一种便携式地下水定深取样装置、取样系统与取样方法制造方法及图纸

本发明专利技术的便携式地下水定深取样装置、取样系统与取样方法属于场地污染调查与风险评估领域，通过设置可移动式阻隔气囊，将井管内位于地下水取样探头上、下两端的滞水进行有效阻隔，可精准采集取样探头所在深度地下水样品，避免了传统方法在洗井采样过程中出现井管内上下层水样混合导致样品稀释的问题，提高检出浓度的准确性。本发明专利技术可在同一监测井内精准采集不同深度地下水样品，实现定深采样，成本明显降低。另外本发明专利技术对井管内地下水采样探头上、下层滞水进行了有效阻隔，可降低采样前的洗井体积，节约采样时间，提高采样效率，减少洗井废水产生量，进一步降低采样成本，还能减少对井管内地下水的扰动，保证检出浓度的准确性。

A portable sampling device, system and method for groundwater depth determination

【技术实现步骤摘要】
一种便携式地下水定深取样装置、取样系统与取样方法
本专利技术属于场地污染调查与风险评估领域，具体为一种便携式地下水定深取样装置、取样系统与取样方法。
技术介绍
根据我国法律法规规定，关停搬迁后遗留的工业企业用地在进行再开发利用前，需按国家相关技术规范开展地块土壤和地下水污染状况调查，并结合场地未来的用地规划开展风险评估。其中，针对地下水污染状况的调查，目前主要还是通过采集典型的地下水样品进行污染物检测以表征其污染状况。因场地水文地质的各向空间异质性，通常地下水中污染物的垂向分布不均一性明显，尤其对于含水层较厚的场地，这种垂向分布不均匀的现象更为明显。因此，开展定深采样，通过采集不同深度的地下水样品进行污染物分析，是刻画地下水中污染物垂向分布的主要技术手段。实现采集不同深度地下水典型样品的传统方式是在同一个监测点位设置组井，通过将筛管设置于含水层不同深度来实现采集不同深度典型地下水样品的目的。这种传统方法因需要建设组井，其钻探建井成本较高。如地下水埋深较深、含水层较厚，成本增加更为明显，成为限制此技术推广应用的主要障碍。同时，采用这种采样方式，因井管内滞水体积较大，采样前洗井耗时较长，采样效率降低，且产生较多的洗井废水，这进一步增加了此项技术的应用成本。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成已成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便携式地下水定深取样装置、取样系统与取样方法，以解决传统的实现采集不同深度地下水典型样品的方法需要建设组井，存在钻探建井成本较高的技术问题。尤其是当地下水埋深较深、含水层较厚，成本增加更为明显；而且井管内滞水体积较大，采样前洗井耗时较长，采样效率降低，且产生较多的洗井废水，增加了应用成本的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种便携式地下水定深取样装置，包括：取样探头，为中空结构并且其侧壁上开设有供污染物进入的孔隙；阻隔气囊，包括连接在取样探头顶端的探头顶端气囊和连接在取样探头底端的探头底端气囊，所述探头顶端气囊的顶部和底部之间通过第二连接管连通，所述探头顶端气囊和探头底端气囊之间还通过第一连接管连通；供气机构，包括与探头顶端气囊顶部连接的充气管和连接在充气管端部的充气装置，所述充气管上设有气压表和气密性阀门；洗井与取样机构，包括与探头顶端气囊顶部连接的取样管和连接在取样管端部的自吸式取样泵，所述取样管上设有气密性阀门，所述自吸式取样泵上连接有取样泵出水管。优选地，所述取样探头外套设有置中器，所述置中器为板状结构，其中心位置开设有供取样探头穿过的探头限位孔，置中器上还开设有供第一连接管穿过的连接管限位孔。优选地，所述置中器上还对称开设有过水孔。优选地，所述取样探头包括内部衬管、套设在内部衬管外的外部套管、以及连接在内部衬管顶部和外部套管顶部之间、连接在内部衬管底部和外部套管底部之间的堵帽，所述内部衬管和外部套管上均开设有孔隙，并且内部衬管上孔隙的孔径大于外部套管上孔隙的孔径，所述堵帽上连接有快速接头，所述取样探头通过两端的快速接头分别与探头顶端气囊和探头底端气囊连通。优选地，所述第一连接管和第二连接管均为耐腐蚀材质的刚性管，所述取样管和充气管均为耐腐蚀材质的柔性管。另外，本专利技术还提供一种便携式地下水定深取样系统，包括如上所述的便携式地下水定深取样装置，还包括：井管装置，沿井孔中心竖向设置，包括筛管、续接在筛管顶部的实管、以及密封连接在筛管底部的管堵，所述取样探头和阻隔气囊均设置在筛管内；滤料和阻隔装置，由下至上依次包括滤料层、阻隔层和密封层，所述滤料层设置在筛管外壁与井孔壁之间，并且所述滤料层的顶部超出筛管的顶部。优选地，所述取样探头的直径为筛管内径的1/2，取样探头的长度为0.5m-1.5m。