TWM486758U

TWM486758U - 多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置

Info

Publication number: TWM486758U
Application number: TW103209815U
Authority: TW
Inventors: Geng-Rong Zhang; jia-xun Chen
Original assignee: Taiwan Environment Scient Co Ltd
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2014-09-21

Description

多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置

本創作為一種多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置，主要由一井隔裝置，一連接裝置、一氣壓啟動裝置、一注氣設備、和一資料處理裝置所組成，可藉由將井隔裝置及連接裝置插至入井中預定深度，完成一次特定深度之微水實驗；於不同深度重複此步驟，即達成多深度微水試驗者。

對於地下水文地質資料的詳細調查，在許多工程中極為重要，特別是在針對地下水污染原位之整治，如果不能充分了解其異質性，便無法確實明白地下水流速和流向的變化，故無從判斷污染物係如何流動、或聚集到那一個含水層，而沒有辦法進行正確的整治方式，獲得整治之效果者。

習知的地下水文調查方式較常見的為微水試驗模式，其是在一個試驗井中，瞬間抽取/灌入一定體積(少量水)的水或注入氣體而造成水位上升/下降的變化，因井內外壓力差使得地下水流出/流進井篩段，逐一記錄井中水位壓力變化及對應的時間，直至水位變回原有水位，即完成微水試驗，目的是推估井篩周邊含水層地質材料的水力傳導係數(K值)。K值是指土壤樣本的輸水的難易程度，K值愈大代表此土壤樣本的透水性愈佳，惟習知微水試驗所得的K值代表整個井篩段的垂直平均值，亦無法透露 K(z)變化，另外，其受限於井口構造，如井口有外套管、井口不平整等，容易有漏氣問題，對於傳統全井氣壓式微水試驗，可能需要注入較大的氣壓才能造成水位上升/下降的變化，尤其遇到透水性差的地質材料，所需的氣壓就更大。而雙封塞水力裝置，除了必須搭配抽水裝置、注水設備、儲水設備等繁瑣組件外，在其實施抽/注水過程中存有管線漏水之風險，若為污染水時，易造成二次污染問題，是以仍有改善的空間。

本創作為一種多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置，主要包括有一井隔裝置，一連接裝置、一氣壓啟動裝置、一注氣設備、和一資料處理裝置所組成；其中井隔裝置係由至少二個氣囊式封塞和至少一個測試管所組成，該測試管上設有許多開孔；該連接裝置，包含有一連接管和二快速接頭，分別與井隔裝置和氣壓啟動裝置相結合；該氣壓啟動裝置，內含兩支自記式壓力計，係延伸至連接管的內部空間，而其上端均連結至資料處理裝置，並具有一注氣閥和一洩氣閥；該注氣設備，包含氮氣瓶、氣壓流量表及管線等，藉其管線分別連接於注氣閥和井隔裝置之上封塞；該資料處理裝置，包含資訊紀錄、訊號處理裝置及電腦裝置，用以將取得的資料直接計算為所需的數值。整體可藉由將井隔裝置及連接裝置插至入井中預定深度，以完成一次特定深度之微水實驗；再於不同深度重複此步驟，即完成多深度微水試驗。而此多深度微水試驗乃可有效判定測試井周圍含水層水力傳導係數的垂直異質性，K(z)。在場址中不同位置的監測井執行多深度微水試驗則可獲得場址的三維異質性K(x,y,z)，達成本創作之預期目的者。

