本實(shí)用新型涉及地下水環(huán)境監(jiān)測和污染治理的修復(fù)工藝設(shè)備。

背景技術(shù)：

我國地下水的比較嚴(yán)重，特別是淺層地下水的污染尤為突出。地下水污染場地的調(diào)查、污染的控制與修復(fù)等工作仍是我國面臨的挑戰(zhàn)，開展地下水污染場地的研究工作具有重要的意義。雖然，我國東北和華北部分地區(qū)己開展典型地下水污染場地的調(diào)查及污染機(jī)制研究，但是針對地下水采樣調(diào)查的方法并不成熟，地下水污染修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例為數(shù)不多。

傳統(tǒng)的地下水采樣監(jiān)測井，在含水層中污染物濃度分布不均或有NAPL(nonaqueous phase liquid，非水相)存在的情形下，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定深采樣，客觀反應(yīng)污染程度；地下水原位修復(fù)技術(shù)中常用的注入井(可注入回灌地下水或藥劑)，同樣存在著注入深度無法精確把握的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種具備液壓調(diào)節(jié)功能的多功能地下水工作井，精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)地下水調(diào)查工作中的定深采樣、地下水污染原位修復(fù)工作中的藥劑注入以及地下水監(jiān)測工作中的多精度采樣等工作要求，提供一種一井多功能的工藝設(shè)備。

改進(jìn)的多功能地下水工作井是將地下水調(diào)查工作中的定深采樣、地下水污染原位修復(fù)工作中的藥劑注入以及地下水監(jiān)測工作中的多精度采樣等工作內(nèi)容匯聚于一體的一種創(chuàng)新工藝設(shè)備。它是由彼此獨(dú)立的內(nèi)井和外井組成的套井，通過內(nèi)井上部井體與地面以上的液壓傳動(dòng)裝置相連，控制整個(gè)內(nèi)井的伸縮程度。根據(jù)不同的工作目的，調(diào)整中部設(shè)有均勻篩孔的不可伸縮井體在含水層中的工作部位，以實(shí)現(xiàn)定深采樣或注藥等多功能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種具備液壓調(diào)節(jié)功能的多功能地下水工作井，其特征在于，外井管內(nèi)套裝有內(nèi)井管，外井管的井體在地下水含水層水位以下設(shè)有均勻篩孔，內(nèi)井管的上沿和下沿分別與外井管相連以固定，內(nèi)井管分為上部、中部和下部三個(gè)部分，上部和下部均為伸縮式液壓缸，均通過內(nèi)井管的上沿與地面以上的液壓傳動(dòng)裝置相連，所述中部為設(shè)有均勻篩孔的花管。

所述的具備液壓調(diào)節(jié)功能的多功能地下水工作井，其中，外井管的井體安裝在地下水隔水底板以下一段距離，使內(nèi)井管下部井管全部壓縮后的上沿與地下水含水層的隔水底板相平。

所述的具備液壓調(diào)節(jié)功能的多功能地下水工作井，其中，內(nèi)井管中部的花管的內(nèi)徑為100mm，上部和下部從花管向外每個(gè)套管依次增加20mm的井徑，套管之間具有油封，以避免內(nèi)井伸縮過程地下水的滲入，油封寬度為20mm。

本工作井的最大優(yōu)點(diǎn)是通過地面以上的液壓傳動(dòng)裝置控制內(nèi)井中部在含水層中所處的位置，實(shí)現(xiàn)定深工作的目的。相比于傳統(tǒng)的地下水監(jiān)測井或藥劑投放井，此工作井只需調(diào)整內(nèi)井的伸縮程度，便可更精準(zhǔn)的控制作業(yè)位置，日常維護(hù)簡單，沒有復(fù)雜的地下組件和移動(dòng)部件。

具體來說：

1.地下水工作井的結(jié)構(gòu)原理簡單，在實(shí)際工程應(yīng)用前可在地上預(yù)制完成，制造過程簡單，使用壽命長；

2.地下水工作井的功能調(diào)節(jié)無需其它地下復(fù)雜組件和移動(dòng)輔助設(shè)備，工程施工簡便，可操作性強(qiáng)，成本低廉；

3.本實(shí)用新型適用于不同要求的地下水研究工作，如：地下水環(huán)境的定深采樣調(diào)查工作、污染地下水的原位修復(fù)與治理工作、地下水長期監(jiān)測自然衰減等工作；

4.本實(shí)用新型適用于不同污染物類型的地下水污染場地：不僅可以應(yīng)用于揮發(fā)性有機(jī)污染場地，如有機(jī)氯化物、鹵代烴、石油類污染物及其主要污染組分苯、甲苯、乙苯和二甲苯等，還可以應(yīng)用于半揮發(fā)性的有機(jī)污染物和無機(jī)污染物的污染場地，甚至適用于放射性污染和揮發(fā)性有機(jī)污染物的復(fù)合性污染場地；