优选地，所述滤料层为石英砂，所述阻隔层为膨润土泥浆，所述密封层为水泥浆。另外，本专利技术还提供一种利用如上所述的便携式地下水定深取样系统进行取样的方法，包括以下步骤：步骤一、确定地下水取样监测点位并钻探形成井孔；步骤二、将井管装置竖直安装在井孔内，保证井管装置位于井孔中心；步骤三、在井管装置的外壁与井孔壁之间装填滤料层、阻隔层和密封层，保证滤料层的顶部超出筛管顶部；步骤四、安装好便携式地下水定深取样装置；步骤五、将便携式地下水定深取样装置沿井管装置内侧壁下放置设计采样深度后，开启充气管上的气密性阀门，启动充气装置，对探头顶端气囊和探头底端气囊进行充气，直到探头顶端气囊和探头底端气囊紧贴筛管内壁；步骤六、关闭充气管上的气密性阀门，关闭充气装置，打开取样管上的气密性阀门，开启自吸式取样泵，开始洗井；步骤七、将取样泵出水管与自吸式取样泵连接，采集地下水样品；步骤八、关闭取样管上的气密性阀门，关闭自吸式取样泵，开启充气管上的气密性阀门，将探头顶端气囊和探头底端气囊进行泄压；步骤九、将便携式地下水定深取样装置下放至另一设计取样深度，重复步骤五至步骤八，采集对应深度的地下水样品。优选地，所述步骤四中便携式地下水定深取样装置的安装方法包括以下步骤：步骤一、将探头顶端气囊和探头底端气囊分别连接在取样探头的两端，并将第一连接管的两端分别与探头顶端气囊和探头底端气囊连接；步骤二、将取样管的一端与探头顶端气囊的顶部连接，另一端与气密性阀门和自吸式取样泵连通；步骤三、将充气管的一端与探头顶端气囊的顶部连接，另一端与气压表、气密性阀门和充气装置连通。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果为：（1）本专利技术的便携式地下水定深取样系统通过设置可移动式阻隔气囊，将井管内位于地下水取样探头上、下两端的滞水进行有效阻隔，可精准采集取样探头所在深度地下水样品，避免了传统方法在洗井采样过程中出现井管内上下层水样混合导致样品稀释的问题，提高检出浓度的准确性。（2）本专利技术的便携式地下水定深取样系统通过上下移动阻隔气囊，可在同一监测井内精准采集不同深度地下水样品，实现定深采样，较传统通过建设组井实现定深取样的成本明显降低。（3）本专利技术的便携式地下水定深取样系统在采样过程中利用阻隔气囊对井管内地下水采样探头上、下层滞水进行了有效阻隔，可降低采样前的洗井体积，节约采样时间，提高采样效率，减少洗井废水产生量，进一步降低采样成本。（4）本专利技术的便携式地下水定深取样系统利用阻隔气囊对井管内地下水采样探头上、下层滞水进行了有效阻隔，有效减少对井管内地下水的扰动，保证检出浓度的准确性。（5）本专利技术的便携式地下水定深取样系统结构简单，安装方便，取样方法简便，对于完善当前地下水采样技术体系，支撑我国污染场地地下水污染调查具有重要的意义。附图说明图1为便携式地下水定深取样装置的结构示意图。图2为置中器的平面结构示意图。图3为探头顶端气囊的立面结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式地下水定深取样装置，其特征在于包括：/n取样探头（1），为中空结构并且其侧壁上开设有供污染物进入的孔隙；/n阻隔气囊（2），包括连接在取样探头（1）顶端的探头顶端气囊（21）和连接在取样探头（1）底端的探头底端气囊（22），所述探头顶端气囊（21）的顶部和底部之间通过第二连接管（10）连通，所述探头顶端气囊（21）和探头底端气囊（22）之间还通过第一连接管（3）连通；/n供气机构，包括与探头顶端气囊（21）顶部连接的充气管（4）和连接在充气管（4）端部的充气装置（5），所述充气管（4）上设有气压表和气密性阀门；/n洗井与取样机构，包括与探头顶端气囊（21）顶部连接的取样管（6）和连接在取样管（6）端部的自吸式取样泵（7），所述取样管（6）上设有气密性阀门，所述自吸式取样泵（7）上连接有取样泵出水管（8）。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式地下水定深取样装置，其特征在于包括：
取样探头（1），为中空结构并且其侧壁上开设有供污染物进入的孔隙；
阻隔气囊（2），包括连接在取样探头（1）顶端的探头顶端气囊（21）和连接在取样探头（1）底端的探头底端气囊（22），所述探头顶端气囊（21）的顶部和底部之间通过第二连接管（10）连通，所述探头顶端气囊（21）和探头底端气囊（22）之间还通过第一连接管（3）连通；
供气机构，包括与探头顶端气囊（21）顶部连接的充气管（4）和连接在充气管（4）端部的充气装置（5），所述充气管（4）上设有气压表和气密性阀门；
洗井与取样机构，包括与探头顶端气囊（21）顶部连接的取样管（6）和连接在取样管（6）端部的自吸式取样泵（7），所述取样管（6）上设有气密性阀门，所述自吸式取样泵（7）上连接有取样泵出水管（8）。


