本实用新型涉及水文地质检测技术领域，尤其涉及一种多深度地下水水文及水质调查膨胀封隔装置。
背景技术：
传统的微水试验存在如下问题：一是所获得的K值代表的是整个井管垂直方向上开口的平均值，对于竖直方向上各向异性的地质断面，无法精确区分不同地层或含水层的K值；二是对于采用向井内充气加压来制造水位差的气压式微水试验的场合，如采用非膨胀式封隔，受限于井口构造，如井口有外套管、井口不平整等问题，容易发生漏气现象，导致需要注入较大的气压才能造成水位上升/下降的变化，尤其遇到透水性差的地质材料，所需的气压就更大；三是微水试验过程中为测试不同深度地层或含水层的水文地质参数，往往需要开凿若干观测井，无法做到一口观测井内完成整个深度的水文地质参数测试和水样采集工作。
同时，在地下水采样过程中，如何完整高效的从监测井中获取具有各层代表性的地下水样品是采样工作的重点和难点。传统的地下水采样器具包括贝勒管、抓取式采样器、负压提升式采样器、气体置换式采样器、气动泵、气囊泵、蠕动泵电动潜水泵、惯性提升泵等，存在的不足之处在于：采样过程中取样部件反复穿越含水层，对地下水层造成扰动，并导致不同地层或含水层之间地下水水样的交叉污染，从而使得取得的水样不足以代表某一深度的实际污染情况。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提出一种多深度地下水水文及水质调查膨胀封隔装置，通过由充气式膨胀封隔、第一连接管和可调测试孔组成的封隔装置，将不同深度的井管隔离开，并采用充气式微水试验替代传统的注水或抽水式微水试验，在不同深度进行微水试验，可以精确测量每个地层或含水层的渗透系数K值；避免不同地层或含水层之间的水样的交叉干扰。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种多深度地下水水文及水质调查膨胀封隔装置，包括：至少一套封隔装置，与封隔装置相连接的气动装置，与气动装置相连接的注气装置和信号处理装置，所述注气装置与封隔装置相连接，所述封隔装置包括上下排列的至少两个充气式膨胀封隔，所述充气式膨胀封隔之间通过第一连接管相连接，所述第一连接管上还开设有可调测试孔。
作为本技术方案的优选方案之一，所述注气装置包括氮气瓶，所述信号处理装置包括信号盒和与信号盒相连接的电脑，至少所述封隔装置的最上部的充气式膨胀封隔通过第三连接管连接氮气瓶，通过第二连接管连接气动装置，所述气动装置的信息管路分别与第二连接管和所述信号盒连接。
作为本技术方案的优选方案之一，所述气动装置包括注气阀、泄气阀和压力探头，所述注气阀和泄气阀均可拆卸的设置在气动装置本体上，所述注气阀通过第四连接管与氮气瓶连接，所述压力探头位于所述第二连接管内，且所述压力探头通过位于信息管路中的电线与信号盒相连接，所述信息管路自气动装置本体内穿过。
作为本技术方案的优选方案之一，所述压力探头包括设置在第二连接管内部的第一压力探头和第二压力探头，所述第一压力探头和第二压力探头均通过位于信息管路内的电线与信号盒相连接。
作为本技术方案的优选方案之一，至少位于所述封隔装置的最上部的充气式膨胀封隔上还开设有上部接头，所述上部接头通过第三连接管连接氮气瓶，且所述上部接头和第三连接管为可拆卸连接。
作为本技术方案的优选方案之一，所述封隔装置的最上部的充气式膨胀封隔和气动装置本体均通过快速螺口接口与所述第二连接管连接。
作为本技术方案的优选方案之一，所述第一连接管的端口开设有放置孔，自所述上部接头伸入充气式膨胀封隔内的贝勒管或采样泵吸头设置在放置孔上。
作为本技术方案的优选方案之一，所述第一连接管和第二连接管均为可调长短的连接管结构。
作为本技术方案的优选方案之一，所述封隔装置包括N个自上而下依次设置的充气式膨胀封隔时，自上而下N-1个充气式膨胀封隔均设置有上部接头，且自上而下N-1个充气式膨胀封隔内的放置孔内均设置有贝勒管或采样泵吸头，N大于等于3。
作为本技术方案的优选方案之一，包括N个自上而下的分别与注气装置相连接的封隔装置，每一个所述封隔装置对应连接一个气动装置，以同批次测量不同深度的水样，所述N大于等于2。
