CN111721904B - 一种适用于地下含水层的分层监测装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于地下含水层的分层监测装置及使用方法，一种适用于地下含水层的分层监测装置，包括注水导管、线缆导管、分层隔水器和导电泡棉。线缆导管插入钻孔，注水导管插入线缆导管，注水导管伸出钻孔的管段上连接有压力表、节流阀和水泵。线缆导管套设有分层隔水器，分层隔水器包括上伞盖、下伞盖和薄膜，薄膜和注水导管通过泄水通道连通，薄膜的外壁上设置有导电泡棉，线缆导管上设置有传感器，传感器位于分层隔水器外侧。启动水泵向分层隔水器注水，上伞盖、下伞盖和薄膜张开，薄膜上的导电泡棉与钻孔内壁接触，传感器监测地下水的水位、离子浓度、矿化度等大量的水文地质信息。

Description

一种适用于地下含水层的分层监测装置及使用方法

技术领域

本发明涉及地下含水层监测技术领域，具体涉及一种适用于地下含水层的分层监测装置及使用方法。

背景技术

监测井作为地下水监测最有效的手段，在获取地下水水文地质信息方面发挥着重要的作用，由于地下非均质含水层的复杂性，目前已有的地下水监测设备集成能力低，很难实现一孔多层的地下水监测。

此外，监测井在电阻率层析扫描技术(ERT)中也发挥着重要的作用。借助于钻孔将电极布设在井内的电阻率层析扫描技术是一种重要的地球物理勘探方法，以其探测精度高、响应速度快、造价低等优点，越来越成为水文地质灾害勘探、工程地质调查、资源勘探等领域的重要手段。目前钻孔内电极布设的方法则是把探测电线放入孔内，然后再对钻孔进行灌浆处理，该布设方法主要存在两大问题：钻孔的位置对地层要求高，灌浆处理仅仅适用于非含水地层；遇到断层或者裂隙的地层时会发生跑浆、漏浆现象。

针对目前对地下水监测中分层监测技术存在的技术不足，以及电阻率层析扫描技术在电极布设存在的问题，亟需研发一种地下含水层的分层监测装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能实现对监测井内的地下水实施分层监测，又能解决钻孔内电极布设问题的监测装置及使用方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种适用于地下含水层的分层监测装置，包括注水导管、线缆导管、若干分层隔水器和若干导电泡棉。

所述线缆导管由M个线缆管件串联而成，线缆导管竖直插入钻孔，最底端的线缆管件的下端连接有管底重锤，管底重锤与钻孔的底部接触，M≥2。

所述注水导管由S个注水管件串联而成，S>M。所述注水管件与线缆管件的长度相等，注水导管下端的M个注水管件分别插入到M个线缆管件内，最底端的注水管件的下端与管底重锤连接。所述注水导管上端的注水管件伸出地面，该注水管件上连接有压力表、节流阀和水泵。

每个所述线缆管件上均套设有分层隔水器，分层隔水器包括上伞盖、下伞盖和薄膜，薄膜为上下端敞口且内部中空的圆柱体，薄膜套设在线缆管件上。所述上伞盖的上端铰接到线缆管件的外表面，下端与薄膜的上端密封连接。所述下伞盖的下端铰接到线缆管件的外表面，上端与薄膜的上端密封连接。所述上伞盖与线缆管件的铰接处经密封处理，下伞盖与线缆管件的铰接处经密封处理。

每个所述线缆管件上设置有条形泄水缝Ⅰ，每个线缆管件内部的注水管件上设置有与条形泄水缝Ⅰ相对应的条形泄水缝Ⅱ。相对应的所述条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ位于薄膜所在的高度范围内，相对应的条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道，通过泄水通道将薄膜和注水管件连通。