2.根据权利要求1所述的便携式地下水定深取样装置，其特征在于：所述取样探头（1）外套设有置中器（9），所述置中器（9）为板状结构，其中心位置开设有供取样探头（1）穿过的探头限位孔（91），置中器（9）上还开设有供第一连接管（3）穿过的连接管限位孔（92）。


3.根据权利要求2所述的便携式地下水定深取样装置，其特征在于：所述置中器（9）上还对称开设有过水孔（93）。


4.根据权利要求1所述的便携式地下水定深取样装置，其特征在于：所述取样探头（1）包括内部衬管（101）、套设在内部衬管（101）外的外部套管（102）、以及连接在内部衬管（101）顶部和外部套管（102）顶部之间、连接在内部衬管（101）底部和外部套管（102）底部之间的堵帽（103），所述内部衬管（101）和外部套管（102）上均开设有孔隙，并且内部衬管（101）上孔隙的孔径大于外部套管（102）上孔隙的孔径，所述堵帽（103）上连接有快速接头，所述取样探头（1）通过两端的快速接头分别与探头顶端气囊（21）和探头底端气囊（22）连通。


5.根据权利要求1所述的便携式地下水定深取样装置，其特征在于：所述第一连接管（3）和第二连接管（10）均为耐腐蚀材质的刚性管，所述取样管（6）和充气管（4）均为耐腐蚀材质的柔性管。


6.一种便携式地下水定深取样系统，其特征在于包括如权利要求1-5任意一项所述的便携式地下水定深取样装置，还包括：
井管装置，沿井孔中心竖向设置，包括筛管（11）、续接在筛管（11）顶部的实管（12）、以及密封连接在筛管（11）底部的管堵（13），所述取样探头（1）和阻隔气囊（2）均设置在筛管（11）内；
滤料和阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟茂生，姜林，韩丹，王世杰，
申请(专利权)人：北京市环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11