CN212301000U - 适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，钻井内多层含水层由封隔器封隔，单个含水层内设置有含水层分层采样装置，含水层分层采样装置包括第一导流管、第一三通、第一逆止阀、第二逆止阀、第一井下气驱机构、第一泄压阀、第一螺纹转NPT接头、第二螺纹转NPT接头、第一井下储流容器、第三螺纹转NPT接头、第三逆止阀、以及过滤渗析组件，本实用新型可实现自动化的地下水环境分层监测，水质多参数自动化检测，分阶段分层次定制化的地下水环境监测，水样代表性好，集成能力进一步提升，适用于场地环境监测领域、地质勘察领域的地下水污染调查与监测，获取地下水化学性质在地层垂向三维空间随时间动态变化规律。

Description

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井

技术领域

本实用新型属于污染水文地质技术领域，具体涉及适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井。

背景技术

地下水是自然生态系统和人类生存的基础性重要资源，是关系到地球系统演化和地表生物生存的重要因素。随着经济飞速发展和人类活动不断增加，我国地下水污染日趋严重，生态环境保护修复形势严峻。

地下水污染与生态环境保护修复离不开地下水监测技术。人类活动造成日益严重的地下水污染，如垃圾填埋场渗滤液下渗、工业园区污染源地下排放或泄漏、农业活动的污染等，造成污染源下渗至浅层地下水，并横向纵向扩散至更大的影响区域，从地表的点状到地下的三维锥面状，从线状到条带状，在不同地层深度和离地面污染源的距离远近造成不同程度的地下水水质污染。土十条、水十条的相继颁布，显示了政府对地下环境的关注及公众环保意识的极大提高，随之带来监管部门及工业市场对地下污染监测控制技术的需求增长。其中，较大一部分地下环境污染问题来源于地表的泄漏渗透与浅地表工程注入活动，尤其对离地表最近的地下含水层造成威胁。然而目前市场上的同类产品并不能满足该方向发展的需求，需要进一步的发展。

国家近几年连续出台多项政策与技术规范，建议结合技术发展水平，开展地下水环境分层监测。2015年，自然资源部发布《1:50000水文地质调查规范DZ/T 0282-2015》指出，多层含水层分布区，对主要含水层宜分别进行监测控制，有条件情况下应设置地下水分层监测井。2019年1月，生态环境部发布《污染场地地下水修复技术导则(征求意见稿)》要求，在地下水污染较重区域，多个地下水含水层或含水层厚度超过6m等水文地质条件复杂区域加密布点，宜设置地下水分层监测井。2019年3月18日，生态环境部、自然资源部、住房和城乡建设部、水利部、农村农业部印发《地下水污染防治实施方案》(环土壤【2019】25号)。《地下水环境监测技术规范HJ 166-2020》(征求意见稿)按监测井的结构类型分为单管单层监测井、单管多层监测井(即所述的地下水环境分层监测井)、巢式监测井、丛式监测井，指出含水层中含LNAPL、DNAPL等非水相污染物流体时，或多个含水层有串层污染风险时，需开展地下水环境分层监测。

国内外开展了系列地下水环境分层监测技术研发。发明专利“一种气体推动式地下流体分层取样装置”(103967486B)、“基于U型管技术的地下流体分层取样装置及方法(105298490B)”等提供了基于U型管原理的地下水分层采样技术，并开发了浅(30m)、中(200m)、深(2000m)三个系列的地下水U型管分层采样装置。发明专利“一种管中管地下流体分层取样装置”、实用新型专利“一种适用于多个含水层的地下水分层监测井”(208350783U)提供了基于管中管原理的气驱式地下水分层采样技术，相比U型管技术在原有条件下地下水环境分层监测层数实现了翻倍。

尽管地下水环境分层监测技术、地下水环境自动化智能化监测技术近几年均取得了较大进展，但二者尚未较好融合形成地下水环境自动化分层监测技术。主要原因在于单管多层监测井井下狭小空间不能很好集成自动化监测设备，此外，一孔多层监测井结构因工作原理和结构设计限制，与自动化监测设备不能实现很好兼容。