5.本工藝設(shè)備的地上液壓傳動(dòng)裝置僅需簡單日常維護(hù)，即可達(dá)到長期使用的要求，提高了工藝設(shè)備的運(yùn)行管理效率；

6.本工藝設(shè)備，相對于其它工藝設(shè)備而言，施工簡單，功能豐富，定位精 準(zhǔn)，工作效率高；

7.工作井使用過程中，內(nèi)井的中部井體直接調(diào)節(jié)至需要開展工作的地下水含水層水位，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)采樣或注藥等目的，同時(shí)，地上液壓傳動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)在不同深度含水層工作的要求，在開展地下水污染場地原位修復(fù)和治理工作時(shí)，可大大提高修復(fù)效率。

8.本工藝設(shè)備對地下環(huán)境的擾動(dòng)較小，適用條件受約束小。

附圖說明

圖1-1、圖1-1a、圖1-1b、圖1-1c是實(shí)例1工作井的整體效果及其不同位置的放大詳情圖；

圖1-2a、圖1-2b、圖1-2c、圖1-2d是實(shí)例1工作井在不同行程處的工作示意圖；

圖2-1、圖2-1a、圖2-1b、圖2-1c是實(shí)例2工作井的整體效果及其不同位置的放大詳情圖；

圖2-2a、圖2-2b、圖2-2c、圖2-2d、圖2-2e是實(shí)例2工作井在不同行程處的工作示意圖；

圖3-1、圖3-1a、圖3-1b、圖3-1c是實(shí)例3工作井的整體效果及其不同位置的放大詳情圖；

圖3-2a、圖3-2b、圖3-2c、圖3-2d、圖3-2e是實(shí)例3工作井在不同行程處的工作示意圖；

圖4-1、圖4-1a、圖4-1b、圖4-1c是實(shí)例4工作井的整體效果及其不同位置的放大詳情圖；

圖4-2a、圖4-2b、圖4-2c、圖4-2d是實(shí)例4工作井在不同行程處的工作示意圖；

圖5是本實(shí)用新型提供一種具備液壓調(diào)節(jié)功能的多功能地下水工作井的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：外井管1；內(nèi)井管2；上沿3；下沿4；液壓傳動(dòng)裝置5；花管6；油封7；地面8；井蓋81；包氣帶91；含水層92；隔水層93；固定裝置10；地下水位線11。

具體實(shí)施方式

如圖5所示，本實(shí)用新型提供一種具備液壓調(diào)節(jié)功能的多功能地下水工作井，是由彼此獨(dú)立的內(nèi)井管2和外井管1組成的套井，內(nèi)井管2與外井管1之間的間隔空隙設(shè)為2cm，其中：

外井管1全部井體在豎直方向上設(shè)有均勻篩孔；

內(nèi)井管2分為上部、中部和下部三個(gè)部分，其中上部和下部為伸縮式液壓缸，中部為設(shè)有均勻篩孔的花管6，是不可伸縮井體。內(nèi)井管2的三個(gè)部分均為PVC管材，所述上部和下部均通過內(nèi)井管的上沿與地面8以上的液壓傳動(dòng)裝置5相連；所述上部和所述下部的伸縮式液壓缸的長度稱為“行程(λ)”，行程的具體長度可根據(jù)不同工作需要自行設(shè)計(jì)，如：0.5m、1.0m或1.5m等。例如，所述上部和下部的具體行程數(shù)量可根據(jù)含水層的厚度而定，行程的階梯數(shù)量決定了工作井外井的直徑大小。所述上部、中部和下部之間設(shè)有油封7，以避免內(nèi)井管2伸縮過程地下水的滲入。內(nèi)井管2的上部的最外側(cè)套管上沿3與外井管1相連以固定，內(nèi)井管2下部最外側(cè)套管的下沿4與外井管1相連以固定，并安裝在第一層含水隔板以下，以保證伸縮空間。以內(nèi)井管2分段行程為0.5m為例，行程數(shù)量具體計(jì)算方法如下：

地下水第一層含水層厚度H(m)，

S＝H/λ＝H/0.5＝N……C；

當(dāng)C＝0時(shí)，M＝N，H’＝0.5(m)，H＝N*0.5(m)；

當(dāng)C≠0時(shí)，M＝N+1，H’＝C(m)，H＝(M－1)*0.5+C(m)。

其中：

H——地下水第一層含水層厚度，單位：米(m)；

S——輔數(shù)，無量綱；

N——商數(shù)，取值為從1開始的自然數(shù)，無量綱；

C——余數(shù)，無量綱。

M——行程總數(shù)，即井體套管部分的總套管數(shù)，無量綱(上部和下部套管數(shù)相同，各為M)；

H’——井體中部篩孔長度，單位：米(m)。

實(shí)例1：地下水含水層厚度為2.0m時(shí)工作井的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐。

