CN109060440A - 垃圾填埋场地下水多层位微洗井采样监测井 - Google Patents

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Abstract

一种垃圾填埋场地下水监测井：外层止水管埋设在钻孔内，顶端突出于地面，井口顶部保护装置套设在突出地面的外层止水管上；外层止水管底部与外层滤水管顶部螺纹连接；外层止水管内部同轴设有内层止水管；内层滤水管顶部与内层止水管底部螺纹连接，内层滤水管底部与外管滤水管的内壁顶端螺纹连接；内层滤水管内的顶部下方为密封，内层滤水管底部为密封状，内层滤水管自密封板下方开筛；密封板的板面预留有若干穿线孔；外管滤水管连接至外层滤水管内壁顶部；外管滤水管底部为钢板密封；传输线和抽水管通过内层止水管置于内层滤水管内，地面安装监测传输装置并与传输线对接，用以在线监测数据的传输；抽水泵与抽水管连接，用于洗井和采样工作。

Description

垃圾填埋场地下水多层位微洗井采样监测井
技术领域
本发明属于垃圾填埋场地下水监测井建井、地下水采样等领域，更具体地涉及一种垃圾填埋场地下水多层位微洗井采样监测井。
本发明还涉及上述垃圾填埋场地下水多层位微洗井采样监测井的使用方法。
背景技术
随着科技进步和工业化程度的提高，城市化进程越来越快，垃圾的产生量急剧增高，垃圾填埋场产生的环境问题越来越受到重视。垃圾在深埋之后经过一定时间的发酵，再加上雨水的冲刷渗透形成垃圾渗滤液。垃圾渗滤液通常含有高浓度的BOD、COD、TOC、TSS、TDS、难降解有机污染物、铵盐、硫化物、腐殖质等，这些污染物一旦释放到环境中尤其是土壤和地下水，会引起极大地环境风险。渗滤液污染物组分异常复杂，污染物密度、亲水性等特性不一可能导致污染物在地下水中的不均匀分布，因而有必要对不同深度的地下水进行取样、分析，以便全面反映污染状况。而常规地下水监测井建井技术往往对污染物的分层问题重视度不够，设计上的缺陷可能导致填埋场地下水污染状况的误判。
在监测井建井方法中，监测井的结构对于地下水取样过程及特征污染物分析结果有很大影响。巢式监测井(即两个或多个独立井安装于同一钻孔)可以用于不同监测层采样，但是不同井之间密封困难，地下水样相互影响。Einarson等(2002)提出了多通道监测井，能够对不同深度的地下水进行取样，且安装简单，但取样需要专用的取样设备。我国目前建设的大多数地下水监测井为丛式监测井，这种监测井安装简便，但是对于不同监测层取样需要多口监测井，传统的国家级标准监测井洗井水量大、耗时、且存在二次污染风险。洗井过程往往也存在对NAPL(非水相液体)污染物的干扰。蔡五田等(2014)探究了不同取样方式以及洗井过程对石油类污染地下水污染组分的干扰，结果表明不同取样方式采集的地下水浓度最大相差40倍，洗井过程会减小不同取样器具造成的浓度差异。在实际地下水采样监测工作中，由于国标监测井的局限性，存在洗井、采样周期长(共2周)、洗井水量大(第一层潜水监测井洗井量约为1.2m3)等问题，且地下水特征污染物存在不均匀分布现象。因而有必要对地下水监测井的建井方法、样品的采集技术进行进一步优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾填埋场地下水多层位微洗井采样监测井。
本发明的又一目的是提供上述监测井的使用方法。
为实现上述目的，本发明提供的垃圾填埋场地下水监测井，主要包括：
外层止水管(2)埋设在钻孔(5)内，顶端突出于地面，井口顶部保护装置(1)套设在突出地面的外层止水管(2)上；
外层止水管(2)的底部与外层滤水管(9)的顶部螺纹连接；
外层止水管(2)内部同轴设有内层止水管(3)；
内层滤水管(10)的顶部与内层止水管(3)的底部螺纹连接，内层滤水管10与外管滤水管(6)的内壁顶端螺纹连接；
内层滤水管(10)内的顶部下方用一密封板(7)密封，内层滤水管(10)底部为密封状，内层滤水管(10)自密封板(7)下方开筛；
密封板(7)的板面预留有若干穿线孔；
外管滤水管(6)连接至外层滤水管(9)内壁顶部；外管滤水管(6)底部为钢板密封；
钻孔(5)与外层止水管(2)之间填充有封填材料(4)；
钻孔(5)与外层滤水管(9)之间填充有滤料(8)；
监测传感器的传输线和抽水管通过内层止水管(3)置于内层滤水管(10)内，地面(A)安装监测传输装置(B)，并与传输线对接，用以在线监测数据的传输；