每个所述薄膜的外壁上设置有四块导电泡棉，四块导电泡棉沿薄膜的周向均匀分布，四块导电泡棉通过信号电缆串联，信号电缆的一端伸出地面。

每个所述线缆管件上均设置有传感器，传感器位于分层隔水器外侧。

进一步，所述上伞盖包括N根伞骨Ⅰ和两层伞面Ⅰ，N≥8。每层所述伞面Ⅰ的顶部设置有中心孔Ⅰ，每层伞面Ⅰ通过中心孔Ⅰ套在线缆管件上，中心孔Ⅰ的边缘与线缆管件的外表面密封连接，伞面Ⅰ的下端与薄膜的上端密封连接。两层所述伞面Ⅰ之间设置有N根伞骨Ⅰ，N根伞骨Ⅰ的上端铰接在线缆管件的外表面，下端连接到薄膜的上端。N根所述伞骨Ⅰ的铰接点沿线缆管件的周向均匀分布。

所述下伞盖包括N根伞骨Ⅱ和两层伞面Ⅱ，伞面Ⅱ为倒立设置的伞面，每层伞面Ⅱ的底部设置有中心孔Ⅱ，每层伞面Ⅱ通过中心孔Ⅱ套在线缆管件上，中心孔Ⅱ的边缘与线缆管件的外表面密封连接，伞面Ⅱ的上端与薄膜的下端密封连接。两层所述伞面Ⅱ之间设置有N根伞骨Ⅱ，N根伞骨Ⅱ的下端铰接在线缆管件的外表面，上端连接到薄膜的下端。N根所述伞骨Ⅱ的铰接点沿线缆管件的周向均匀分布。

进一步，所述薄膜由聚氨酯材质制成，伞骨Ⅰ和伞骨Ⅱ为金属杆。

进一步，相邻两个所述注水管件以及相邻两个线缆管件采用隔水器接头进行密闭连接。

所述隔水器接头包括隔水内管、隔水外管和若干连接杆构成，隔水内管位于隔水外管内，隔水内管与隔水外管之间通过若干连接杆连接，隔水内管的内径与注水管件的外径相匹配。所述隔水外管两端的管壁上均设置有供线缆管件插入的圆形凹槽，圆形凹槽的轴线与隔水外管的轴线重合，圆形凹槽的宽度与线缆管件的壁厚相匹配。

相邻两个所述注水管件分别从上下端插入隔水内管，相邻两个线缆管件分别从上下端插入隔水外管的圆形凹槽。

基于上述的一种适用于地下含水层的分层监测装置的使用方法，包括以下步骤：

1)根据所述钻孔的深度，确定线缆管件的数量M和注水管件的数量S，S个注水管件通过隔水器接头串联形成注水导管，M个线缆管件通过隔水器接头串联形成线缆导管。

2)将所述注水导管下端的M个注水管件插入线缆导管，在线缆导管和注水导管的下端连接管底重锤。其中M个线缆管件上的泄水缝Ⅰ分别与M个注水管件上的泄水缝Ⅱ相对应。

3)将相对应的所述泄水缝Ⅰ和泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道，通过泄水通道将注水导管的内部与线缆导管的外部连通。

4)在每个所述线缆管件上套设分层隔水器。其中，每个所述分层隔水器的内部均存在一个泄水通道，薄膜和注水管件通过泄水通道连通。

5)在每个所述线缆管件上安装传感器，在每个薄膜的外表面连接四个导电泡棉。其中，信号电缆的一端串联四个所述导电泡棉，另一端伸出线缆导管的上端。

6)利用真空泵吸出分层隔水器内的空气。此时，所述上伞盖、下伞盖和薄膜均呈收缩状态并紧紧贴附在线缆管件的外表面。

7)通过所述管底重锤的自重将分层监测装置下沉至钻孔的底部。

8)在所述注水导管露出地面的注水管件上依次连接压力表、节流阀和水泵。

9)启动所述水泵，通过泄水通道向各个分层隔水器注水。

10)通过所述节流阀控制水的流量，待压力表的数值稳定时关闭水泵和节流阀。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有监测地下含水层不同位置地下水的水文信息实现分层监测的目的，只需一个钻孔，就可对多层的地下水进行监测，节省了监测成本，提高了监测效率；导电泡棉省去了电极布设时对钻孔灌浆处理的过程，从而避免了灌浆时发生跑浆、漏浆的现象；同时，本发明对复杂地层适应性更强，装置简单，便于携带。