如前所述，地下水环境分层监测井尚未自动化、智能化，还存在若干技术难点。在此背景下，本实用新型基于气驱原理研发，通过减少管线数量拓展井下狭小空间，结合一孔多层监测井结构改进，尝试提供一种适用于污染场地的自动化地下水环境分层监测井。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，尤其适用于场地尺度的环境监测与环境风险评估，适用于构建场地尺度地下水环境监测井群网络。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，包括钻井和封隔器，钻井内多层含水层由封隔器封隔，含水层内设置有含水层分层采样装置，

含水层分层采样装置包括第一导流管、第一三通、第一逆止阀、第二逆止阀、第一井下气驱机构、第一泄压阀、第一螺纹转NPT接头、第二螺纹转NPT接头、第一井下储流容器、第三螺纹转NPT接头、第三逆止阀、以及第一过滤渗析组件，

第一过滤渗析组件通过第三逆止阀与第三螺纹转NPT接头连接，第三逆止阀由下至上单向导通，第三螺纹转NPT接头设置在第一井下储流容器的底部，第一井下储流容器的顶部设置有第一螺纹转NPT接头和第二螺纹转NPT接头，第一螺纹转NPT接头通过第一泄压阀与第一井下气驱机构的底部的出气端连接，第一井下气驱机构的顶部的进气端通过第二逆止阀与第一三通连接，第二逆止阀由上至下单向导通，第二螺纹转NPT接头通过第一逆止阀与第一三通连接，第一逆止阀由下至上单向导通，第一三通与第一导流管的底端连通，

第一导流管的顶端穿过钻井延伸至地面，第一导流管的顶端通过第一球阀与中继装置连接，中继装置与加压泵连接，第一导流管的顶端还依次通过第二球阀以及对应的水质流通检测池与采样瓶连接，水质流通检测池内设置有地面传感器阵列。

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，还包括设置在钻井内各监测层的用于测量水位、水温和电导率的第一水位计。

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，还包括太阳能电板、充电式电源和监测数据采集与远程传输模块，太阳能电板与充电式电源连接，充电式电源分别与加压泵和监测数据采集与远程传输模块连接，监测数据采集与远程传输模块分别与地面传感器阵列和第一水位计连接。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型基于前期工作的地下水U型管分层采样技术、地下水管中管分层采样技术有较大幅度改进提升，重点解决了水质多参数自动化的技术问题，可实现地下水原位弱扰动分层采样、地下水自动化分层采样、井下原位实时监测、地面水质自动化多参数快速检测等功能。具体优势如下：

1、突出优势在于可实现自动化的地下水环境分层监测。气驱压力源为加压泵，并通过固定压力值及设定的采样频率精准加压，实现多个不同深度监测层位的地下水分层自动化采样。为地下水环境监测井的远程自动化、智能化，为区域地下水环境监测网构建提供了技术支撑；

2、水质多参数自动化检测，可实现地下水多个水质参数的井下原位监测(如水位、水温、电导率)或井口快速检测(如DO、pH、ORP、TDS、浊度等)，监测数据集中存储、远程自动化传输；

3、分阶段分层次定制化的地下水环境监测。按井下原位自动化监测、地面水质多参数自动化快速检测、地下水原位自动化分层采样，地下水环境监测按三个层次展开。第一层次，通过水位计井下原位自动化监测地下水位、水温、电导率，建立长时间序列的地下水监测数据。第二层次，通过地面水质多参数自动化快速检测，对地下水的DO、PH、ORP、TDS、浊度等参数快速检测。若检出特征污染物或其它紧急水事件，可分阶段分层次反应，按需加设更换水质检测传感器、加密检测频率、提高检测精度。第三层次，特征污染物检出或其它紧急水事件超出传感器阵列检测能力时，加密地下水自动化分层采样操作，通过水样品送检至实验室精细分析，满足多样化分层次分阶段的地下水环境监测需求。

4、水样代表性好。基于气驱式工作原理的结构设计保证了采样过程地下水样品的高保真和代表性。如通过地下水井下被动式过滤渗析技术降低采样速率对地层干扰，采样扰动小；单向阀井下隔断切断采样装置管路内与原状地层的水力联系，减少组分挥发逸散。

5、装置井下集成能力进一步提升。对比地下水U型管分层采样技术，将单层2根管线减少至1根管线，同等条件下将地下水环境分层监测装置的额定采样层数翻倍，并通过减少井筒中管路数量和占用空间，提高了井下监测模块的集成能力，从而为后期集成功能更强大的井下监测模块提供了物理空间和技术基础。