抽水泵(P)与抽水管连接，用于洗井和采样工作。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，井口顶部保护装置、外层止水管、内层止水管、外管滤水管、密封板、外层滤水管和内层滤水管均为不锈钢材质。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，内层止水管和外层止水管均为上下两段组成，两段之间以螺纹连接并以拉扣固定。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，所有螺纹连接均加密封圈密封。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，封填材料为杏仁状优质粘土。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，外层滤水管的外围裹扎800目双层尼龙网。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，井口顶部保护装置顶部密封并预留用于穿线的凹槽。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，内层滤水管的筛孔梅花状开孔，开孔率为20％。
所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，内层滤水管内密封板板面预留的每个穿线孔单独安装有密封圈。
所述垃圾填埋场地下水监测井的使用方法，采用多眼结构相同，深度不同的监测井对同一含水层不同深度地下水进行监测；各眼监测井的深度根据目标含水层的深度进行调整。
本发明有以下优点：
1)本发明的技术结构设计巧妙合理、操作方便；
2)实现了垃圾填埋场地下水分层采样；
3)井管含水体积仅为12L，洗井体积缩小至国标监测井的1％，实现了地下水监测井微洗井采样；
4)可为后续地下水在线监测预警平台的对接提供基础。
附图说明
图1为本发明垃圾填埋场地下水污染多层位微洗井采样监测井的一个具体实施例的结构示意图。
图2为图1所示垃圾填埋场地下水污染多层位微洗井采样监测井内部具体结构。
图3为图2所示的底部放大示意图。
图中标识说明：
1井口顶部保护装置，2外层止水管，3内层止水管，4封填材料，5钻孔，6外管滤水管，7密封板，8滤料，9外层滤水管，10内层滤水管，P抽水泵，A-A地面，B监测传输装置。
具体实施方式
本发明提供了一种垃圾填埋场地下水监测井的设计、安装，以及地下水样品的多层位微洗井采集，以实现垃圾填埋场地下水的分层采样，减少洗井体积和洗净周期，以便分析垃圾填埋场地下水井中不同深度的污染，为准确、实时的监测地下水污染状况，以及地下水监测预警的确定提供客观的参考依据。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
请结合图2和图3。
井口顶部保护装置1，材料为优质钢管，厚度3-5mm，高度600mm，直径240mm，顶部密封，预留直径为50mm凹槽用于穿线。
外层止水管2，材料为无缝不锈钢管，直径120mm，厚度3-5mm，总长度为12m，分上下两段，每段6m。上下两段外层止水管之间以螺纹连接并以拉扣固定，螺纹间距5mm，螺纹高度50mm。下段外层止水管底部以螺纹与外层滤水管9母丝连接，螺纹间距5mm，螺纹高度50mm。
内层止水管3，材料为无缝不锈钢管，直径为80mm，厚度3-5mm，总长度为12m，分上下两段，每段6m。上下两段内层止水管之间以螺纹连接并以拉扣固定，螺纹间距5mm，螺纹高度50mm。下段内层止水管底部以螺纹与内层滤水管10连接，螺纹间距5mm，螺纹高度50mm。
本发明将止水管设计成内、外两层止水管是为了方便将内管拆卸，并对水下传感器进行维护、校准、更换，以及井管清淤。如果只设计成一层结构，在监测井建好之后，设备就无法取出，清淤工作也无法进行。本发明的止水管设计成上、下两段是为了方便井管的安装和拆卸，也是实现对传感器维护和井管清淤的关键。
封填材料4，为杏仁状优质粘土，直径2-3cm，填充于钻孔5与外层止水管2外壁之间，用量约0.4m3。
所有螺纹连接均加密封圈密封。
外管滤水管6，内壁顶端凹型面，高度100mm，上边场10mm，下边长20mm；下部50mm为母纹，螺纹厚度5mm，间距5mm。外管滤水管6焊接至外层滤水管9内壁顶部，底部使用钢板密封。
密封板7，用于密封内层滤水管10顶部以下50mm处，材质为钢材，焊接在内层滤水管10内。密封板7的板面预留3个穿线孔，直径分别为5mm、5mm、10mm，每个穿线孔需安装密封圈。
滤料8，材料为优质滤料，填充高度500mm，填充于钻孔5与外管滤水管6之间。
