CN214116706U - 一种浅层地下水水位水质观测井结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种浅层地下水水位水质观测井结构，包括井管，井管包括上井管段、下井管段，井盖、封塞、防护墩、止水垫、滤袋、砂石滤层，下井管段的侧壁设置有多个透水孔。井管内外大气压一致，避免因井管内外压强差出现假水位导致观测误差。井盖用常规扳手或者工具不易打开，减少人为破坏。井管上方的凹槽处降雨积水能及时排除，保证井盖处气流通常，减少外部污染物从井口进入井管内。通过增设止水垫，可以防止井管周围土壤下陷，地表水沿着防护墩及井管外壁直接流入下井管段中，既可以减少水位误差，又可以防止地表水对井管内水体的污染。下井管段、滤袋、封塞及砂石滤料等对地下水污染少，不易给后续试验带来误差。

Description

一种浅层地下水水位水质观测井结构

技术领域

本实用新型涉及一种浅层地下水水位水质观测井结构，属于水利、环境监测技术领域。

背景技术

随着水资源、水环境问题日益突出和国家对水利水环境事业高度重视，水资源、水环境及相关问题日益成为研究热点，并且逐步向深层次、多学科交叉的研究转变。地表水、土壤水、地下水随着降雨、蒸发蒸腾以及人为利用等过程进行着多种运动与循环，浅层地下水位也在发生动态变化，对农作物的吸收利用及生长发育产生重要影响。同时，农田土壤中营养盐及污染物随着水循环过程而发生迁移，尤其近年来无机肥和农药的大量使用，使得河湖地表水和浅层地下水污染有加剧的趋势，对生态环境和饮用水安全造成较大威胁，因此有必要开展浅层地下水水位与水质的观测与研究工作。

以往，对农田浅层地下水观测相对较少，且主要借助于农田灌溉机井进行水位测量，常因农业灌溉取水导致水位变化幅度较大，容易形成假水位，而很少有专门用于农田浅层地下水观测的井孔，尤其是兼具水质监测功能的井孔形式更少。本实用新型设计了一种兼具水质和水位双重监测功能的观测井，可为农业水资源评估、供需预测、合理开发利用及地下水水环境保护等相关科研工作提供技术支撑。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种浅层地下水水位水质观测井结构，具体技术方案如下：

一种浅层地下水水位水质观测井结构，包括井管，所述井管包括上井管段、下井管段，所述上井管段的上端设置有井盖，所述上井管段的下端与下井管段的上端连通，所述下井管段的下端设置有封塞，所述下井管段的侧壁设置有多个透水孔，所述下井管段的外部套设有滤袋，所述下井管段的外部填充有将下井管段和滤袋覆盖的砂石滤层；所述上井管段的外部套设有防护墩，所述防护墩和砂石滤层之间设置有圆环形止水垫，所述止水垫套设在上井管段的外部。

作为上述技术方案的改进，所述井盖略低于防护墩的上端面，使二者之间构成凹槽；所述防护墩上部的凹槽设置向下倾斜的导水管，所述导水管的上端与凹槽的槽底连通，所述导水管的下端延伸至防护墩的外侧壁。

作为上述技术方案的改进，所述导水管的长度方向与水平面之间的夹角为5°-15°。

作为上述技术方案的改进，所述井盖的表面设置有多个透气孔。

作为上述技术方案的改进，所述井盖的中央设置有凸块，所述凸块的横截面为正多边形结构。

作为上述技术方案的改进，所述上井管段的外侧居中位置设置有用于固定的钢筋，所述上井管段的高度方向与钢筋的长度方向呈垂直设置，所述钢筋嵌入(浇筑之前设置，浇筑之后即达到嵌入效果)在防护墩的内部。

作为上述技术方案的改进，所述防护墩为圆环形结构。

作为上述技术方案的改进，所述止水垫紧密套在井管外壁，所述止水垫的外径略大于防护墩的外径。

本实用新型的有益效果：

井管内外大气压一致，避免因井管内外压强差出现假水位导致观测误差。井盖用常规扳手或者工具不易打开，减少人为破坏。井管上方的凹槽处降雨积水能及时排除，保证井盖处气流通常，减少外部污染物从井口进入井管内。通过增设止水垫，可以防止井管周围土壤下陷，地表水沿着防护墩及井管外壁直接流入下井管段中，既可以减少水位误差，又可以防止地表水对井管内水体的污染。下井管段、滤袋、封塞及砂石滤料等对地下水污染少，减小对后续试验带来误差。

附图说明

图1为本实用新型所述浅层地下水水位水质观测井结构的示意图；

图2为本实用新型所述浅层地下水水位水质观测井结构的平面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～2所示，所述浅层地下水水位水质观测井结构，包括井管，所述井管包括上井管段2、下井管段7，所述上井管段2的下端与下井管段7的上端连通，所述上井管段2的上端设置有井盖1，所述下井管段7的下端设置有封塞72，所述下井管段7的侧壁设置有多个透水孔71，所述下井管段7的外部套设有将所有透水孔71完全遮盖的滤袋6，所述下井管段7的外部填充有将下井管段7和滤袋6覆盖的砂石滤层5；所述上井管段2的外部套设有防护墩3，所述防护墩3和砂石滤层5之间设置有圆环形止水垫4，所述止水垫4套设在上井管段2的外部。

