本實(shí)用新型涉及一種地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置，主要用于指定深度地下水水樣的采樣和原位修復(fù)，屬于環(huán)境科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

據(jù)2013年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》，全國(guó)4778個(gè)地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，水質(zhì)呈較差級(jí)、極差級(jí)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例分別為43.91％、15.7％。地下水水質(zhì)的惡化使得本來(lái)就相對(duì)短缺的地下水資源可利用量越來(lái)越少，隨著我國(guó)城市化與工業(yè)化進(jìn)程加快，部分地區(qū)地下水污染問(wèn)題日益突出，給人民群眾生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響。地下水環(huán)境保護(hù)工作受到高度重視，地下水環(huán)境保護(hù)與污染控制工作力度不斷加強(qiáng)。

由于地下含水層的非均質(zhì)性等原因，地下水污染往往具有分層性，即不同深度的地層具有不同的污染特征，因此，需要分層采樣調(diào)查和分層修復(fù)。目前已有定深度分層采樣和修復(fù)的裝置研究。但大都一旦采樣或修復(fù)丼做成后，就只能在固定深度采樣或修復(fù)，無(wú)法在實(shí)施過(guò)程中靈活改變采樣位置和修復(fù)位置。如中國(guó)專(zhuān)利公布號(hào)CN 205035094 U，公布日期2016年2月17日，發(fā)明名稱(chēng)為“地下水采樣及修復(fù)的多功能分層井”，該申請(qǐng)案提供的多功能分層井可用于污染場(chǎng)地垂向不同深度的地下水的采樣監(jiān)測(cè)，也可用于地下水分層注藥、分層抽氣或曝氣。但一旦分層井做好后，分層采樣或修復(fù)的深度則固定不變，不能靈活改變采樣或修復(fù)深度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為：地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置，所述的裝置由井體、采樣和修復(fù)單元及旋轉(zhuǎn)升降裝置組成，所述井體由井管、濾布、填料、連接座、底座和密封井蓋構(gòu)成，井管為圓柱形管，在井管管壁上，沿井管軸線(xiàn)方向?qū)ΨQ(chēng)開(kāi)有四列割縫均勻分布的割縫區(qū)，割縫方向?yàn)樗椒较?，割縫區(qū)寬度為45°弧長(zhǎng)，每?jī)闪懈羁p區(qū)邊緣間距為50°弧長(zhǎng)，井管外壁上包裹有濾布，濾布外包裹有填料，井管上端固定設(shè)有連接座，密封井蓋與連接座之間螺栓連接，密封井蓋上設(shè)有第一通孔、第二通孔和第一抽注孔，第一通孔上連接有第一導(dǎo)管，底座固定在井管底部，底座的上表面開(kāi)有定位孔。

采樣和修復(fù)單元由采樣和修復(fù)倉(cāng)、導(dǎo)管和抽注軟管構(gòu)成，采樣和修復(fù)倉(cāng)呈環(huán)形圓柱體夾層狀，采樣和修復(fù)倉(cāng)頂部設(shè)有第三通孔和第二抽注孔，底部設(shè)有第四通孔，第三通孔和第四通孔之間連接有第二導(dǎo)管，第二導(dǎo)管上端連接有第三導(dǎo)管，第一抽注軟管上端與第二抽注孔連接，下端位于采樣和修復(fù)倉(cāng)底部，第二抽注孔還連接有第二抽注軟管，在采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面上，沿采樣和修復(fù)倉(cāng)軸線(xiàn)方向?qū)ΨQ(chēng)開(kāi)有四列割縫交錯(cuò)均勻分布的割縫區(qū)，割縫為垂直方向，割縫區(qū)寬度為45°弧長(zhǎng)，每?jī)闪懈羁p區(qū)邊緣間距為50°弧長(zhǎng)，采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)圓柱面外壁上設(shè)有沿采樣和修復(fù)倉(cāng)軸向方向的螺紋。

旋轉(zhuǎn)升降裝置由轉(zhuǎn)軸、電機(jī)和支架構(gòu)成，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有螺紋，轉(zhuǎn)軸上端連接在電機(jī)上，電機(jī)通過(guò)支架固定在地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置上方。

采樣和修復(fù)倉(cāng)活動(dòng)置于井管內(nèi)，轉(zhuǎn)軸活動(dòng)地插入在采樣和修復(fù)倉(cāng)中，轉(zhuǎn)軸上的螺紋與采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)圓柱面外壁上的螺紋吻合連接，轉(zhuǎn)軸下端活動(dòng)插在底座上的定位孔中，第三導(dǎo)管經(jīng)第二通孔引出，第二抽注軟管經(jīng)第一抽注孔引出，第三導(dǎo)管的引出端、第二抽注軟管的引出端和第一導(dǎo)管上分別設(shè)有閥門(mén)。