附图说明

图1为加水后分层监测装置示意图；

图2为加水后分层监测装置剖面图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为加水前分层监测装置示意图；

图5为加水前分层监测装置俯视图；

图6为隔水器接头示意图；

图7为隔水器接头剖视图。

图中：注水管件1、线缆管件2、分层隔水器3、上伞盖301、下伞盖302、薄膜303、导电泡棉4、钻孔5、管底重锤6、压力表7、节流阀8、水泵9、泄水通道10、信号电缆11、传感器12、隔水器接头13、隔水内管1301、隔水外管1302和连接杆1303。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开了一种适用于地下含水层的分层监测装置，包括注水导管、线缆导管、若干分层隔水器3和若干导电泡棉4。

参见图1、2或4，所述线缆导管由M个线缆管件2串联而成，线缆导管竖直插入钻孔5，最底端的线缆管件2的下端连接有管底重锤6，管底重锤6与钻孔5的底部接触，M≥2。

所述注水导管由S个注水管件1串联而成，S>M。所述注水管件1与线缆管件2的长度相等，注水导管下端的M个注水管件1分别插入到M个线缆管件2内，最底端的注水管件1的下端与管底重锤6连接。参见图5，所述注水导管上端的注水管件1伸出地面，该注水管件1上连接有压力表7、节流阀8和水泵9。

相邻两个所述注水管件1以及相邻两个线缆管件2采用隔水器接头13进行密闭连接。参见图6或7，所述隔水器接头13包括隔水内管1301、隔水外管1302和若干连接杆1303构成，隔水内管1301位于隔水外管1302内，隔水内管1301与隔水外管1302之间通过若干连接杆1303连接，隔水内管1301的内径与注水管件1的外径相匹配。所述隔水外管1302两端的管壁上均设置有供线缆管件2插入的圆形凹槽，圆形凹槽的轴线与隔水外管1302的轴线重合，圆形凹槽的宽度与线缆管件2的壁厚相匹配。

相邻两个所述注水管件1分别从上下端插入隔水内管1301，相邻两个线缆管件2分别从上下端插入隔水外管1302的圆形凹槽，隔水器接头13具有密封性好，连接简单等优点。

参见图1，每个所述线缆管件2上均套设有分层隔水器3，分层隔水器3包括上伞盖301、下伞盖302和薄膜303，薄膜303为上下端敞口且内部中空的圆柱体，薄膜303套设在线缆管件2上，所述薄膜303由聚氨酯材质制成，具有卓越的高张力、高拉力、防水透气性和耐老化性能。所述上伞盖301的上端铰接到线缆管件2的外表面，下端与薄膜303的上端密封连接。所述下伞盖302的下端铰接到线缆管件2的外表面，上端与薄膜303的上端密封连接。所述上伞盖301与线缆管件2的铰接处经密封处理，下伞盖302与线缆管件2的铰接处经密封处理。

所述上伞盖301包括12根伞骨Ⅰ和两层伞面Ⅰ，每层伞面Ⅰ的顶部设置有中心孔Ⅰ，每层伞面Ⅰ通过中心孔Ⅰ套在线缆管件2上，中心孔Ⅰ的边缘与线缆管件2的外表面密封连接，伞面Ⅰ的下端与薄膜303的上端密封连接。两层所述伞面Ⅰ之间设置有12根伞骨Ⅰ，12根伞骨Ⅰ的上端铰接在线缆管件2的外表面，下端连接到薄膜303的上端。12根所述伞骨Ⅰ的铰接点沿线缆管件2的周向均匀分布。

