地下水多層位監(jiān)測管的制作方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明屬于地下水監(jiān)測技術(shù)領域，特別涉及一種地下水多層位監(jiān)測管。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]監(jiān)測并掌握地下水的動態(tài)變化特征是科學評價地下水資源、制定合理開發(fā)利用與有效保護措施、減輕和防治地下水污染及相關地質(zhì)災害的重要基礎。傳統(tǒng)的地下水水位和水質(zhì)監(jiān)測，一般是利用單個井孔設施，針對單一的目標含水層或混合含水層，采取現(xiàn)場監(jiān)測、遠程遙測以及井孔取樣的方法進行。如果想獲取某一地點不同含水層的水位和水質(zhì)信息，需要在特定地點附近，首先通過構(gòu)建多個井孔，并采取封井技術(shù)方法形成多個不同含水層層位的地下水監(jiān)測井孔，然后再進行水位和水質(zhì)監(jiān)測。比如，某一地點分布三個含水巖組，分別具有不同的地下水水位，如果需要了解不同含水層地下水的水力聯(lián)系和水質(zhì)信息，那么首先需要根據(jù)地層巖性和含水層分布情況，建設三個深度由淺到深的井孔，然后在井孔內(nèi)布設濾管，按照一個井孔只保留一個目標含水層的原則，采用封井技術(shù)建成包含三個監(jiān)測井管的地下水監(jiān)測系統(tǒng)，從而達到監(jiān)測不同目標含水層地下水水位和水質(zhì)的目標。這種單孔單層位地下水監(jiān)測井孔的設施和方法，不僅占地面積多，施工時間長，資金投入大，再加上鉆探石工精度、封井技術(shù)等因素的影響，難以真正揭示含水層的各向異性等復雜特征，也不能正確反映地下水的實時動態(tài)變化信息。對于地下水的污染區(qū)域來說，由于不同區(qū)域含水層變化、鉆孔孔距增大以及人為鉆探原因，很難捕獲到污染物在不同含水層、不同巖性條件下的迀移、轉(zhuǎn)化和擴散過程。
[0003]隨著地下水資源評價、污染調(diào)查和地下水監(jiān)測技術(shù)精準化的要求，歐洲、美國、加拿大、日本等發(fā)達國家在地下水監(jiān)測設施和技術(shù)方面發(fā)展迅速。目前，地下水監(jiān)測設施和方法一般包括單孔混合水監(jiān)測、單孔單層位監(jiān)測、巢式監(jiān)測。
[0004]上世紀90年代，我國出現(xiàn)了一孔多管的地下水監(jiān)測技術(shù)，即在一個井孔中分別將多根不同長度的監(jiān)測管布設至特定的監(jiān)測層位，通過分層回天礫石和粘土的方法，在同一監(jiān)測井內(nèi)實現(xiàn)分層監(jiān)測和分層取樣的目的。該監(jiān)測井由于井孔內(nèi)布設多個監(jiān)測管，又稱“巢式監(jiān)測井”，其中監(jiān)測管的材料為PVC。該技術(shù)和設施在使用過程中存在諸多技術(shù)難題，當井深過大、監(jiān)測層位過多時，需要的監(jiān)測管數(shù)量就越多，相應的井徑要求也越大，對鉆機和鉆頭也有一定的要求。另外，隨著監(jiān)測層位的增多，使用的監(jiān)測管越多，需要對多根監(jiān)測管進行止水，分層封井的技術(shù)難度增高，也造成了材料的浪費。如果需要同時監(jiān)測一個含水層的水質(zhì)和水位情況時，就要把水質(zhì)和水位監(jiān)測儀器分別安裝在兩個監(jiān)測管內(nèi)，進一步增加了監(jiān)測管的數(shù)量，增大了施工難度。
[0005]近年來，加拿大Solinst公司研發(fā)了多種型號的地下水檢測系統(tǒng)產(chǎn)品，亦稱CTM系統(tǒng)。這種監(jiān)測技術(shù)主要是通過改進PVC監(jiān)測管工藝，在同一監(jiān)測管內(nèi)設計3-7個監(jiān)測通道，每個監(jiān)測通道可以監(jiān)測一個目標層的地下水，從而獲得同一地點、同一井孔內(nèi)的準確地下水分層水位與水質(zhì)信息。該監(jiān)測產(chǎn)品以淺層地下水的分層監(jiān)測為主，監(jiān)測深度主要在20-50m之間，由于受材料的彈性參數(shù)等限制，難以用于深層地下水的監(jiān)測。另外，由于監(jiān)測管的通道孔徑較小，地下水位測量和水樣采集需要應用專用的微型水位計和采樣器，普通采樣器和水位計不能使用，成為下一步推廣應用的最大障礙。特別是當需要同時監(jiān)測一個含水層的水質(zhì)和水位情況時，就要把水質(zhì)和水位監(jiān)測儀器分別安裝在兩個監(jiān)測通道內(nèi)，導致所能監(jiān)測的含水層數(shù)量減少。