进一步地，所述井盖1与上井管段2的上端面之间设置有间距，所述井盖1与上井管段2的上端面之间构成凹槽；所述防护墩3的上部设置有呈倾斜设置的导水管31，所述导水管31的上端延伸至凹槽的槽底，所述导水管31的下端延伸至防护墩3的外侧壁，所述导水管31的上端与凹槽连通。

进一步地，所述导水管31的长度方向与水平面之间的夹角为5°-15°。

进一步地，所述井盖1的表面设置有多个透气孔12。

进一步地，所述井盖1的中央设置有凸块11，所述凸块11的横截面为正多边形结构。

进一步地，所述上井管段2的外侧设置有多根钢筋21，所述钢筋21嵌入在防护墩3的内部。

进一步地，所述钢筋21设置有三根，三根钢筋21对称设置在上井管段2的外侧，所述上井管段2的高度方向与钢筋21的长度方向呈垂直设置。

进一步地，所述防护墩3为圆环形结构，所述止水垫4的外径大于防护墩3的外径。

所述浅层地下水水位水质观测井结构可用于浅层地下水水质和水位的双重监测。

所述井盖1为不锈钢或铸铁材质，凸块11为“正三角形”或者“正五边形”、“正七边形”等其他异形结构，需用特制扳手开启。井盖1上表面预留透气孔12，以便里侧焊接穿线环或者挂钩用以安置仪器。

上井管段2为镀锌钢管或铸铁管材质，位于观测井上部，管壁无透水孔，上井管段2与井盖1优选采用螺纹连接。上井管段2外壁中部位置焊接3根预埋钢筋21，钢筋21之间夹角为120度，与上井管段2一起现浇于防护墩3内部，以增加稳定性。

防护墩3采用C25及以上等级砼现浇，以上井管段2的轴线为圆心环绕在镀锌钢管外侧，防护墩3的厚度为20cm，防护墩3顶部高出地面15～25cm。

凹槽的深度为5～10cm。在浇筑砼前预埋溢流导水管31，导水管31呈倾斜设置，保证凹槽内的积水能顺利及时流出，防护墩3的下部埋入土中。限定导水管31的长度方向与水平面之间的夹角，夹角过大，排水越快，但是相应的凹槽深度也就越大，防护墩3的高度也就越高，这不利于现场布局；因此，需要合理规划导水管31的长度方向与水平面之间的夹角。

所述止水垫4要求耐腐蚀、不透水材质，可为橡胶垫。止水垫4放置于防护墩下部，套在上井管段2的外部，并用胶水密封，外径大于防护墩3外径10～20cm。

所述下井管段7不易与地下水、土壤发生理化反应，一般为PVC管；通过套筒式卡箍与上井管段2连接，底口用封塞72(橡胶塞)堵住。透水孔71的总面积与下井管段7外侧壁的面积之比为20％以上，确保充足的透水率。

所述滤袋6不易与地下水、土壤发生理化反应，一般为尼龙纤维网布材质，网孔密度选择80～100目，包裹于下井管段7外壁用于阻滤泥沙，防止下井管段7内淤积。

所述砂石滤层5填充在滤袋6与观测井钻孔壁之间，滤层厚度10～15cm，滤料粒径可选1～8mm级配碎石或石英砂。使用前需用洁净水浸泡和反复冲洗，然后测定砂石样品浸泡液氮磷等物质含量。

所述浅层地下水水位水质观测井结构的制作方法如下：

1)、观测井位置选定：根据试验目的和要求，确定观测井分布。在满足试验的条件下，一般选择离路较近、不影响生产生活的位置。打井位置最好提前开展地质勘探，确定是否有流沙层等。

2)、钻井：钻井前进行场地清理，选择直径适宜的钻头，一般采用旋转钻机，钻孔过程中应防止井孔附近坍塌、淤塞井孔，严格控制井孔适宜深度，设计深度应略大于干旱年份浅层地下水埋深。

3)、井管连接：将PVC管的管壁开孔，然后进行下井管段7、上井管段2的连接，安装井盖1、封塞72。用滤袋6包裹下井管段7。将上井管段2的管口位置用塑料布或者宽胶布密封。

4)、沉管：将连接好的井管放入钻孔居中位置(如果设计井管深度较大，各部分可以分节连接)，上井管段2的管口高出地面15～25cm。

5)、滤料填充：用洗净的砂石滤料填充下井管段7与钻井内壁的空隙，填充过程不宜过快，辅以人工夯实，要确保整个下井管段7均匀紧密填充砂石滤料，滤料填充至下井管段7与上井管段2连接位置。

6)、井口扩挖：以上井管段2为圆心，清理并开挖井口周边的泥土，开挖直径略大于防护墩3直径，深度挖至上井管段2与下井管段7连接位置，为后续现浇浇砼模板施工提供作业面。