有益效果：通过由充气式膨胀封隔、第一连接管和可调测试孔组成的封隔装置，将不同深度的井管隔离开，并采用充气式微水试验替代传统的注水或抽水式微水试验，在不同深度进行微水试验，可以精确测量每个地层或含水层的渗透系数K值；避免不同地层或含水层之间的水样的交叉干扰；试验时产生的地下水压力变化相当小，不致影响地下水流场，也不会干扰污染物浓度分布；可以设定测试深度及区段长度，实现在一口井中进行不同深度的水文参数测试和采样工作。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的多深度地下水水文及水质调查膨胀封隔装置的结构示意图。
图中：
1、封隔装置；2、连接装置；3、气动装置；4、注气装置；5、信号处理装置；11、第一膨胀式封隔；12、第二膨胀式封隔；13、第一连接管；14、可调测试孔；21、第二连接管；22、快速螺口接头；31、第一压力探头；32、第二压力探头；33、注气阀；34、泄气阀；41、氮气瓶；42、气压流量表；43、第四连接管；44、第三连接管；51、信号盒；52、电脑；111、上部接头。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例1
一种多深度地下水水文及水质调查膨胀封隔装置，包括：一套封隔装置1，所述封隔装置1包括上下排列的两个充气式膨胀封隔，所述两个充气式膨胀封隔分别为第一充气式膨胀封隔11和第二充气式膨胀封隔12，所述第一充气式膨胀封隔11和第二充气式膨胀封隔12之间通过第一连接管13相连接，所述第一连接管13上还开设有可调测试孔14。所述气动装置3包括注气阀33、泄气阀34和压力探头，所述注气阀33和泄气阀34均可拆卸的设置在气动装置本体上，所述注气装置4包括氮气瓶41，所述信号处理装置5包括信号盒51和与信号盒51相连接的电脑52，所述第一充气式膨胀封隔11通过第三连接管44连接氮气瓶41。所述注气阀33通过第四连接管43与氮气瓶41连接，且所述氮气瓶41上还连接有气压流量表42。
所述第一充气式膨胀封隔11通过第二连接管21连接气动装置3的气动装置本体，所述第一充气式膨胀封隔11和气动装置本体均通过快速螺口接口22与所述第二连接管21连接。所述气动装置3的信息管路与第二连接管21和所述信号盒51分别连接，所述压力探头位于所述第二连接管21内，所述压力探头包括设置在第二连接管21内部的第一压力探头31和第二压力探头32，所述第一压力探头31和第二压力探头32均通过位于信息管路内的电线与信号盒51相连接。且所述信息管路自气动装置本体内穿过，且与信号盒51相连接。第一充气式膨胀封隔11上还开设有上部接头111，所述上部接头111通过第三连接管44连接氮气瓶41。所述第一连接管11的端口开设有放置孔，自所述上部接头111伸入充气式膨胀封隔内的贝勒管或采样泵吸头设置在放置孔上。
所述可调测试孔14为可调式结构，所述可调式结构可通过尺寸大小的改变，控制充气和放气的速度。所述第一连接管13与所述第二连接管21为可调长短的连接管结构，以适应不同测量高度区间的要求。
具体实施时，将封隔装置1及第一连接管13插至井中，使第一连接管13到达预定深度位置，再使用气动装置3及注气设备4，将第一充气式膨胀封隔11和第二充气式膨胀封隔12充气，使得两个膨胀封隔紧密卡在井管中。之后，向两膨胀封隔之间充入氮气，在达到预定压力时关闭注气阀33，而当压力稳定不随时间改变时，打开泄气阀34泄气，由第一压力探头31和第二压力探头32持续记录第二连接管21内气压数值的变化，并立即传送到信号盒51，并由信号盒51传送至电脑52，由电脑完成记录、计算等处理，直至回到初水位的状态，即完成该指定深度的微水实验。将整个设备抽出井管后调整第一连接管13长度和两个膨胀封隔位置，即可于不同深度重复上述步骤，实现多深度的微水试验。
所述注气阀33和泄气阀34均可拆卸的设置在气动装置本体上，且所述上部接头111和第三连接管44为可拆卸连接。当需要取样时，将封隔装置1及第一连接管13插至井中，使连接管13到达预定深度位置，再使用气动装置3及注气设备4，将第一充气式膨胀封隔11和第二充气式膨胀封隔12充气，使得膨胀封隔紧密卡在井管中。拆除注气阀33和泄气阀34的连接管路并关闭两个阀门，将贝勒管Bailers或采样泵吸头直接从第一充气式膨胀封隔11的上部接头111处置入第一连接管13的放置孔上，获取该深度的水样。