環(huán)境條件：地下水埋深為2.3m，第一層含水層厚度H為2.0m。

工作內(nèi)容：每間隔0.5m，采取地下水水樣進(jìn)行分析監(jiān)測工作。

由于工作要求每間隔0.5m進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)位的地下水采樣工作，故將行程(λ)的長度設(shè)計(jì)為0.5m，第一層含水層厚度H為2.0m，行程數(shù)量具體計(jì)算方法如下：

S＝H/λ＝2.0/0.5＝4……0；

C＝0，M＝N＝4，H’＝0.5(m)，H＝4*0.5(m)；

因此，工作井的內(nèi)井管2上部和下部行程數(shù)量各為4個(gè)，井體全部伸展后的剖面圖，如圖1-1、圖1-1a、圖1-1b、圖1-1c所示。地下水水位以下0.5m、1.0m、1.5m和2.0m的采樣位置，具體如圖1-2a、圖1-2b、圖1-2c、圖1-2d所示。

實(shí)例2：地下水含水層厚度為2.5m時(shí)工作井的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐。

環(huán)境條件：地下水埋深為3.2m，第一層含水層厚度H為2.5m。

工作內(nèi)容：每間隔0.5m，開展地下水原位化學(xué)氧化定深添加藥劑的修復(fù)工作。

由于工作要求每間隔0.5m進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)位的藥劑添加工作，故將行程(λ)的長度設(shè)計(jì)為0.5m，第一層含水層厚度H為2.5m，行程數(shù)量具體計(jì)算方法如下：

S＝H/λ＝2.5/0.5＝5……0；

C＝0，M＝N＝5，H’＝0.5(m)，H＝5*0.5(m)；

因此，工作井的內(nèi)井管2上部和下部行程數(shù)量各為5個(gè)，井體全部伸展后的剖面圖，如圖2-1、圖2-1a、圖2-1b、圖2-1c所示。地下水水位以下0.5m、1.0m、1.5m、2.0m和2.5m的藥劑添加位置，具體如圖2-2a、圖2-2b、圖2-2c、圖2-2d、圖2-2e所示。

實(shí)例3：地下水含水層厚度為2.8m時(shí)工作井的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐。

環(huán)境條件：地下水埋深為1.5m，第一層含水層厚度H為2.8m。

工作內(nèi)容：每間隔0.5m，采取地下水水樣進(jìn)行分析監(jiān)測工作。

由于工作要求每間隔0.5m進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)位的地下水采樣工作，故將行程(λ)的長度設(shè)計(jì)為0.5m，第一層含水層厚度H為2.8m，行程數(shù)量具體計(jì)算方法如下：

S＝H/λ＝2.8/0.5＝5……0.3；

C＝0.3，M＝N+1＝6，H’＝0.3(m)，H＝5*0.5+0.3(m)；

因此，工作井的內(nèi)井管2上部和下部行程數(shù)量各為6個(gè)，井體全部伸展后的剖面圖，如圖3-1、圖3-1a、圖3-1b、圖3-1c所示。地下水水位以下0.5m、1.0m、1.5m、2.0m和2.5m的采樣位置，具體如圖3-2a、圖3-2b、圖3-2c、圖3-2d、圖3-2e所示。

實(shí)例4：地下水含水層厚度為4.5m時(shí)工作井的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐

環(huán)境條件：地下水埋深為2.0m，第一層含水層厚度H為4.5m。

工作內(nèi)容：每間隔1.0m，開展地下水原位化學(xué)氧化定深添加藥劑的修復(fù)工作。

由于工作要求每間隔1.0m進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)位的藥劑添加工作，故將行程(λ)的長度設(shè)計(jì)為1.0m，第一層含水層厚度H為4.5m，行程數(shù)量具體計(jì)算方法如下：

S＝H/λ＝4.5/1.0＝4……0.5；

C＝0.5，M＝4+1＝5，H’＝0.5(m)，H＝4*1.0+0.5(m)；

因此，工作井的內(nèi)井管2上部和下部行程數(shù)量各為5個(gè)，井體全部伸展后的剖面圖，如圖4-1、圖4-1a、圖4-1b、圖4-1c所示。地下水水位以下1.0m、2.0m、3.0m和4.0m的采樣位置，具體如圖4-2a、圖4-2b、圖4-2c、圖4-2d所示。