JP2004278247A

JP2004278247A - Groundwater sample fixed-quantity sampler

Info

Publication number: JP2004278247A
Application number: JP2003074768A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takagi; 健二高木
Original assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP3977271B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a groundwater sample fixed-quantity sampler capable of sampling a fixed quantity of groundwater from a well for sampling a groundwater sample and the equal quantities of the quantity of water springing in the well and the quantity of water pumped up at a low cost by a simple structure. <P>SOLUTION: The groundwater sample fixed-quantity sampler is composed of a sampling vessel 2 decompressed by a vacuum pump 3, a sampling tube 6 in which one end is connected to the vessel 2 and the other end is inserted into the well 1, and a vacuum breaker 8 in which one end of a conduit tube 7 is connected to the vessel 2 and which detects a water level in the well 1 at the other end and controls the quantity of the groundwater sample sampled. The vacuum breaker 8 has a strainer 9 so as to lead in and out liquid and gas to and from a cylindrical body on the base of the cylindrical body, and a ball valve body 10 sinking and floating by the water level and opening and closing the conduit tube 7 is charged into the cylindrical body 7. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水の水質を調査するための地下水試料定量採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平９−４１８６９号公報
【非特許文献１】従来、一般的な地下水試料採取装置を図６で示す。
【０００３】
地下水の採取として、特許文献１は地盤中に仮設ケーシングを貫入させながらその内側にボーリング穴を形成すると共に、その内部に長さ方向に間隔をおいて複数個所にストレーナが形成されている採取ケーシングを配置し、採取ケーシングのストレーナのストレーナ相互間に膨張収縮可能なパッカーを収縮させた状態で予め装着しておき、採取ケーシングをボーリング穴内に配置した後に仮設ケーシングを撤去し、次いで窒素ガス等をでパッカーを膨張させてパッカーによりボーリング穴の穴壁と採水のケーシング外面との間隙を止水可能に塞いだ状態で、採取装置て採水ケーシングの任意の位置から試料を採取する技術である。
【０００４】
また、非特許文献１は図６で示すように、先端に地下水試料の採取口３２を有し、この採取口３２を開閉する止水用ボール弁３３を内設した円錐筒３１を先端部に備えた密閉状の貯水タンク６（ベーラー称している）に長尺のロープ３４を結合し、これを例えば深い井戸３５の地下水中に下ろして地下水試料を汲み上げている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１は、帯水層ごとにボーリング穴を掘削することなく、単一の井戸で複数の帯水層から選択的に採水することが可能であるが、窒素ガスでパッカーを膨張させる等で井戸の構造が複雑となるうえに井戸内に湧く水量と汲み上げ水量を同等にすること及び定量採取という技術は存在していない。