所述下伞盖302包括12根伞骨Ⅱ和两层伞面Ⅱ，伞面Ⅱ为倒立设置的伞面，每层伞面Ⅱ的底部设置有中心孔Ⅱ，每层伞面Ⅱ通过中心孔Ⅱ套在线缆管件2上，中心孔Ⅱ的边缘与线缆管件2的外表面密封连接，伞面Ⅱ的上端与薄膜303的下端密封连接。两层所述伞面Ⅱ之间设置有12根伞骨Ⅱ，12根伞骨Ⅱ的下端铰接在线缆管件2的外表面，上端连接到薄膜303的下端。12根所述伞骨Ⅱ的铰接点沿线缆管件2的周向均匀分布。

所述伞骨Ⅰ和伞骨Ⅱ为金属杆，伞面Ⅰ和伞面Ⅱ均具有一定的硬度，且延展性较差，可以有效避免注水后伞面Ⅰ和伞面Ⅱ凸起。相邻所述伞骨Ⅰ和伞骨Ⅱ之间留有一定富裕的伞面Ⅰ和伞面Ⅱ，便于伞盖301和伞盖302在注水后打开。

每个所述线缆管件2上设置有条形泄水缝Ⅰ，每个线缆管件2内部的注水管件1上设置有与条形泄水缝Ⅰ相对应的条形泄水缝Ⅱ。参见图3，相对应的所述条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ位于薄膜303所在的高度范围内，相对应的条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道10，通过泄水通道10将薄膜303和注水管件1连通，泄水通道10可防止水进入线缆管件2与注水管件1的夹层内。

参见图1或3，每个所述薄膜303的外壁上设置有四块导电泡棉4，四块导电泡棉4沿薄膜303的周向均匀分布，四块导电泡棉4通过信号电缆11串联，信号电缆11的一端伸出地面。

每个所述线缆管件2上均设置有传感器12，传感器12位于分层隔水器3外侧。所述传感器12用于监测地下水的水位、离子浓度、矿化度等大量的水文地质信息。

实施例2：

本实施例公开了实施例1所述的一种适用于地下含水层的分层监测装置的使用方法，包括以下步骤：

1)根据所述钻孔5的深度，确定线缆管件2的数量M和注水管件1的数量S，S个注水管件1通过隔水器接头13串联形成注水导管，M个线缆管件2通过隔水器接头13串联形成线缆导管。

2)将所述注水导管下端的M个注水管件1插入线缆导管，在线缆导管和注水导管的下端连接管底重锤6。其中M个线缆管件2上的泄水缝Ⅰ分别与M个注水管件1上的泄水缝Ⅱ相对应。

3)将相对应的所述泄水缝Ⅰ和泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道10，通过泄水通道10将注水导管的内部与线缆导管的外部连通。

4)在每个所述线缆管件2上套设分层隔水器3。其中，每个所述分层隔水器3的内部均存在一个泄水通道10，薄膜303和注水管件1通过泄水通道10连通。

5)在每个所述线缆管件2上安装传感器12，在每个薄膜303的外表面连接四个导电泡棉4。其中，信号电缆11的一端串联四个所述导电泡棉4，另一端伸出线缆导管的上端。

6)利用真空泵吸出分层隔水器3内的空气。此时，所述上伞盖301、下伞盖302和薄膜303均呈收缩状态并紧紧贴附在线缆管件2的外表面。

7)通过所述管底重锤6的自重将分层监测装置下沉至钻孔5的底部。

8)在所述注水导管露出地面的注水管件1上依次连接压力表7、节流阀8和水泵9。

9)启动所述水泵9，通过泄水通道10向各个分层隔水器3注水。参见图1或2，注水时，在水压作用所述上伞盖301和下伞盖302会张开，当伞骨Ⅰ和伞骨Ⅱ碰触到钻孔5内壁时停止张开，上伞盖301和下伞盖302张开的角度范围均为0°～70°。所述薄膜303在水压作用下只沿水平方向上膨胀。同时，所述导电泡棉4与钻孔5内壁紧贴，导电泡棉4通过信号电缆11向地面设备输送电信号。

