一种用于地下水分层采样的井管装置和方法与流程

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种用于地下水分层采样的井管装置和方法。

背景技术：

地下水污染是由于人为因素造成地下水质恶化的现象。污染的地下水对人体健康、工农业生产、生态环境等都有危害。地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有污染分层、污染迁移缓慢、污染隐蔽性强和修复治理难度大等特点。地下水污染与地表水污染有一些明显的不同：由于污染物进入含水层，以及在含水层中运动都比较缓慢，污染往往是逐渐发生的，若不进行专门监测，很难及时发觉。

现有地下水监测井建井装置和采样方法大多只能用于监测某点位、某一特定含水层，而地下水水质在同一位置不同深度上浓度或污染程度存在差异，混合水样不能很好地反映地下水情况。近年来，地下水调查和监测领域发展出由多个监测井组成的复合井或集成监测井装置或其他定深采样装置用来对同一位置不同深度地下水进行监测，但复合井建井成本高，集成监测井装置结构复杂、建井作业要求高、建井成本较大，定深采样装置所采集的地下水并不是真正意义上的原位地下水样品，以上装置和方法在地下水分层采样上受到很大限制。

如何较好地解决同一位置处不同深度的地下水原位分层采样，科学合理地分析地下水水质和污染状况，是地下水评价相关工作中亟待解决的难题。

技术实现要素：

发明目的：本发明针对地下水分层采样需求和相关工作要求，提供一种用于地下水分层采样的井管装置，可有效实现地下水监测井建井和分层采样，提高地下水监测效率、节约建井成本，具有较高的实用性和推广价值。

本发明还要解决的技术问题是提供上述装置用于地下水分层采样的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种用于地下水分层采样的井管装置，它包括由一根以上井管首尾连接的管体，井管的侧壁同一高度上开有若干组贯穿的筛孔，每组筛孔均沿纵向排列；井管的内壁上还设有空心的环形卡槽，卡槽的上臂和下臂固定在井管的内壁上，上臂位于筛孔的上方，下臂位于筛孔的下方，从而将筛孔围合其中，卡槽的侧壁留有开口；卡槽内设置有与每组筛孔对应的止水阀，通过外部的操作杆穿过开口与止水阀卡合，横向转动操作杆从而使得止水阀能够在卡槽滑动。

通过驱动止水阀转动，从而覆盖或者漏出筛孔，将特定深度筛管外的地下水引入到井管内，从而取样进行监测。

优选地，所属止水阀为凸型结构，其大口端位于卡槽内，小口端穿过开口，通过外部的操作杆与止水阀的小口端卡合，横向转动操作杆从而使得止水阀能够在卡槽滑动。

进一步地，所述操作杆的长度能够调节，其底部设置有若干交叉的横杆，横杆能够穿过开口与止水阀卡合，横向转动操作杆从而使得止水阀能够在卡槽滑动。

所述止水阀的小口端设有沿纵向的凹槽，操作杆底部横杆能够沿纵向进入凹槽内，并横向转动从而驱动止水阀能够在卡槽滑动。

其中，所述井管的首尾通过螺纹或者套管连接。

上述装置用于地下水分层采样的方法，包括如下步骤：

步骤一：建设地下水监测井；

步骤二：根据地下水监测井深度将井管首尾连接成管体并放入监测井内；

步骤三：由上而下通过操作杆依次转动止水阀漏出筛孔，逐一清洗筛孔和井管，清洗结束后反向转动止水阀堵住筛孔；

步骤四：通过操作杆打开某一深度处止水阀，该深度地下水将由该深度的筛孔进入井管，一定时间后采集井管内地下水样品即可。

进一步地，通过调节止水阀的开合角度控制某深度筛孔处地下水进入井管的流速，避免地下水大量涌入，搅动该深度上、下层地下水，从而实现该深度原位地下水的采样。

有益效果：

1、本发明装置结构简单，分层采样方法简易，具有较高的实用性和推广价值，在现有常规地下水监测井建设方法基础上，采用本发明装置即可实现地下水分层采样和水质监测；

2、本发明通过通过调节止水阀的开合角度控制某深度筛孔处地下水进入井管的流速，避免地下水大量涌入，搅动该深度上、下层地下水，能够实现该深度原位地下水的监测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是该地下水分层采样装置的整体结构和采样原理图；

图2是该地下水分层采样装置井管内部结构示意图；

图3是该地下水分层采样装置井管外部示意图；

图4是该地下水分层采样装置止水阀开合原理剖面图；

图5是该地下水分层采样装置止水阀开合原理俯视图；

图6是该地下水分层采样装置止水阀俯视结构图；

图7是该地下水分层采样装置操作杆结构示意图；

图8是该地下水分层采样装置不同深度地下水采样检测原理图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1～4所示，该用于地下水分层采样的井管装置包括由三根井管1首端2与尾部3通过螺纹连接成的管体，井管1的侧壁同一高度上开有四组贯穿的筛孔4，每组筛孔4均沿纵向排列；井管1的内壁上还设有空心的环形卡槽5，卡槽5的上臂和下臂固定在井管1的内壁上，上臂位于筛孔4的上方，下臂位于筛孔4的下方，从而将筛孔4围合其中，卡槽5的侧壁留有开口51；卡槽5内设置有与每组筛孔4对应的止水阀6。

如图5和6所示，止水阀6为凸型结构，其大口端61位于卡槽5内，小口端62穿过开口51；止水阀6的小口端62设有沿纵向的凹槽63，长度可调节的操作杆9底部横杆8能够沿纵向进入凹槽63内。

如图7所示，操作杆9的底部设置有若干交叉的横杆8，顶部设置有把手7横杆8能够穿过开口51与止水阀6卡合。

将外部的操作杆9深入井管1内，横杆8能够穿过开口51沿纵向进入凹槽63内，若不监测该高度地下水，则穿过凹槽63继续深入，若是监测该层地下水，则进入凹槽63内后，横向转动操作杆9从而使得止水阀6在卡槽5滑动，漏出筛孔4。

如图8所示，装置采用如下步骤分层采样地下水：

步骤一：建设地下水监测井；

步骤二：根据地下水监测井深度将井管1首尾连接成管体并放入监测井内；

步骤三：由上而下通过操作杆9依次转动止水阀6漏出筛孔4，逐一清洗筛孔4和井管1，清洗结束后反向转动止水阀6堵住筛孔4；

步骤四：通过操作杆9打开某一深度处止水阀6，该深度地下水将由该深度的筛孔4进入井管1，一定时间后采用贝勒管等采集井管内地下水样品即可。

若要实现原位地下水采样，通过调节止水阀6的开合角度控制某深度筛孔4处地下水进入井管的流速，避免地下水大量涌入，搅动该深度上、下层地下水。。

本发明提供了一种用于地下水分层采样的井管装置和方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。