6、本实用新型主要适用于场地环境监测领域、地质勘察领域的地下水调查与监测，适用于生态环境部颁布的《地下水环境监测技术规范》HJ 166-2020和自然资源部颁布的《地下水污染地质调查评价规范》DD2008-01，尤其涉及单个含水层污染物精细分层监测，构建区域地下水环境监测网络，监控地下水化学特征在垂向三维空间随时间动态变化，获取长时间序列地下水监测数据。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

图3为地面的管路分布图。

图中：

1.1、太阳能电板(现场提供稳定电源，成熟产品，市场上购买)

1.2、充电式电源(现场提供稳定电源，成熟产品，市场上购买)

1.3、监测数据采集与远程传输模块(成熟产品，市场上购买)

1.4、地面传感器阵列(集成pH、DO、浊度、ORP、电导率等水质检测探头，市场购买)

1.5、水质流通检测池(flow cell，用于流水检测水质，市场购买)

1.6、加压泵；(压力施加频率及单次压力值可人为设定，市场上购买)

1.7、中继装置；(充填驱替采样的惰性气体，如99％以上的高纯氮气)

2a、第一采样瓶，2b第二采样瓶；(标准采样瓶50ml或1L，市场上购买)

3、电源信号线；(用于给井下传感器供电及传输信号，市场上购买)

4a、第一导流管，4b、第二导流管；(1/8不锈钢管、1/8聚氨酯软管或4mm空压软管等，市场上购买)

5.1a、第一三通，5.1b第二三通，5.2a、第三三通，5.2b第四三通(PU气动快插接头，市场上购买)

6.1a、第一逆止阀，6.2a、第二逆止阀，6.3a、第三逆止阀，6.1b、第四逆止阀，6.2b、第五逆止阀，6.3b、第六逆止阀(仅单向导通，逆向关闭，市场上购买)

7a、第一井下气驱机构，7b、第二井下气驱机构(具有良好的密封性及承压能力，在1-2MPa压力条件下不泄漏。井下气驱机构材质具有一定弹性，能随内部压力值变化进行对应的体积胀缩。具有良好的耐久性，体积胀缩千次以上不疲劳损坏。)

8a、第一泄压阀，8b、第二泄压阀(超过设定的启动压力值后开始泄压，市场上购买)

9.1a、第一螺纹转NPT接头，9.2a、第二螺纹转NPT接头，9.3a、第三螺纹转NPT接头，9.1b、第四螺纹转NPT接头，9.2b、第五螺纹转NPT接头，9.3b、第六螺纹转NPT接头(螺纹转螺纹转NPT接头，尺寸因导流管直径选型，市场上购买)

10a、第一井下储流容器，10b、第二井下储流容器；(采样容积取决于用户要求，50ml或1L，定制)

11a、第一过滤渗析组件，11b、第二过滤渗析组件；(过滤地下水中的泥沙颗粒，定制)

12、井筒，(地质勘察井，探采结合井，或水文地质监测井，包括地面的井台和地下松散层的护壁井筒)

13、封隔器(气囊式封隔器，或机械式封隔器，用于止水密封，市场上购买或定制)

14a、第一水位计，14b、第二水位计(井下水位计探头，用于原位监测地下水水位、水温、电导率，市场成熟产品如美国Insitu、加拿大Solinst、荷兰Diver系列)

15.1a、第一球阀，15.1b、第二球阀，15.2a、第三球阀，15.2b、第四球阀(气动快插接头球阀，市场上购买)

16a、第一电缆线，16b、第二电缆线(常规电线，连接太阳能电池与用电设备)。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，包括钻井和封隔器13，钻井内多层含水层由封隔器13封隔，含水层内设置有含水层分层采样装置。

含水层分层采样装置包括第一导流管4a、第一三通5.1a、第一逆止阀6.1a、第二逆止阀6.2a、第一井下气驱机构7a、第一泄压阀8a、第一螺纹转NPT接头9.1a、第二螺纹转NPT接头9.2a、第一井下储流容器10a、第三螺纹转NPT接头9.3a、第三逆止阀6.3a、以及第一过滤渗析组件11a。