10)通过所述节流阀8控制水的流量，观察压力表7的数值确定分层隔水器3中上伞盖301和下伞盖302的张开程度，待压力表7的数值稳定时关闭水泵9和节流阀8。所述传感器12监测地下水的水位、离子浓度、矿化度等水文地质信息，发送至地面设备。

实施例3：

本实施例公开了一种适用于地下含水层的分层监测装置，包括注水导管、线缆导管、若干分层隔水器3和若干导电泡棉4。

参见图1、2或4，所述线缆导管由M个线缆管件2串联而成，线缆导管竖直插入钻孔5，最底端的线缆管件2的下端连接有管底重锤6，管底重锤6与钻孔5的底部接触，M≥2。

所述注水导管由S个注水管件1串联而成，S>M。所述注水管件1与线缆管件2的长度相等，注水导管下端的M个注水管件1分别插入到M个线缆管件2内，最底端的注水管件1的下端与管底重锤6连接。参见图5，所述注水导管上端的注水管件1伸出地面，该注水管件1上连接有压力表7、节流阀8和水泵9。

参见图1，每个所述线缆管件2上均套设有分层隔水器3，分层隔水器3包括上伞盖301、下伞盖302和薄膜303，薄膜303为上下端敞口且内部中空的圆柱体，薄膜303套设在线缆管件2上。所述上伞盖301的上端铰接到线缆管件2的外表面，下端与薄膜303的上端密封连接。所述下伞盖302的下端铰接到线缆管件2的外表面，上端与薄膜303的上端密封连接。所述上伞盖301与线缆管件2的铰接处经密封处理，下伞盖302与线缆管件2的铰接处经密封处理。

每个所述线缆管件2上设置有条形泄水缝Ⅰ，每个线缆管件2内部的注水管件1上设置有与条形泄水缝Ⅰ相对应的条形泄水缝Ⅱ。参见图3，相对应的所述条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ位于薄膜303所在的高度范围内，相对应的条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道10，通过泄水通道10将薄膜303和注水管件1连通。

参见图1或3，每个所述薄膜303的外壁上设置有四块导电泡棉4，四块导电泡棉4沿薄膜303的周向均匀分布，四块导电泡棉4通过信号电缆11串联，信号电缆11的一端伸出地面。

每个所述线缆管件2上均设置有传感器12，传感器12位于分层隔水器3外侧。所述传感器12用于监测地下水的水位、离子浓度、矿化度等大量的水文地质信息。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述上伞盖301包括N根伞骨Ⅰ和两层伞面Ⅰ，N≥8。每层所述伞面Ⅰ的顶部设置有中心孔Ⅰ，每层伞面Ⅰ通过中心孔Ⅰ套在线缆管件2上，中心孔Ⅰ的边缘与线缆管件2的外表面密封连接，伞面Ⅰ的下端与薄膜303的上端密封连接。两层所述伞面Ⅰ之间设置有N根伞骨Ⅰ，N根伞骨Ⅰ的上端铰接在线缆管件2的外表面，下端连接到薄膜303的上端。N根所述伞骨Ⅰ的铰接点沿线缆管件2的周向均匀分布。

所述下伞盖302包括N根伞骨Ⅱ和两层伞面Ⅱ，伞面Ⅱ为倒立设置的伞面，每层伞面Ⅱ的底部设置有中心孔Ⅱ，每层伞面Ⅱ通过中心孔Ⅱ套在线缆管件2上，中心孔Ⅱ的边缘与线缆管件2的外表面密封连接，伞面Ⅱ的上端与薄膜303的下端密封连接。两层所述伞面Ⅱ之间设置有N根伞骨Ⅱ，N根伞骨Ⅱ的下端铰接在线缆管件2的外表面，上端连接到薄膜303的下端。N根所述伞骨Ⅱ的铰接点沿线缆管件2的周向均匀分布。