また、非特許文献１はでは１サンプルにつき６０回以上のサンプリング操作を繰り返し行っている。このような貯水タンク６を６０回以上も上下動することによりサンプリングに多くの時間がかかると共に、井戸水が撹拌されて井戸底部の泥が舞い上がりダイオキシン測定に影響を及ぼしており、地上から井戸内の水位を確認することが困難であり、井戸内に湧く水量と汲み上げ水量を同等にすることができない問題を有している。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構造により地下水試料採取用の井戸から地下水を定量で採取可能とした地下水試料定量採取装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、請求項１に記載した通り、真空ポンプによって減圧されるサンプリング容器と、一端が前記サンプリング容器に接続され他端は井戸内に挿入されるサンプリング管と、導管の一端が前記サンプリング容器に接続され他端に井戸内の水位を検知し、かつ地下水試料の採取量を制御する真空ブレーカーとからなり、前記真空ブレーカーは筒体の底面に液体及び気体を前記筒体に導入出するようストレーナを備え、筒体内には水位により浮き沈みして前記導管を開閉するボール弁体が装入されていることを特徴とするするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は地表１１から掘り下げされている井戸である。この井戸１内に湧く地下水の水質を調査するための本発明による地下水試料定量採取装置は、真空ポンプ３によって減圧されるサンプリング容器２と、一端が前記サンプリング容器２に接続され他端は井戸１内に挿入されるサンプリング管６と、導管７の一端が前記サンプリング容器２に接続され他端に井戸１内の水位を検知し、かつ地下水試料の採取量を制御する真空ブレーカー８とから構成されている。
【０００９】
前記真空ポンプ３とサンプリング容器２とは管４で接続されており、この管４に大気と連通するバルブ５を設けてもよい。前記サンプリング容器２はガラス製が望ましい。また、サンプリング管６は負圧で潰れないようＳＵＳ製が適当である。また、サンプリング管６は井戸１内に挿入し易くするために、例えば１．５ｍ毎にジョイントで連結しながら挿入することが望ましい。
【００１０】
前記真空ブレーカー８は図２で示すように、筒体の底面に液体及び気体を前記筒体に導入出するようストレーナ９を備え、筒体内には水位により浮き沈みして前記導管７を開閉するボール弁体１０が装入されている。このボール弁体１０はゴムボールが適当である。
【００１１】
上記の構成による本発明の作用について説明する。図１で示すように、サンプリング容器２と接続されているサンプリング管６と真空ブレーカー８とを井戸１内の水中に挿入する。このとき真空ブレーカー８は任意の水位となるようつり下げる。図２で示すように、真空ブレーカー８が水中に挿入されると筒体の底のストレーナ９から水が筒体内に入りボール弁体１０は浮力により筒体の上方に浮上して導管７を閉止する。
【００１２】
上記真空ブレーカー８の導管７を閉止した状態で真空ポンプ３を起動してサンプリング容器２を減圧することによりサンプリング管６は負圧となり井戸１内の地下水をサンプリング容器２に吸い上げてサンプリングする。このサンプリング管６で地下水を吸い上げてある程度水位ＷＬが下がっても真空ブレーカー８の底部位が水中に入っているあいだは真空ブレーカー８内の水により浮上しているボール弁体１０でが導管７を閉止しており、前記サンプリング管６によるサンプリングは継続している。
【００１３】
しかし、上記サンプリングの継続により水位ＷＬが真空ブレーカー８の底部位より下がったときには図３で示すように、真空ブレーカー８内の水は井戸１内に流れ出しボール弁体１０は浮力がなくなるため真空ブレーカー８の底面のストレーナ９の上に落下して導管７を開口する。この導管７の開口により真空ブレーカー８の底面から吸った空気は導管７を介してサンプリング容器２に導入され真空ポンプ３で減圧されているサンプリング容器２内は大気圧となりサンプリング管６による地下水の吸い上げが一時中断されが、図４で示すように、井戸１内の湧き水により水位ＷＬが真空ブレーカー８の部位に上昇すると再び水が真空ブレーカー８内に入り、図５で示すように、ボール弁体１０を浮上して導管７を閉止し、真空ポンプ３によるサンプリング容器２内の減圧でサンプリング管６より再びサンプリングを再開する。このような水位ＷＬの変化による真空ブレーカー８が水を吸ったり空気を吸ったりの繰返しによって定量かつ井戸内に湧く水量と汲み上げ水量を同等に制御する。
【００１４】
尚、真空ポンプ３とサンプリング容器２とを接続している管４に大気と連通するバルブ５を設けたものにおいては、このバルブ５によりサンプリング容器２に若干の大気吸い込みとなるよう調整し、サンプリング速度を調整することにより安定継続したサンプリングができる。
【００１５】
また、本発明では、井戸水をサンプリングするときに井戸の底に溜まった泥や水面に浮いたゴミを吸い込まないように中間水位からサンプリングすることができ、かつ水位が下がってきたとき、真空ブレーカー８の作用により水面のゴミを吸う前に所要の距離を保ってサンプリングを自動停止することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、簡単な構造により地下水試料採取用の井戸から地下水を定量かつ井戸内に湧く水量と汲み上げ水量を同等で採取可能とした地下水試料定量採取装置を低コストで提供することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の構成を示す断面図
【図２】本発明装置によるサンプリング状態を示す断面図
【図３】本発明装置による水位下降状態時を示す断面図
【図４】本発明装置による水位が上昇を始めた時点の状態時を示す断面図
【図５】本発明装置による水位が再び上昇してサンプリングを再開した状態時を示す断面図
【図６】従来装置を示す断面図
【符号の説明】
１井戸
２サンプリング容器
３真空ポンプ
４管
５バルブ
６サンプリング管
７導管
８真空ブレーカー
９ストレーナ
１０ボール弁体
１１地表[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a groundwater sample quantification apparatus for investigating groundwater quality.