外层滤水管9，材料为不锈钢钢材，长度500mm，直径120mm，厚度3-5mm。顶部有50mm长的公丝，与外层止水管2相连。外层滤水管从顶部以下100mm开始开筛，开孔长度400mm，开孔率为30％，以梅花状开孔(孔径8mm)，外层滤水管的外围裹扎800目双层尼龙网，外层滤水管的内壁滤水层选用优质滤料进行充填，滤水层厚度2cm。
内层滤水管10，材料为不锈钢钢材，长度400mm，直径80mm，管壁厚度3-5mm。上部由螺纹与内层止水管3母丝连接，螺纹厚度5mm，间距5mm，螺纹长度为50mm，并使用拉扣固定连接处。下部350mm均为公丝，用于连接外管滤水管6的凹型面，螺纹厚度5mm，间距5mm。从内层滤水管顶部100mm以下开筛，开孔长度300mm，开孔率为20％，以梅花状开孔(孔径8mm)；底部使用钢板丝扣封堵，钢板开筛，开孔率为20％。
本发明通过增加外层滤水管的长度能够在下方形成泥沙斗，因为长时间的滤水过程是无法避免淤堵的，增加外层滤水管可以有效的延长监测井的使用寿命。
如图1所示，监测井安装过程中，将监测传感器和抽水管放入内层止水管，并将传输线穿过预留的穿线孔；使用密封圈将传感器传输线和抽水管与密封板连接处密封；监测井顶部地面A安装监测传输装置B与传输线对接，用以在线监测数据的传输；安装抽水泵P与抽水管连接，用于洗井和采样工作。按照本实施例的监测井，含水段体积为12L。
本发明在实际应用中，是采用多眼结构相同，深度不同的监测井对同一含水层不同深度地下水进行监测。在本实施例中为3眼监测井进行监测，每一眼监测井的深度需根据目标含水层的深度进行调整。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾填埋场地下水监测井，主要包括：
外层止水管(2)埋设在钻孔(5)内，顶端突出于地面，井口顶部保护装置(1)套设在突出地面的外层止水管(2)上；
外层止水管(2)的底部与外层滤水管(9)的顶部螺纹连接；
外层止水管(2)内部同轴设有内层止水管(3)；
内层滤水管(10)的顶部与内层止水管(3)的底部螺纹连接，内层滤水管10与外管滤水管(6)的内壁顶端螺纹连接；
内层滤水管(10)内的顶部下方用一密封板(7)密封，内层滤水管(10)底部为密封状，内层滤水管(10)自密封板(7)下方开筛；
密封板(7)的板面预留有若干穿线孔；
外管滤水管(6)连接至外层滤水管(9)内壁顶部；外管滤水管(6)底部为钢板密封；
钻孔(5)与外层止水管(2)之间填充有封填材料(4)；
钻孔(5)与外层滤水管(9)之间填充有滤料(8)；
监测传感器的传输线和抽水管通过内层止水管(3)置于内层滤水管(10)内，地面(A)安装监测传输装置(B)，并与传输线对接，用以在线监测数据的传输；
抽水泵(P)与抽水管连接，用于洗井和采样工作。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，井口顶部保护装置、外层止水管、内层止水管、外管滤水管、密封板、外层滤水管和内层滤水管均为不锈钢材质。
3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，内层止水管和外层止水管均为上下两段组成，两段之间以螺纹连接并以拉扣固定。
4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，所有螺纹连接均加密封圈密封。
5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，封填材料为杏仁状优质粘土。
6.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，外层滤水管的外围裹扎800目双层尼龙网。
7.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，井口顶部保护装置顶部密封并预留用于穿线的凹槽。
8.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，内层滤水管的筛孔梅花状开孔，开孔率为20％。
9.根据权利要求1所述的垃圾填埋场地下水监测井，其中，内层滤水管内密封板板面预留的每个穿线孔单独安装有密封圈。
10.权利要求1所述垃圾填埋场地下水监测井的使用方法，采用多眼结构相同，深度不同的监测井对同一含水层不同深度地下水进行监测；各眼监测井的深度根据目标含水层的深度进行调整。
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