所述的井管、采樣和修復(fù)倉(cāng)為PVC材料或經(jīng)過(guò)防腐蝕處理的不銹鋼材料。

由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置，具有如下的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

1.在井管中設(shè)置的采樣和修復(fù)倉(cāng)在轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下可以沿井管軸向方向上下移動(dòng)到井管中的任何位置，可以通過(guò)控制采樣和修復(fù)倉(cāng)至擬采樣或修復(fù)的位置，來(lái)實(shí)現(xiàn)地下水任意深度的分層采樣或分層修復(fù)。

2.設(shè)置有集地下水采樣和地下水原位修復(fù)功能為一體的采樣和修復(fù)倉(cāng)，通過(guò)連接地面抽水設(shè)備、抽氣設(shè)備、注氣設(shè)備或注藥設(shè)備，可以分別實(shí)現(xiàn)地下水的采樣監(jiān)測(cè)和地下水的多相抽提修復(fù)、抽出處理修復(fù)、曝氣修復(fù)和注藥修復(fù)等多種功能。

3.井管及采樣和修復(fù)倉(cāng)上分別設(shè)置有寬度相同、割縫方向不同的割縫區(qū)。當(dāng)兩割縫區(qū)完全重合時(shí)，可以形成使采樣和修復(fù)倉(cāng)與地下水相聯(lián)通的孔隙區(qū)，通過(guò)孔隙進(jìn)行集水或抽氣、注藥。當(dāng)兩割縫區(qū)完全錯(cuò)開(kāi)時(shí)，地下水同采樣和修復(fù)倉(cāng)相隔離，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位止水。

本實(shí)用新型的地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)單，使用方便，具有地下水采樣和多種技術(shù)修復(fù)的多功能性，且實(shí)現(xiàn)了地下水任意指定深度的分層采樣和分層修復(fù)，具有廣闊的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為井管割縫示意圖。

附圖3為采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面割縫示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，見(jiàn)附圖。

地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置，所述的裝置由井體、采樣和修復(fù)單元及旋轉(zhuǎn)升降裝置組成。所述井體由井管1、濾布2、填料3、連接座4、密封井蓋5和底座6構(gòu)成。井管1為圓柱形管，在井管1管壁上，沿井管1軸線(xiàn)方向?qū)ΨQ(chēng)開(kāi)有四列割縫均勻分布的割縫區(qū)。割縫方向?yàn)樗椒较颍羁p區(qū)寬度為40°弧長(zhǎng)，每?jī)闪懈羁p區(qū)邊緣間距為50°弧長(zhǎng)。井管1外壁上包裹有濾布2。濾布2外包裹有填料3。填料3可以為建井開(kāi)挖土的回填土，滲透性等于或略小于原土層滲透性，以避免地下水、藥劑或注入的氣體沿井壁方向的流動(dòng)。井管1上端固定設(shè)有連接座4。密封井蓋5與連接座4之間螺栓連接。密封井蓋5上設(shè)有第一通孔7、第二通孔8和第一抽注孔9。第一通孔7上連接有第一導(dǎo)管10。第一導(dǎo)管10使采樣和修復(fù)倉(cāng)11上方腔體與大氣聯(lián)通。當(dāng)采樣和修復(fù)倉(cāng)11上下移動(dòng)時(shí)，通過(guò)第一導(dǎo)管10使采樣和修復(fù)倉(cāng)11上方腔體內(nèi)的壓力得到釋放或補(bǔ)充。底座6固定在井管1底部，底座6的上表面開(kāi)有定位孔。

采樣和修復(fù)單元由采樣和修復(fù)倉(cāng)11、導(dǎo)管和抽注軟管構(gòu)成。采樣和修復(fù)倉(cāng)11呈環(huán)形圓柱體夾層狀。采樣和修復(fù)倉(cāng)11頂部設(shè)有第三通孔12和第二抽注孔13，底部設(shè)有第四通孔14。第三通孔12和第四通孔14之間連接有第二導(dǎo)管15。第二導(dǎo)管15上端連接有第三導(dǎo)管16。第一抽注軟管17上端與第二抽注孔13連接。下端位于采樣和修復(fù)倉(cāng)11底部。第二抽注孔13還連接有第二抽注軟管18。在采樣和修復(fù)倉(cāng)11外圓柱面上，沿采樣和修復(fù)倉(cāng)11軸線(xiàn)方向?qū)ΨQ(chēng)開(kāi)有四列割縫交錯(cuò)均勻分布的割縫區(qū)。割縫為垂直方向，割縫區(qū)寬度為40°弧長(zhǎng)，每?jī)闪懈羁p區(qū)邊緣間距為50°弧長(zhǎng)。采樣和修復(fù)倉(cāng)11內(nèi)圓柱面外壁上設(shè)有沿采樣和修復(fù)倉(cāng)11軸向方向的螺紋。