实施例5：

本实施例主要结构同实施例4，进一步，所述薄膜303由聚氨酯材质制成，具有卓越的高张力、高拉力、防水透气性和耐老化性能。所述伞骨Ⅰ和伞骨Ⅱ为金属杆。

实施例6：

本实施例主要结构同实施例5，进一步，参见图1或4，相邻两个所述注水管件1以及相邻两个线缆管件2采用隔水器接头13进行密闭连接。

参见图6或7，所述隔水器接头13包括隔水内管1301、隔水外管1302和若干连接杆1303构成，隔水内管1301位于隔水外管1302内，隔水内管1301与隔水外管1302之间通过若干连接杆1303连接，隔水内管1301的内径与注水管件1的外径相匹配。所述隔水外管1302两端的管壁上均设置有供线缆管件2插入的圆形凹槽，圆形凹槽的轴线与隔水外管1302的轴线重合，圆形凹槽的宽度与线缆管件2的壁厚相匹配。

相邻两个所述注水管件1分别从上下端插入隔水内管1301，相邻两个线缆管件2分别从上下端插入隔水外管1302的圆形凹槽，隔水器接头13具有密封性好、连接简单等优点。

Claims (5)

1.一种适用于地下含水层的分层监测装置，其特征在于：包括注水导管、线缆导管、若干分层隔水器(3)和若干导电泡棉(4)；

所述线缆导管由M个线缆管件(2)串联而成，线缆导管竖直插入钻孔(5)，最底端的线缆管件(2)的下端连接有管底重锤(6)，管底重锤(6)与钻孔(5)的底部接触，M≥2；

所述注水导管由S个注水管件(1)串联而成，S>M；所述注水管件(1)与线缆管件(2)的长度相等，注水导管下端的M个注水管件(1)分别插入到M个线缆管件(2)内，最底端的注水管件(1)的下端与管底重锤(6)连接；所述注水导管上端的注水管件(1)伸出地面，该注水管件(1)上连接有压力表(7)、节流阀(8)和水泵(9)；

每个所述线缆管件(2)上均套设有分层隔水器(3)，分层隔水器(3)包括上伞盖(301)、下伞盖(302)和薄膜(303)，薄膜(303)为上下端敞口且内部中空的圆柱体，薄膜(303)套设在线缆管件(2)上；所述上伞盖(301)的上端铰接到线缆管件(2)的外表面，下端与薄膜(303)的上端密封连接；所述下伞盖(302)的下端铰接到线缆管件(2)的外表面，上端与薄膜(303)的下 端密封连接；所述上伞盖(301)与线缆管件(2)的铰接处经密封处理，下伞盖(302)与线缆管件(2)的铰接处经密封处理；

每个所述线缆管件(2)上设置有条形泄水缝Ⅰ，每个线缆管件(2)内部的注水管件(1)上设置有与条形泄水缝Ⅰ相对应的条形泄水缝Ⅱ；相对应的所述条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ位于薄膜(303)所在的高度范围内，相对应的条形泄水缝Ⅰ和条形泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道(10)，通过泄水通道(10)将薄膜(303)和注水管件(1)连通；

每个所述薄膜(303)的外壁上设置有四块导电泡棉(4)，四块导电泡棉(4)沿薄膜(303)的周向均匀分布，四块导电泡棉(4)通过信号电缆(11)串联，信号电缆(11)的一端伸出地面；

每个所述线缆管件(2)上均设置有传感器(12)，传感器(12)位于分层隔水器(3)外侧。

2.根据权利要求1所述的一种适用于地下含水层的分层监测装置，其特征在于：所述上伞盖(301)包括N根伞骨Ⅰ和两层伞面Ⅰ，N≥8；每层所述伞面Ⅰ的顶部设置有中心孔Ⅰ，每层伞面Ⅰ通过中心孔Ⅰ套在线缆管件(2)上，中心孔Ⅰ的边缘与线缆管件(2)的外表面密封连接，伞面Ⅰ的下端与薄膜(303)的上端密封连接；两层所述伞面Ⅰ之间设置有N根伞骨Ⅰ，N根伞骨Ⅰ的上端铰接在线缆管件(2)的外表面，下端连接到薄膜(303)的上端；N根所述伞骨Ⅰ的铰接点沿线缆管件(2)的周向均匀分布；