[0002]
[Prior art]
[Patent Literature 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-41869 [Non-Patent Literature 1] FIG. 6 shows a conventional general groundwater sampling apparatus.
[0003]
For collecting groundwater, Patent Literature 1 discloses a sampling casing in which a temporary casing is penetrated into the ground, a boring hole is formed inside the temporary casing, and strainers are formed in a plurality of locations at intervals in the length direction. Is arranged, and the packer that can be expanded and contracted is previously mounted between the strainers of the strainer of the sampling casing in a contracted state, and after disposing the sampling casing in the boring hole, the temporary casing is removed. This is a technique for collecting a sample from an arbitrary position of a water sampling casing with a sampling device in a state in which the packer is expanded and the gap between the hole wall of the boring hole and the outer surface of the water sampling casing is closed by the packer so that water can be stopped. .
[0004]
In addition, as shown in FIG. 6, Non-Patent Document 1 has a conical cylinder 31 having a groundwater sample sampling port 32 at the tip and a water stop ball valve 33 for opening and closing the sampling port 32 at the tip. A long rope 34 is connected to a closed water storage tank 6 (referred to as a baler) provided, and it is lowered into, for example, the groundwater of a deep well 35 to pump a groundwater sample.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Patent Literature 1 can selectively collect water from a plurality of aquifers in a single well without excavating a borehole for each aquifer. For example, the packer is expanded with nitrogen gas. In addition, the well structure is complicated, and there is no technology for equalizing the amount of water flowing into the well with the amount of water pumped and for quantitative sampling.
In Non-Patent Document 1, the sampling operation is repeated 60 times or more per sample. By moving the water storage tank 6 up and down more than 60 times, much time is required for sampling, and the well water is agitated and the mud at the bottom of the well rises to affect the dioxin measurement. It is difficult to confirm the water level, and there is a problem that the amount of water flowing into the well and the amount of water pumped cannot be made equal.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a groundwater sample quantification apparatus capable of quantifying groundwater from a groundwater sampling well with a simple structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object, as described in claim 1, a sampling vessel decompressed by a vacuum pump, a sampling pipe connected to the sampling vessel at one end and inserted into the well at the other end One end of a conduit is connected to the sampling vessel, and the other end is a vacuum breaker that detects a water level in a well and controls a sampling amount of a groundwater sample. A strainer is provided so as to be introduced into the cylindrical body, and a ball valve body that opens and closes the conduit by being raised and lowered by a water level is inserted into the cylindrical body.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a well dug from the ground surface 11. The groundwater sample quantitative sampling device according to the present invention for investigating the quality of groundwater flowing into the well 1 includes a sampling container 2 depressurized by a vacuum pump 3, and one end connected to the sampling container 2 and the other end connected to the well 1. And a vacuum breaker 8 having one end connected to the sampling vessel 2 and having the other end detecting the water level in the well 1 and controlling the amount of groundwater sample taken. ing.
[0009]
The vacuum pump 3 and the sampling container 2 are connected by a pipe 4, and the pipe 4 may be provided with a valve 5 communicating with the atmosphere. The sampling container 2 is desirably made of glass. The sampling tube 6 is suitably made of SUS so as not to be crushed by negative pressure. In addition, in order to facilitate the insertion of the sampling tube 6 into the well 1, it is desirable to insert the sampling tube 6 while being connected with a joint every 1.5 m, for example.
[0010]
As shown in FIG. 2, the vacuum breaker 8 is provided with a strainer 9 at the bottom of the cylinder so as to introduce liquid and gas into and out of the cylinder. A valve body 10 is inserted. The ball valve element 10 is suitably a rubber ball.