第一过滤渗析组件11a通过第三逆止阀6.3a与第三螺纹转NPT接头9.3a连接，第三逆止阀6.3a由下至上单向导通，即第三逆止阀6.3a由第一过滤渗析组件11a至第三螺纹转NPT接头9.3a方向单向导通，第三螺纹转NPT接头9.3a设置在第一井下储流容器10a的底部，第一井下储流容器10a的顶部设置有第一螺纹转NPT接头9.1a和第二螺纹转NPT接头9.2a，第一螺纹转NPT接头9.1a通过第一泄压阀8a与第一井下气驱机构7a的底部的出气端连接，第一井下气驱机构7a的顶部的进气端通过第二逆止阀6.2a与第一三通5.1a连接，第二逆止阀6.2a由上至下单向导通，即第二逆止阀6.2a由第一三通5.1a至第一井下气驱机构7a方向单向导通，第二螺纹转NPT接头9.2a通过第一逆止阀6.1a与第一三通5.1a连接，第一逆止阀6.1a由下至上单向导通，即第一逆止阀6.1a由第二螺纹转NPT接头9.2a至第一三通5.1a方向单向导通，第一三通5.1a与第一导流管4a的底端连通。

第一导流管4a的顶端穿过钻井延伸至地面，第一导流管4a的顶端通过第一球阀15.1a与中继装置1.7连接，中继装置1.7与加压泵1.6连接，第一导流管4a的顶端还依次通过第二球阀15.1b以及对应的水质流通检测池1.5与采样瓶连接，水质流通检测池1.5内设置有地面传感器阵列1.4。

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，还包括设置在钻井内各监测层的用于测量水位、水温和电导率的第一水位计14a。

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，还包括太阳能电板1.1、充电式电源1.2和监测数据采集与远程传输模块1.3，太阳能电板1.1与充电式电源1.2连接，充电式电源1.2分别与加压泵1.6和监测数据采集与远程传输模块1.3连接，监测数据采集与远程传输模块1.3分别与地面传感器阵列1.4和第一水位计14a连接。

实施例2：

适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，如图2所示，包括含水层分层采样装置、地下水原位自动监测装置和地表水质实时检测装置，其具体连接方式分别阐述如下。

地下水自动化分层采样装置包括设置在钻井中的第一层含水层分层采样装置和第二层含水层分层采样装置，第一层含水层分层采样装置和第二层含水层分层采样装置之间通过封隔器进行分隔，二者通过井下设置的封隔器13切断上下水力联系隔开。

第一层含水层分层采样装置包括第一导流管4a、第一三通5.1a、第一逆止阀6.1a、第二逆止阀6.2a、第一井下气驱机构7a、第一泄压阀8a、第一螺纹转NPT接头9.1a、第二螺纹转NPT接头9.2a、第一井下储流容器10a、第三螺纹转NPT接头9.3a、第三逆止阀6.3a、以及第一过滤渗析组件11a，

第一层含水层分层采样装置的连接方式为：由下至上，第一过滤渗析组件11a通过第三逆止阀6.3a(由第一过滤渗析组件11a至第三螺纹转NPT接头9.3a方向单向导通)与第三螺纹转NPT接头9.3a连接，形成的有效功能模块对地下水中浑浊颗粒及大部分微生物进行过滤渗析隔离。第三螺纹转NPT接头9.3a设置在第一井下储流容器10a的底部，第一井下储流容器10a的底部设置有第一螺纹转NPT接头9.1a和第二螺纹转NPT接头9.2a，第一螺纹转NPT接头9.1a通过第一泄压阀8a与第一井下气驱机构7a的底部的出气端连接，第一井下气驱机构7a的顶部的进气端通过第二逆止阀6.2a(由第一三通5.1a至第一井下气驱机构7a方向单向导通)与第一三通5.1a连接，第二螺纹转NPT接头9.2a通过第一逆止阀6.1a(由第二螺纹转NPT接头9.2a至第一三通5.1a方向单向导通)与第一三通5.1a连接，第一三通5.1a与第一导流管4a的底端连通，第一导流管4a的顶端穿过钻井顶端的井筒12延伸至地面，依次链接第一采样瓶2a、中继装置1.7和加压泵1.6。位于地面的加压泵1.6通过第一电缆线16a与太阳能充电式电源1.2连接供电，并配合中继装置1.7与第一层含水层分层采样装置的第一导流管4a链接，功能在于提供地下水环境分层监测的压力源，以设定的压力值及脉冲频率(对应采样频率)，以中继装置提供的高纯氮气作为气驱采样的压力媒介。