旋轉(zhuǎn)升降裝置由轉(zhuǎn)軸19、電機(jī)20和支架21構(gòu)成。轉(zhuǎn)軸19上設(shè)有螺紋。轉(zhuǎn)軸19上端連接在電機(jī)20上。電機(jī)20通過(guò)支架21固定在地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置上方。

采樣和修復(fù)倉(cāng)11活動(dòng)置于井管1內(nèi)。轉(zhuǎn)軸19活動(dòng)地插入在采樣和修復(fù)倉(cāng)11中。轉(zhuǎn)軸19上的螺紋與采樣和修復(fù)倉(cāng)11內(nèi)圓柱面外壁上的螺紋吻合連接。轉(zhuǎn)軸19下端活動(dòng)插在底座6上的定位孔中。支架21和底座6可以保證轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定而不傾斜。第三導(dǎo)管16經(jīng)第二通孔8引出。第二抽注軟管18經(jīng)第一抽注孔9引出。第三導(dǎo)管16的引出端、第二抽注軟管18的引出端和第一導(dǎo)管10上分別設(shè)有閥門(mén)。

所述的井管1和采樣和修復(fù)倉(cāng)11為PVC材料或經(jīng)過(guò)防腐蝕處理的不銹鋼材料，確保長(zhǎng)期的地下水浸泡腐蝕或腐蝕性藥劑的腐蝕。

本實(shí)用新型的地下水分層采樣和分層修復(fù)裝置的工作原理：

(一)當(dāng)采用該裝置進(jìn)行地下水分層采樣時(shí)，采樣方法為：

1)打開(kāi)第三導(dǎo)管引出端、第二抽注軟管引出端和第一導(dǎo)管上的閥門(mén)；

2)打開(kāi)電機(jī)，使轉(zhuǎn)軸緩慢旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下，采樣和修復(fù)倉(cāng)在井管內(nèi)上下移動(dòng)到指定位置，并使井管上的割縫區(qū)同采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面上的割縫區(qū)完全錯(cuò)開(kāi)，關(guān)停電機(jī)；

3)使用地面抽取裝置將采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)的地下水經(jīng)由第一抽注軟管和第二抽注軟管抽取干凈；

4)打開(kāi)電機(jī)，使轉(zhuǎn)軸緩慢旋轉(zhuǎn)至井管上的割縫區(qū)同采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面上的割縫區(qū)完全重合，關(guān)停電機(jī)；

5)待地下水充滿(mǎn)采樣和修復(fù)倉(cāng)后，將采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)的地下水經(jīng)由第一抽注軟管和第二抽注軟管抽取到地面收集裝置；

6)打開(kāi)電機(jī)，使轉(zhuǎn)軸緩慢旋轉(zhuǎn)45°，使井管上的割縫區(qū)同采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面上的割縫區(qū)完全錯(cuò)開(kāi)，關(guān)停電機(jī)；

7)使用地面抽取裝置將采樣和修復(fù)倉(cāng)抽取并清洗干凈，準(zhǔn)備下次使用。

(二)當(dāng)采用該裝置進(jìn)行地下水分層修復(fù)時(shí)，修復(fù)方法為：

1)打開(kāi)第三導(dǎo)管引出端、第二抽注軟管引出端和第一導(dǎo)管上的閥門(mén)；

2)打開(kāi)電機(jī)，使轉(zhuǎn)軸緩慢旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下，采樣和修復(fù)倉(cāng)在井管內(nèi)上下移動(dòng)到指定位置，并使井管上的割縫區(qū)同采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面上的割縫區(qū)完全錯(cuò)開(kāi)，關(guān)停電機(jī)；

3)使用地面抽取裝置將采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)的地下水經(jīng)由第一抽注軟管和第二抽注軟管抽取干凈，關(guān)閉第三導(dǎo)管引出端和第二抽注軟管引出端上的閥門(mén)；

4)打開(kāi)電機(jī)，使轉(zhuǎn)軸緩慢旋轉(zhuǎn)至井管上的割縫區(qū)同采樣和修復(fù)倉(cāng)外圓柱面上的割縫區(qū)完全重合，關(guān)停電機(jī)；

5)經(jīng)由第一抽注軟管和第二抽注軟管，向采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)注入修復(fù)藥劑或氣體，進(jìn)行化學(xué)修復(fù)或曝氣修復(fù)；或抽取采樣和修復(fù)倉(cāng)內(nèi)地下水，進(jìn)行抽出處理修復(fù)。