所述下伞盖(302)包括N根伞骨Ⅱ和两层伞面Ⅱ，伞面Ⅱ为倒立设置的伞面，每层伞面Ⅱ的底部设置有中心孔Ⅱ，每层伞面Ⅱ通过中心孔Ⅱ套在线缆管件(2)上，中心孔Ⅱ的边缘与线缆管件(2)的外表面密封连接，伞面Ⅱ的上端与薄膜(303)的下端密封连接；两层所述伞面Ⅱ之间设置有N根伞骨Ⅱ，N根伞骨Ⅱ的下端铰接在线缆管件(2)的外表面，上端连接到薄膜(303)的下端；N根所述伞骨Ⅱ的铰接点沿线缆管件(2)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种适用于地下含水层的分层监测装置，其特征在于：所述薄膜(303)由聚氨酯材质制成，伞骨Ⅰ和伞骨Ⅱ为金属杆。

4.根据权利要求1所述的一种适用于地下含水层的分层监测装置，其特征在于：相邻两个所述注水管件(1)以及相邻两个线缆管件(2)采用隔水器接头(13)进行密闭连接；

所述隔水器接头(13)包括隔水内管(1301)、隔水外管(1302)和若干连接杆(1303)，隔水内管(1301)位于隔水外管(1302)内，隔水内管(1301)与隔水外管(1302)之间通过若干连接杆(1303)连接，隔水内管(1301)的内径与注水管件(1)的外径相匹配；所述隔水外管(1302)两端的管壁上均设置有供线缆管件(2)插入的圆形凹槽，圆形凹槽的轴线与隔水外管(1302)的轴线重合，圆形凹槽的宽度与线缆管件(2)的壁厚相匹配；

相邻两个所述注水管件(1)分别从上下端插入隔水内管(1301)，相邻两个线缆管件(2)分别从上下端插入隔水外管(1302)的圆形凹槽。

5.基于权利要求1所述的一种适用于地下含水层的分层监测装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据所述钻孔(5)的深度，确定线缆管件(2)的数量M和注水管件(1)的数量S，S个注水管件(1)通过隔水器接头(13)串联形成注水导管，M个线缆管件(2)通过隔水器接头(13)串联形成线缆导管；

2)将所述注水导管下端的M个注水管件(1)插入线缆导管，在线缆导管和注水导管的下端连接管底重锤(6)；其中M个线缆管件(2)上的泄水缝Ⅰ分别与M个注水管件(1)上的泄水缝Ⅱ相对应；

3)将相对应的所述泄水缝Ⅰ和泄水缝Ⅱ连通形成泄水通道(10)，通过泄水通道(10)将注水导管的内部与线缆导管的外部连通；

4)在每个所述线缆管件(2)上套设分层隔水器(3)；其中，每个所述分层隔水器(3)的内部均存在一个泄水通道(10)，薄膜(303)和注水管件(1)通过泄水通道(10)连通；

5)在每个所述线缆管件(2)上安装传感器(12)，在每个薄膜(303)的外表面连接四个导电泡棉(4)；其中，信号电缆(11)的一端串联四个所述导电泡棉(4)，另一端伸出线缆导管的上端；

6)利用真空泵吸出分层隔水器(3)内的空气；此时，所述上伞盖(301)、下伞盖(302)和薄膜(303)均呈收缩状态并紧紧贴附在线缆管件(2)的外表面；

7)通过所述管底重锤(6)的自重将分层监测装置下沉至钻孔(5)的底部；

8)在所述注水导管露出地面的注水管件(1)上依次连接压力表(7)、节流阀(8)和水泵(9)；

9)启动所述水泵(9)，通过泄水通道(10)向各个分层隔水器(3)注水；

10)通过所述节流阀(8)控制水的流量，待压力表(7)的数值稳定时关闭水泵(9)和节流阀(8)。

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