CN110907223B - 临液面高浊度水超深采样装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种临液面高浊度水超深采样装置及其使用方法，临液面高浊度水超深采样装置包括射流器、气泵、进水管、花网管坠；射流器上部的扩散段端部接有用于引向地面的出水管；气泵通过送气管与射流器的吸入室内的喷嘴下端相接，用于向吸入室内输送朝向扩散段的高压气体，促使吸入室内的水沿出水管向地面方向输送；进水管上端与射流器的吸入室相接，下端接花网管坠；花网管坠用于设置在深水井的底部过滤器处，以收集地下水并为进水管提供保持拉直状态的下拉重力。本发明在深水采样过程中，不受设备耐压性能的限制，还可在含泥沙的水中进行深水采样。

Description

临液面高浊度水超深采样装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种超深井水的采样装置，具体地说是一种临液面高浊度水超深采样装置及其使用方法。
背景技术
目前，对地下水环境的监测方法主要采用在线监测和采样检测等方式。通常在线监测的监测的项目包括水位、水温、电导率和pH等，其监测的项目受在线监测仪器性能以及监测点的限制，特别是对液面下的大深度监测点无能为力。因此，对地下水环境质量进行全面监控主要依赖于采样检测。在采样检测过程中，采集样品的检测结果与实际情况的吻合程度往往取决于所采集样品的保真度和检测手段这两个主要因素。而采集保真度高的水样，是对水环境质量进行准确判断的基础。
常规的地下水样品的采集方法较多，如提桶、泵抽或其他各种定深采样方法等等。提桶采样法具有直接、简便等特点，但只能采集水面及以下有限深度范围内的水样。泵抽采样法应用较多，通常是要将潜水泵下放到位于井管底部的过滤器的范围内，由于井管过滤器对应于地下水层的流动区域，因此，只有在井管的过滤器部位内采集水样，才能得到能够反映地下实际情况的数据。但由于受到潜水泵自身抽吸能力的限制，其存在的问题一是采样深度不能过深，如果井管过滤器部位的深度超出了潜水泵的最大扬程，就不能采用泵抽采样法；二是泵抽采样法在采样过程中为尽量采集到保真度较高的水样，需要将井管内部的存水全部抽出并排放掉，即泵抽采样法所产生的余水量较大，这一方面会造成水资源的浪费，而对于被测井水是已被污染的水井，则这些被抽取上来的多余水的排放，就会造成环境的二次污染；而且，过多的余水的抽采还必然会消耗较多的电能。
其它定深采样方法虽然能够采集一定深度范围内的水样，但受装填样品的容器及采样系统的耐压性能的限制，使得采集样品的深度也受到很大的局限。另外，有的检测井内的水含泥沙，在采样过程中泥沙会积攒在现有的采样设备内，造成设备的零部件的损坏，使得采样设备不能正常工作，影响采样效率，还会使得采样设备的维修成本增大。
发明内容
本发明的目的就是提供一种临液面高浊度水超深采样装置及其使用方法，以解决现有设备不易采集超深井内的样品，采集受设备性能的限制以及采集含泥沙量大的深井内的样品容易损坏设备的问题。
本发明是这样实现的：一种临液面高浊度水超深采样装置，包括：
射流器，在其上部的扩散段端部接有用于引向地面的出水管，在出水管的管壁上标注有表示出水管长度的刻度线，标柱出水管刻度线起始点的一端连接在射流器的出水口上；
气泵，通过送气管与所述射流器的吸入室内的喷嘴下端相接，用于向射流器吸入室内输送朝向射流器扩散段方向的高压气体，以通过负压带动吸入室内的地下水沿出水管向地面方向输送；
进水管，其上端与所述射流器的吸入室相接，其下端接花网管坠；以及
花网管坠，用于设置在深水井的底部过滤器处，以收集地下水并为进水管提供保持拉直状态的下拉重力；其结构是在一段直壁花网管的底部接有圆锥形底板，在直壁花网管的顶部接有环形顶板，在环形顶板的内圆处接有接口，所述接口用于连接所述进水管。