[0011]
The operation of the present invention with the above configuration will be described. As shown in FIG. 1, the sampling tube 6 connected to the sampling container 2 and the vacuum breaker 8 are inserted into the water in the well 1. At this time, the vacuum breaker 8 is suspended so as to have an arbitrary water level. As shown in FIG. 2, when the vacuum breaker 8 is inserted into the water, water enters the cylinder from the strainer 9 at the bottom of the cylinder, and the ball valve 10 floats above the cylinder by buoyancy to close the conduit 7. I do.
[0012]
With the conduit 7 of the vacuum breaker 8 closed, the vacuum pump 3 is activated to depressurize the sampling vessel 2, so that the sampling pipe 6 has a negative pressure, and the groundwater in the well 1 is sucked into the sampling vessel 2 for sampling. Even if the groundwater is sucked up by the sampling pipe 6 and the water level WL falls to some extent, while the bottom portion of the vacuum breaker 8 is in the water, the ball valve 10 floated by the water in the vacuum breaker 8 connects the conduit 7 to the pipe 7. It is closed, and sampling by the sampling tube 6 is continued.
[0013]
However, when the water level WL drops below the bottom of the vacuum breaker 8 due to the continuation of the sampling, as shown in FIG. 3, the water in the vacuum breaker 8 flows into the well 1 and the ball valve element 10 loses buoyancy, so that the vacuum breaker 8 falls onto a strainer 9 on the bottom surface to open the conduit 7. The air sucked from the bottom of the vacuum breaker 8 through the opening of the conduit 7 is introduced into the sampling container 2 via the conduit 7 and the inside of the sampling container 2, which is depressurized by the vacuum pump 3, becomes atmospheric pressure and the sampling pipe 6 sucks up groundwater. Is temporarily interrupted, but as shown in FIG. 4, when the water level WL rises to the position of the vacuum breaker 8 due to the spring water in the well 1, the water enters the vacuum breaker 8 again, and as shown in FIG. 10 is lifted, the conduit 7 is closed, and sampling is resumed from the sampling pipe 6 by the reduced pressure in the sampling container 2 by the vacuum pump 3. The amount of water flowing into the well and the amount of water pumped up in the well are controlled to be equal by the repetition of sucking water or air by the vacuum breaker 8 due to such a change in the water level WL.
[0014]
In the case where the pipe 4 connecting the vacuum pump 3 and the sampling vessel 2 is provided with a valve 5 communicating with the atmosphere, the valve 5 is adjusted so that the sampling vessel 2 is slightly sucked into the atmosphere. By adjusting the speed, sampling can be performed stably and continuously.
[0015]
Further, according to the present invention, when sampling the well water, it is possible to perform sampling from the intermediate water level so as not to suck up mud accumulated at the bottom of the well or dust floating on the water surface, and when the water level falls, the vacuum breaker 8 is used. The sampling can be automatically stopped while maintaining a required distance before sucking dust on the water surface by the action of (1).
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a low-cost groundwater sample quantification apparatus capable of quantifying groundwater from a groundwater sampling well and collecting the same amount of water flowing into the well and pumping water with a simple structure. There are advantages that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the apparatus of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a sampling state by the apparatus of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the water level is lowered by the apparatus of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state when the water level starts to rise due to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state when the water level by the apparatus of the present invention has risen again and sampling has been restarted. Explanation of reference numerals]
1 Well 2 Sampling Vessel 3 Vacuum Pump 4 Tube 5 Valve 6 Sampling Tube 7 Conduit 8 Vacuum Breaker 9 Strainer 10 Ball Valve 11 Ground Surface

Claims

A sampling vessel decompressed by a vacuum pump, a sampling pipe having one end connected to the sampling vessel and the other end inserted into the well, and one end of a conduit connected to the sampling vessel and the other end detecting the water level in the well. And a vacuum breaker for controlling the amount of underground water sampled. And a ball valve element for opening and closing the conduit.