通过充气式膨胀封隔，将不同深度的井管隔离开，并采用充气式微水试验替代传统的注水或抽水式微水试验，在不同深度进行微水试验，可以精确测量每个地层或含水层的渗透系数K值；在地下水采样过程中避免不同地层或含水层之间的水样的交叉干扰；试验时产生的地下水压力变化相当小，不致影响地下水流场，也不会干扰污染物浓度分布；可以设定测试深度及区段长度，实现在一口井中进行不同深度的水文参数测试和采样工作。
所述充气式膨胀封隔的材质为丁腈耐磨橡胶或氟橡胶，各压力管路接头部件材质为316不锈钢。为避免污染，对于采集含有重金属污染物的地下水，应确第一连接管13、第二连接管21、第三连接管44、第四连接管43等水力管路及管路各附属部件为PVC材质；对于采集含有有机污染的地下水，应确保第一连接管13、第二连接管21、第三连接管44、第四连接管43等水力管路及管路各附属部件为特氟龙或不锈钢材质。此外，每次采样后均应遵照相关采样流程和规范对设备水力管路进行润洗。
实施例2
与实施例1不同的是，所述封隔装置1包括N个自上而下依次设置的充气式膨胀封隔时，自上而下N-1个充气式膨胀封隔均设置有上部接头111，且自上而下N-1个充气式膨胀封隔内的放置孔内均设置有贝勒管或采样泵吸头，N大于等于3。具体实施时，N大于等于3。
所述由三个以上充气式膨胀封隔组成的封隔装置，可同时抽取两个不同深度区域的水样，具体实施时，首先将贝勒管Bailers或采样泵吸头直接从一充气式膨胀封隔11的上部接头111处置入第一连接管13的内部空间，之后将封隔装置1及第一连接管13插至井中，使第一连接管13到达预定深度位置，再使用气动装置3及注气设备4，将多个充气式膨胀封隔均充气，使得膨胀封隔紧密卡在井管中。拆除注气阀33和泄气阀34的连接管路并关闭两个阀门，通过贝勒管Bailers或采样泵吸头获取该深度的水样。
所述三个以上的充气式膨胀封隔的结构设置，在不致影响地下水流场，不会造成不同地层或含水层之间的水样的交叉干扰；也不会干扰污染物浓度分布的同时抽取多个层次的水样，准确高效。
实施例3
与实施例1不同的是，包括N个自上而下的分别与注气装置4相连接的封隔装置1，每一个所述封隔装置1对应连接一个气动装置3，以同批次测量不同深度的水样，所述N大于等于2。
具体实施时，将多个封隔装置1及每个封隔装置1所对应的第一连接管2按照不同的高度插至井中，使多个第一连接管13分别到达预定深度位置，再使用与每个封隔装置1相对应的气动装置3及注气设备4，将每个封隔装置1对应的第一充气式膨胀封隔11和第二充气式膨胀封隔12充气，使得个封隔装置1的两个膨胀封隔均紧密卡在井管中。之后，向每个封隔装置1的两膨胀封隔之间充入氮气，在达到预定压力时关闭注气阀33，而当压力稳定不随时间改变时，打开泄气阀34泄气，由每个封隔装置1的第一压力探头31和第二压力探头32持续记录第二连接管21内气压数值的变化，并立即传送到信号盒51，并由信号盒51传送至电脑52，由电脑完成记录、计算等处理，直至回到初水位的状态，即完成该指定深度的微水实验。将整个设备抽出井管后调整每个第一连接管13长度和两个膨胀封隔位置，即可于不同深度重复上述步骤，实现多深度的微水试验。
所述多个封隔装置的结构，可通过一次微水试验精确测量每个地层或含水层的渗透系数K值，在地下水采样过程中避免不同地层或含水层之间的水样的交叉干扰，也不会干扰污染物浓度分布，加快了试验效率和测试准确度。
综上所述，通过由充气式膨胀封隔、第一连接管和可调测试孔组成的封隔装置，将不同深度的井管隔离开，并采用充气式微水试验替代传统的注水或抽水式微水试验，在不同深度进行微水试验，可以精确测量每个地层或含水层的渗透系数K值；避免不同地层或含水层之间的水样的交叉干扰；试验时产生的地下水压力变化相当小，不致影响地下水流场，也不会干扰污染物浓度分布；可以设定测试深度及区段长度，实现在一口井中进行不同深度的水文参数测试和采样工作。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。