(1)‧‧‧井隔裝置

(11)(12)(15)‧‧‧氣囊式封塞

(111)‧‧‧接頭

(13)(13’)‧‧‧測試管

(14)‧‧‧開孔

(2)‧‧‧連接裝置

(21)‧‧‧連接管

(22)(23)‧‧‧快速接頭

(3)‧‧‧氣壓啟動裝置

(31)(32)‧‧‧自記式壓力計

(33)‧‧‧注氣閥

(34)‧‧‧洩氣閥

(4)‧‧‧注氣設備

(41)‧‧‧氮氣瓶

(42)‧‧‧氣壓流量表

(43)(44)‧‧‧管線

(5)‧‧‧資料處理裝置

(51)‧‧‧資訊紀錄、訊號處理裝置

(52)‧‧‧電腦裝置

圖一為本創作多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置示意圖

圖二為本創作多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置另一示意圖

請先參閱圖一所示，本創作為一種多深度地下水文參數及水質調查多封塞裝置，主要包括有一井隔裝置(1)、一連接裝置(2)、一氣壓啟動裝置(3)、一注氣設備(4)、和一資料處理裝置(5)所組成；其中井隔裝置(1)，由兩支氣囊式封塞(11)(12)和一測試管(13)所組成，該測試管(13)上設有許多開孔(14)，且實施上可配合不同長度的設計使用，例如為25公分、50公分、75公分、或1公尺等，以不超過1公尺為佳；該連接裝置(2)，包含有一連接管(21)和二快速接頭(22)(23)；該氣壓啟動裝置(3)，內含兩支自記式壓力計(31)(32)，並具有一注氣閥(33)和一洩氣閥(34)；該注氣設備(4)，包含有氮氣瓶(41)、氣壓流量表(42)及二管線(43)(44)等；該資料處理裝置(5)，包含資訊紀錄、訊號處理裝置(51)及電腦裝置(52)。前述井隔裝置(1)之上封塞(11)係與連接裝置(2)的下快速接頭(23)相接，連接裝置(2)的上快速接頭(22)則接合於氣壓啟動裝置(3)的下方，氣壓啟動裝置(3)的二自記式壓力計(31)(32)係延伸至連接管(21)的內部空間，而二自記式壓力計(31)(32)之上端均連結至資料處理裝置(5)的資訊紀錄、訊號處理裝置(51)及電腦裝置(52)；該注氣設備(4)則以其二管線(43)(44)分別連接於注氣閥(33)和上封塞(11)的上部接頭(111)，組合為本創作之整體裝置者。

實施本創作之測試作業時，係將井隔裝置(1)及連接管(2) 插至入待測之井中，使測試管(13)到達預定深度位置，再使用氣壓啟動裝置(3)及注氣設備(4)，將氣體灌入內部空間，在達到預定注入壓力時關閉注氣閥(33)，而當壓力穩定不隨時間改變時，打開洩氣閥(34)洩氣，藉二壓力計持續記錄其數值的變化，並立即傳送到資訊紀錄、訊號處理裝置(51)及電腦裝置(52)，完成記錄、計算等處理，直至回到初水位的狀態，即完成該特定深度之微水實驗；然後再於不同深度重複此上述步驟，即可完成多深度微水試驗。而此多深度微水試驗乃可有效判定測試井周圍含水層水力傳導係數的垂直異質性，K(z)。在場址中不同位置的監測井執行多深度微水試驗則可獲得場址的三維異質性K(x,y,z)，乃能有效測得地下水文更精確的資料，提供其他工程之應用者。

在應用上，本創作可增加氣囊式封塞的個數，例如增加一個氣囊式封塞(15)而成為三個(如圖二所示)，或具有更多個氣囊式封塞之構造，而其間再分別以測試管(13’)相連接，而達到增加同時測試不同區段之功效，再者，各測試管(13)(13’)的開孔係設為可調式之結構，以控制其開孔為打開或關閉之狀態者。

綜上所述，本創作可獲得以下之優點有：(1)特別適合污染場址，不需抽水因而沒有污染水處理問題。(2)產生的地下水壓力變化相當小不致影響場址地下水流場，也不會干擾污染物濃度分布。(3)省時易於執行，且可設定預計測試之深度及區段長度。另當欲進行水質調查時，可拆管路(34)，將貝勒管(Bailers)或抽水泵直接從上封塞(11)之上部接頭 (111)處置入測試管(13)的內部空間，取得該位置的水樣再抽出，進而獲得特定深度的水質，可有效反映井內污染物濃度垂直變化，改善傳統通井採樣方法中垂直平均效應的問題。故本創作顯可改善習知的方式，更具有創造性，而已達到實用進步之創作目的，爰依法提出申請。