所述出水管内径不大于进水管内径。
使用本发明进行深水采样时，只需将射流器没入水井内的液面以下，射流器的扩散端的端口通过出水管与设置在地面上的水样收集装置相接，连接在吸入室下端口的进水管竖直延伸至深水井的过滤器的范围内，气泵通过送气管与吸入室相连，向吸入室内输送高压气体，促使吸入室内的地下水沿出水管向地面上的水样采集装置输送，由于射流器只需设置在液面之下，通过下部连接的进水管和花网管坠，相当于向下延长了射流器的进水口，而射流器只需设置在液面以下，这样就事实上降低了射流器的能耗，消除了射流器的扬程限制，从而得以抽吸到任意深度的水体，实现超深采样。本发明的关键就在于此。
本发明临液面高浊度水超深采样装置的射流器虽然是临近井管内的液面设置，但是却可直接采集水井下部过滤器埋深范围内的水体，无需将整个井管内的水全部的抽出，因而既减少了水资源的浪费和污染水体的排放所造成的环境二次污染，又因井水抽取量的大幅降低而节省了电能，降低了能耗和水体采样成本。而且，本发明临液面超深采样装置不受深水井内水中泥沙含量的影响，在含泥沙量大的深水井中也可正常进行深水采样工作，提高了深水采样效率，降低了设备的维修成本。
本发明还可这样实现：一种所述的临液面高浊度水超深采样装置的使用方法，包括以下步骤：
a、测取待采样水井内井水液面距井口的距离，并据此确定射流器在待采样水井内的投放深度，以在投放后使射流器能够没入井水液面以下；
b、根据待采样水井的井管结构数据和测取的井水液面距井口的间距数据，分别计算出井管下部的过滤器距井水液面的距离以及所需进水管的配置长度，并按照计算结果截取相应长度的进水管；
c、将截取好的进水管的一端固定连接在射流器吸入室的下端口上，另一端固定连接在花网管坠的接口上，将气泵的排气孔通过送气管与射流器吸入室内的喷嘴下端口相连接；
d、在待采样水井内下放依次连接的花网管坠、进水管、射流器、出水管及送气管，当根据出水管管壁上标注的尺寸，确定被下放的射流器已全部没入井水液面后，停止下放操作，此时，进水管被花网管坠拉直在井管内，而花网管坠恰好悬吊在井管下部的过滤器所处的地下含水层的范围内；
e、计算出被下放到液面以下的进水管、射流器、出水管及送气管的总体内容积，开启气泵，将初始采集的不小于被下放到液面以下的进水管、射流器、出水管及送气管的总体内容积的水体抽出到废水收集装置内，后续通过高压气体带出的水体收集到水样收集装置内，即完成超深井水的采样工作。
附图说明
图1是本发明临液面高浊度水超深采样装置的结构示意图。
图中：1、出水管；2、气泵；3、送气管；4、扩散段；5、喉管；6、吸入室；7、井管；8、进水管；9、花网管坠；10、过滤器；11、射流器；12、喷嘴。
具体实施方式
实施例1：一种临液面高浊度水超深采样装置。
如图1所示，本发明临液面超深采样装置包括射流器11、气泵2、进水管8以及花网管坠9。
射流器11可采用市面上销售的射流器，其结构包括吸入室6、设置在吸入室6内的喷嘴12、接在吸入室6上端口的喉管5，与喉管5的上端口相接的扩散段4。在射流器的扩散端4的上端口上接有出水管1，出水管1的另一端引向地面，并与设置在地面上的采样装置相连接。出水管1的管壁上标注有表示出水管1长度的刻度线。
气泵2设置在靠近井管7的地面上，其排气孔通过送气管3与射流器11的喷嘴12的下端相接，用于通过喷嘴12向吸入室6内输送沿扩散段4向上的高压气体，高压气体与吸入室6内的地下水混合形成高速的水气混合流，促使吸入室内的地下水沿出水管向地面方向输送。
进水管8的上端与射流器11的吸入室6的下端口相接，下端接花网管坠9。
花网管坠9设置在井管7的下端的过滤器10处，用以收集过滤地下水，并为进水管8提供保持拉直状态的下拉重力。花网管坠9是在一段直臂花网管的底部接有圆锥形的底板，在直臂花网管的顶部接有环形顶板，在环形顶板的内圆处接有接口，该接口与进水管8相连接。