7)、止水垫4安装：浇筑前混凝提前砂石滤层5上部覆盖20cm厚度粘度，再次对井管周围平整夯实，将止水垫套在上井管段2外壁，外径延伸至大于防护墩10～20cm外置铺平。

8)、防护墩3浇筑：以上井管段2为中心支模板，模板上边缘高于凸块115～10cm，模板下边缘与止水垫4紧密结合，用拌和均匀的砼浇筑，浇筑过程振捣砼。为形成凹槽，待砼浇筑至井盖1处时，井盖1处放置一个直径略大于上井管段2外径的特制圆形套管。同时放置一根导流管，管内侧穿过特制圆形套管模板，外侧穿过模板，且要求导流管内高外低，其两端口用胶布密封。继续浇筑砼至模板檐口，对上表面抹平，整个浇筑过程要振捣砼，及时清理管口井盖1处及导流管多余的的砼浆，待砼初凝压制观测井编号。按照砼养护规范进行养护和拆模，回填平整及压实井周围土壤。

9)、洗井及维护：待观测孔制作完成后进行洗井，可用小型潜水泵或者提升泵抽水，直至井水变清澈为止，后期要定期洗井，使井水得以循环更新。条件允许周围可以增设护栏及警示标志。

10)、水位观测：可用用水位计测量井口至液面位置，定期开盖测量水位。亦可用浸入式液位差法测量，可将液位测定探头置入井管内，将其用吊绳固定在井盖内壁的穿线环或挂钩上，记录水位的动态变化。如果需要计算地下水位高程，需测定观测井井口高程、防护墩高度以及周围农田高程值，利用高差计算法得出水位绝对高程。

11)、水样采集：利用特制取样器“一种水质分层取样器(专利CN209820831U)”或类似插管取样器采集水样，取样前建议先洗井，使井管内的水得以循环更新，确保水样具有代表性。取样时将取样管插入井管内抽取地下水表层或者不同深度的水样，如果观测井孔较粗，亦可用小于井管口径的吊瓶取样器直接取样。所采集样品现场测定温度、pH值、电导率及浊度等，使用专用运输工具和储藏设备运储水样，带回实验室后依据《水环境监测规范》测定氮、磷等相关水质指标。

在上述实施例中，本实用新型对比已有技术具有以下创新点：

1、井盖设有透气孔12，确保了井管内外大气压一致，避免因井管内外压强差出现假水位导致观测误差。

2、井盖1用常规扳手或者工具不易打开，减少人为破坏。

3、导水管31的设计可使凹槽处降雨积水及时排除，保证井盖处气流通常，减少外部污染物从井口进入井管内。

4、防护墩下部增设止水垫，可以防止井管周围土壤下陷，地表水沿着防护墩及井管外壁直接流入下井管段中，既可以减少水位误差，又可以防止地表水对井管内水体的污染。

5、下井管段、滤袋、橡胶塞及砂石滤料等对地下水污染少，不易给后续试验带来误差。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：包括井管，所述井管包括上井管段(2)、下井管段(7)，所述上井管段(2)的下端与下井管段(7)的上端连通，所述上井管段(2)的上端设置有井盖(1)，所述下井管段(7)的下端设置有封塞(72)，所述下井管段(7)的侧壁设置有多个透水孔(71)，所述下井管段(7)的外部套设有滤袋(6)，所述下井管段(7)的外部填充有将下井管段(7)和滤袋(6)覆盖的砂石滤层(5)；所述上井管段(2)的外部套设有防护墩(3)，所述防护墩(3)和砂石滤层(5)之间设置有圆环形止水垫(4)，所述止水垫(4)套设在上井管段(2)的外部。

2.根据权利要求1所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述井盖(1)与防护墩(3)的上端面之间设置有间距，所述井盖(1)与防护墩(3)的上端面之间构成凹槽；所述防护墩(3)的上部设置有向下倾斜的导水管(31)，所述导水管(31)的上端延伸至凹槽的槽底，所述导水管(31)的下端延伸至防护墩(3)的外侧壁，所述导水管(31)的上端与凹槽连通。

3.根据权利要求2所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述导水管(31)的长度方向与水平面之间的夹角为5°-15°。

4.根据权利要求1所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述井盖(1)的表面设置有多个透气孔(12)。

5.根据权利要求1所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述井盖(1)的中央设置有凸块(11)，所述凸块(11)的横截面为正多边形结构。

6.根据权利要求1所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述上井管段(2)的外侧设置有钢筋(21)，所述钢筋(21)嵌入在防护墩(3)的内部。

7.根据权利要求6所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述钢筋(21)设置有三根，三根钢筋(21)对称设置在上井管段(2)的外侧，所述上井管段(2)的高度方向与钢筋(21)的长度方向呈垂直设置。

8.根据权利要求1所述的一种浅层地下水水位水质观测井结构，其特征在于：所述防护墩(3)为圆环形结构，所述止水垫(4)的外径大于防护墩(3)的外径。

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