第二层含水层分层采样装置包括第二导流管4b、第二三通5.1b、第四逆止阀6.1b、第五逆止阀6.2b、第二井下气驱机构7b、第二泄压阀8b、第四螺纹转NPT接头9.1b、第五螺纹转NPT接头9.2b、第二井下储流容器10b、第六螺纹转NPT接头9.3b、第六逆止阀6.3b、和第二过滤渗析组件11b。

第二层含水层分层采样装置连接方式与第一层含水层分层采样装置相同，二者通过井下设置的封隔器13切断上下水力联系隔开。

第二层含水层分层采样装置的连接方式为：由下至上，第二过滤渗析组件11b通过第六逆止阀6.3b(由第二过滤渗析组件11b至第六螺纹转NPT接头9.3b方向单向导通)与第六螺纹转NPT接头9.3b连接，形成的有效功能模块对地下水中浑浊颗粒及大部分微生物进行过滤渗析隔离。第六螺纹转NPT接头9.3b设置在第二井下储流容器10b的底部，第二井下储流容器10b的底部设置有第四螺纹转NPT接头9.1b和第五螺纹转NPT接头9.2b，第四螺纹转NPT接头9.1b通过第二泄压阀8b与第二井下气驱机构7b的底部的出气端连接，第二井下气驱机构7b的顶部的进气端通过第五逆止阀6.2b(由第二三通5.1b至第二井下气驱机构7b方向单向导通)与第二三通5.1b连接，第五螺纹转NPT接头9.2b通过第四逆止阀6.1b(由第五螺纹转NPT接头9.2b至第二三通5.1b方向单向导通)与第二三通5.1b连接，第二三通5.1b与第二导流管4b的底端连通，第二导流管4b的顶端向上穿过封隔器13并延伸至地面，依次链接第二采样瓶2b、中继装置1.7和加压泵1.6。位于地面的加压泵1.6通过第一电缆线16a与太阳能充电式电源1.2连接供电，并配合中继装置1.7与第二层含水层分层采样装置的第二导流管4b链接，功能在于提供地下水环境分层监测的压力源，以设定的压力值及脉冲频率(对应采样频率)，以中继装置提供的高纯氮气作为气驱采样的压力媒介。

第一导流管4a的顶端穿过井筒12延伸至地面与第三三通5.2a连接，第三三通5.2a通过第一球阀15.1a与中继装置1.7连接，第三三通5.2a还依次通过第三球阀15.2a以及对应的水质流通检测池1.5与第一采样瓶2a连接，水质流通检测池1.5内设置有地面传感器阵列1.4。

第二导流管4b的顶端穿过井筒12延伸至地面与第四三通5.2b连接，第四三通5.2b通过第二球阀15.1b与中继装置1.7连接，第四三通5.2b还依次通过第四球阀15.2b以及对应的水质流通检测池1.5与第二采样瓶2b连接，水质流通检测池1.5内设置有地面传感器阵列1.4。

地面传感器阵列1.4与监测数据采集与远程传输模块1.3连接。

中继装置1.7与加压泵1.6连接，水质流通检测池1.5与监测数据采集与远程传输模块1.3连接，监测数据采集与远程传输模块1.3通过第二电缆线16b与充电式电源1.2连接，充电式电源1.2通过第一电缆线16a与加压泵1.6连接，充电式电源1.2与太阳能电板1.1连接。

本实施例中，地下水原位自动监测装置包括第一水位计14a和第二水位计14b，钻井内由封隔器13分隔为第一含水层和第二含水层，第一水位计14a和第一层含水层分层采样装置均设置在第一含水层；第二水位计14b和第二层含水层分层采样装置均设置在第二含水层。第一水位计14a和第二水位计14b均通过线缆与监测数据采集与远程传输模块1.3连接。

地下水原位自动监测装置，其功能在于井下原位实时监测各地下水含水层的水位、水温、电导率，通过充电式电源1.2及太阳能电板1.1实现在野外原位长期供电，通过监测数据采集与远程传输模块1.3将井下原位实时监测数据(如第一含水层和第二含水层的水位、水温、电导率)远程传输至控制室。