[0006]針對目前國內(nèi)外地下水監(jiān)測設施及技術(shù)方法的現(xiàn)狀及存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于深層地下水監(jiān)測的地下水多層位監(jiān)測管。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種開發(fā)建設和管理成本低、占地面積小、可在一個監(jiān)測井內(nèi)對多個目標含水層進行監(jiān)測、可對一個目標含水層同時進行水質(zhì)和水位的立體監(jiān)測、防止各含水層之間發(fā)生水力混合、準確掌握污染物在含水層中的迀移擴散情況、能監(jiān)測深層地下含水層水位水質(zhì)情況的地下水多層位監(jiān)測管。
[0008]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]地下水多層位監(jiān)測管，包括一圓柱形的監(jiān)測管本體，沿監(jiān)測管本體的軸線方向在監(jiān)測管本體上開設有偶數(shù)個貫穿監(jiān)測管本體上下底面的監(jiān)測通道，各監(jiān)測通道沿監(jiān)測管本體圓周方向均勻分布且互不連通，所述監(jiān)測通道按照每組兩個進行分組，在緊鄰每組的兩個監(jiān)測通道的監(jiān)測管本體外側(cè)管壁相同的高度上分別設有一個監(jiān)測孔組，每個監(jiān)測孔組分別與其中的一個監(jiān)測通道互相連通，在各監(jiān)測孔組外側(cè)包裹有濾網(wǎng)，在每組監(jiān)測通道的其中一監(jiān)測通道內(nèi)設有一水質(zhì)監(jiān)測探頭，另一監(jiān)測通道內(nèi)設有一水位監(jiān)測探頭，每組監(jiān)測通道內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測探頭、水位監(jiān)測探頭均與外部的水質(zhì)分析終端相連，在對應每個監(jiān)測孔組下方20cm處的監(jiān)測通道內(nèi)分別設有一內(nèi)部封堵栓，在每個監(jiān)測通道的底端分別設有一端口封堵栓。
[0010]所述監(jiān)測管本體的材質(zhì)為聚氯乙烯材料。
[0011]每個監(jiān)測孔組包括至少五個監(jiān)測孔，且各監(jiān)測孔從上到下豎直等間距排列。
[0012]所述監(jiān)測管本體的直徑為75mm-100mm，所述監(jiān)測通道的數(shù)量為6，按照每組兩個分為3組，且各監(jiān)測通道的內(nèi)徑均為30mm。
[0013]所述內(nèi)部封堵栓和端口封堵栓的材質(zhì)均為橡膠材料。
[0014]本發(fā)明地下水多層位監(jiān)測管的有益效果是:
[0015](I)本發(fā)明地下水多層位監(jiān)測管的監(jiān)測管直徑較大，所以在一個監(jiān)測管上可開設多個孔徑較大的監(jiān)測通道，克服了傳統(tǒng)的監(jiān)測管因管徑較小只能使用專用的微型水位計或采樣器的缺陷，能夠在監(jiān)測通道內(nèi)安裝普通的水質(zhì)和水位監(jiān)測儀器，適應性更強。進一步的，可在每組監(jiān)測通道的其中一監(jiān)測通道內(nèi)安裝一水質(zhì)監(jiān)測探頭，另一監(jiān)測通道內(nèi)安裝一水位監(jiān)測探頭，實現(xiàn)對一個目標含水層同時進行水質(zhì)和水位的立體監(jiān)測。
[0016](2)本發(fā)明地下水多層位監(jiān)測管一孔多層的設計，實現(xiàn)了在同一監(jiān)測井內(nèi)對多個目標含水層的分層監(jiān)測，大大減少了成井的數(shù)量及維修和洗井成本，占地面積小，開發(fā)建設和管理成本低。
[0017](3)本發(fā)明地下水多層位監(jiān)測管的監(jiān)測管上各監(jiān)測通道之間的隔斷厚度大，具有良好的抗壓性，多個隔斷組合后起到了兩方面的作用:①防止各監(jiān)測通道在水下發(fā)生水力連通，造成含水層之間串層；?對監(jiān)測管的外側(cè)管壁形成一定的支撐作用，防止監(jiān)測通道受到擠壓后變形，而且對發(fā)生彎曲輕微變形的監(jiān)測管具有一定的恢復作用。因此，本發(fā)明地下水單孔多層位監(jiān)測系統(tǒng)不受含水層深度的限制，成井深度大，可安裝在30m-50m的淺層地下水監(jiān)測井中使用，也可安裝在深度達到上百米甚至300m的地下水監(jiān)測井中使用。
[0018](4)本發(fā)明地下水多層位監(jiān)測管的內(nèi)部封堵栓和端口封堵栓采用不易變形、不易腐爛的橡膠材料制成，每個監(jiān)測通道相對獨立，防止各含水層之間發(fā)生水力混合，準確掌握污染物在含水層中的迀移擴散情況，嚴格控制一個監(jiān)測通道除了與目標含水層連通外，不能與其他含水層發(fā)生水力聯(lián)系，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。
[0019](5)本發(fā)明地下水多層位監(jiān)測管的監(jiān)測管由聚氯乙烯材料制成，具有良好的耐熱性、韌性以及硬度，耐腐蝕、牢固耐用，在運輸過程中能夠