为了防止吸入室6腔内不能及时补充上地下水，本发明的出水管1的横截面积要小于进水管8的横截面积。
实施例2：一种临液面高浊度水超深采样装置的使用方法。
本发明临液面高浊度水超深采样装置的使用方法包括以下步骤：
1、测取待采样水井内井水液面距井口的距离，并据此确定射流器11在待采样水井内的投放深度，以在投放后使射流器11能够没入井水液面以下；
2、根据待采样水井的井管7的结构数据和测取的井水液面距井口的间距数据，分别计算出井管下部的过滤器10距井水液面的距离以及所需进水管的配置长度，并按照计算结果截取相应长度的进水管8；
3、将截取好的进水管8的一端固定连接在射流器11吸入室的下端口上，另一端固定连接在花网管坠9的接口上，将气泵的排气孔通过送气管与射流器11吸入室内的喷嘴下端口相连接；
4、在待采样水井内下放依次连接的花网管坠9、进水管8、射流器11、出水管1及送气管3，当根据出水管1管壁上标注的尺寸，确定被下放的射流器11已全部没入井水液面后，停止下放操作，此时，进水管8被花网管坠9拉直在井管内，而花网管坠9恰好悬吊在井管7下部的过滤器10所对应的含水层的厚度范围内；
5、计算出被下放到液面下的进水管8、射流器11、出水管1及送气管3的总体内容积，开启气泵，将初始采集的不小于被下放到液面下的进水管8、射流器11、出水管1及送气管3的总体内容积的水体抽出到废水收集装置内，后续通过高压气体带出的水体收集到水样收集装置内，即完成采样工作。
本发明可以很好的克服深水井内泥沙量较大，难以使用现有采样设备进行深水采样的问题，具有很好的推广应用价值。

Claims (1)

1.一种临液面高浊度水超深采样装置的使用方法，所述的临液面高浊度水超深采样装置，包括：
射流器，在其上部的扩散段端部接有用于引向地面的出水管，在出水管的管壁上标注有表示出水管长度的刻度线，标注出水管刻度线起始点的一端连接在射流器的出水口上；
气泵，通过送气管与所述射流器的吸入室内的喷嘴下端相接，用于向射流器吸入室内输送朝向射流器扩散段方向的高压气体，以通过负压带动吸入室内的地下水沿出水管向地面方向输送；
进水管，其上端与所述射流器的吸入室相接，其下端接花网管坠；以及
花网管坠，用于设置在深水井的底部过滤器处，以收集地下水并为进水管提供保持拉直状态的下拉重力；其结构是在一段直壁花网管的底部接有圆锥形底板，在直壁花网管的顶部接有环形顶板，在环形顶板的内圆处接有接口，所述接口用于连接所述进水管；
其特征是，所述使用方法包括以下步骤：
a、测取待采样水井内井水液面距井口的距离，并据此确定射流器在待采样水井内的投放深度，以在投放后使射流器能够没入井水液面以下；
b、根据待采样水井的井管结构数据和测取的井水液面距井口的间距数据，分别计算出井管下部的过滤器距井水液面的距离以及所需进水管的配置长度，并按照计算结果截取相应长度的进水管；
c、将截取好的进水管的一端固定连接在射流器吸入室的下端口上，另一端固定连接在花网管坠的接口上，将气泵的排气孔通过送气管与射流器吸入室内的喷嘴下端口相连接；
d、在待采样水井内下放依次连接的花网管坠、进水管、射流器、出水管及送气管，当根据出水管管壁上标注的尺寸，确定被下放的射流器已全部没入井水液面后，停止下放操作，此时，进水管被花网管坠拉直在井管内，而花网管坠恰好悬吊在井管下部的过滤器所处的地下含水层的范围内；
e、计算出被下放到液面下的进水管、射流器、出水管及送气管的总体内容积，开启气泵，将初始采集的不小于被下放到液面下的进水管、射流器、出水管及送气管的总体内容积的水体抽出到废水采集装置内，后续通过高压气体带出的水体收集到水样收集装置内，即完成超深井水的采样工作。
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