地表水质实时检测装置，包括与第一采样瓶2a对应的水质流通检测池1.5，以及与第二采样瓶2b对应的水质流通检测池1.5。通过水质流通检测池1.5配套安装的地面传感器阵列1.4实时检测地下水样品的DO、PH、ORP、TDS、电导率、浊度等水质参数。水质参数通过监测数据采集与远程传输模块1.3进行存储与远程传输。值得指出的是，地表水质实时检测装置的水质检测参数类别、精度、频率具有较强的定制化设计与分阶段变换特征。可依据监测点水质情况、当地污染特性及项目分阶段不同需求进行定制化设计，布设所需的水质检测传感器。根据项目监测各阶段性需求变化，亦可方便增减对应的传感器阵列、修改所需的检测精度与检测频率。

第一层含水层分层采样装置的工作方式如下，

(1)地下水渗析进样。第一井下储流容器10a下方的第三逆止阀6.3a、第一过滤渗析组件11a构成的支路接受地层中的地下水原位被动式渗入第一井下储流容器10a，通过第一过滤渗析组件11a实现过滤渗析隔离水中颗粒浑浊物，通过第三逆止阀6.3a由下至上的单向导通功能实现有效的水样储存；

(2)加压泵脉冲驱动。加压泵1.6和中继装置1.7的高纯氮气为压力媒介依次通过第一导流管4a、第一三通5.1a、第二逆止阀6.2a、第一井下气驱机构7a和第一泄压阀8a为第一井下储流容器10a提供井下脉冲式气驱采样动力，第一井下气驱机构7a通过第二逆止阀6.2a由上至下单向导通接受位于地面加压泵1的脉冲式压力补给，并以中继装置2提供的惰性气体(如高纯氮气)的压力驱动媒介，驱动第一井下储流容器10a的地下水样。

(3)地下水样驱替输送。第一井下储流容器10a通过第一逆止阀6.1a、第一三通5.1a、第一导流管4a实现地下水采样输送，第一井下气驱机构7a压力积累到第一泄压阀9.1a设定的启动压力值后开始对下端泄压，在第一井下气驱机构7a以氮气为媒介的脉冲式压力驱动下，地下水样通过该支路的第一逆止阀6.1往井筒12上方输送至地面，送至第一采样瓶2a；

第二层含水层分层采样装置的工作方式与第一层含水层分层采样装置的工作方式相同，简述为：加压泵1以中继装置2的高纯氮气为压力媒介通过第五逆止阀6.2b由上至下单向导通进入气驱支路，对脉冲驱动支路的第二井下气驱机构7b进行高纯氮气压力补给。第二井下气驱机构7b压力积累到第二泄压阀9.1b设定的启动压力值后开始对下端泄压，驱动第二井下储流容器10b里面的地下水样由地下水采样输送支路的第四逆止阀6.1b传输至地面采样瓶3，由此完成第二含水层采样。

地下水样井口多参数快速检测。地下水样品经第一导流管4a、第二导流管4b进入对应的水质流通检测池1.5，水质流通检测池1.5中的地面传感器阵列1.4检测水质多参数，包括DO、PH、ORP、TDS、浊度等。该检测数据通过监测数据采集与远程传输模块1.3远程无线传输至控制室；

地下水原位自动监测装置。第一水位计14a和第二水位计14b原位实时监测地下水水位、水温、电导率。监测数据通过监测数据采集与远程传输模块1.3远程无线传输至控制室。

不同含水层采样时需严格进行洗井操作，并切换管路、更换采样瓶。一般前两次水样为洗井操作，第三次为地下水正式采样。

利用上述适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井进行采样的方法，包括如下步骤：

步骤1、设备组装。具体为组装地下水自动化分层采样装置、地下水原位自动监测装置和地表水质实时检测装置。

步骤2、设备下井。钻机钻孔至指定深度，并清水置换洗井30分钟。将第一层含水层分层采样装置、第二层含水层分层采样装置、第一水位计和第二水位计下井，设置封隔器；

步骤3、地层封隔。启动封隔器切断上下采样层位的水力联系；

步骤4、通过第一水位计和第二水位计进行地下水位、水温、电导率井下原位实时监测。通过井下设置的三参数的第一水位计和第二水位计对地下水进行原位实时监测，获取长时间序列地下水监测数据；

步骤5、地下水自动化洗井。通过加压泵对第一层含水层分层采样装置和第二层含水层分层采样装置加压，达到第一泄压阀8a和第二泄压阀8b启动压力值时，开始气体驱动第一井下储流容器10a和第二井下储流容器10b，地下水样品传输至地面对应的采样瓶，从而完成地下水原位弱扰动洗井操作；

步骤6、地面水质多参数快速检测。地下水洗井操作完成后，地下水样输送流经与采样瓶对应的水质流通检测池，设置的地面传感器阵列进行水质多参数检测，包括DO、PH、ORP、TDS、浊度等参数，数据通过监测数据采集与远程传输模块进行集中存储与远程传输；

步骤7、地下水自动化分层采样。基于步骤4地下水井下原位实时监测和步骤6地面水质多参数快速检测的数据，结合当地地下水污染情况及项目需求设定地下水采样数量与采样频率。然后，按照步骤5进行地下水自动化洗井操作后重复步骤5并将水样封装至对应的采样瓶完成地下水自动化采样操作。针对不同采样层位，重复上述步骤，完成地下水自动化分层采样操作。

步骤8、样品现场测试与实验室送检。在现场对地下水样品进行必要的测试分析。对实验室送样检测分析的水样进行前处理，如现场过滤、酸碱保护剂滴定、特殊试剂瓶封口封装、样品标识等。按规范要求的水样样品送检运输处理，部分样品4摄氏度恒温保存运输，24小时或7天内送实验室分析检测。

步骤9、监测井装置复位。将自动采集的地下水样品标识装运完成，在现场安置新的采样瓶。检查适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井的各设备，调试更换，保持安置状态直到下个周期。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，包括钻井和封隔器(13)，其特征在于，钻井内多层含水层由封隔器(13)封隔，含水层内设置有含水层分层采样装置，

含水层分层采样装置包括第一导流管(4a)、第一三通(5.1a)、第一逆止阀(6.1a)、第二逆止阀(6.2a)、第一井下气驱机构(7a)、第一泄压阀(8a)、第一螺纹转NPT接头(9.1a)、第二螺纹转NPT接头(9.2a)、第一井下储流容器(10a)、第三螺纹转NPT接头(9.3a)、第三逆止阀(6.3a)、以及第一过滤渗析组件(11a)，

第一过滤渗析组件(11a)通过第三逆止阀(6.3a)与第三螺纹转NPT接头(9.3a)连接，第三逆止阀(6.3a)由下至上单向导通，第三螺纹转NPT接头(9.3a)设置在第一井下储流容器(10a)的底部，第一井下储流容器(10a)的顶部设置有第一螺纹转NPT接头(9.1a)和第二螺纹转NPT接头(9.2a)，第一螺纹转NPT接头(9.1a)通过第一泄压阀(8a)与第一井下气驱机构(7a)的底部的出气端连接，第一井下气驱机构(7a)的顶部的进气端通过第二逆止阀(6.2a)与第一三通(5.1a)连接，第二逆止阀(6.2a)由上至下单向导通，第二螺纹转NPT接头(9.2a)通过第一逆止阀(6.1a)与第一三通(5.1a)连接，第一逆止阀(6.1a)由下至上单向导通，第一三通(5.1a)与第一导流管(4a)的底端连通，

第一导流管(4a)的顶端穿过钻井延伸至地面，第一导流管(4a)的顶端通过第一球阀(15.1a)与中继装置(1.7)连接，中继装置(1.7)与加压泵(1.6)连接，第一导流管(4a)的顶端还依次通过第二球阀(15.1b)以及对应的水质流通检测池(1.5)与采样瓶连接，水质流通检测池(1.5)内设置有地面传感器阵列(1.4)。

2.根据权利要求1所述的适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，其特征在于，还包括设置在钻井内各监测层的用于测量水位、水温和电导率的第一水位计(14a)。

3.根据权利要求2所述的适用于污染场地的自动化多参数地下水环境分层监测井，其特征在于，还包括太阳能电板(1.1)、充电式电源(1.2)和监测数据采集与远程传输模块(1.3)，太阳能电板(1.1)与充电式电源(1.2)连接，充电式电源(1.2)分别与加压泵(1.6)和监测数据采集与远程传输模块(1.3)连接，监测数据采集与远程传输模块(1.3)分别与地面传感器阵列(1.4)和第一水位计(14a)连接。

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