本實(shí)用新型涉及水文地質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多深度地下水水文及水質(zhì)調(diào)查膨脹封隔裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的微水試驗(yàn)存在如下問題：一是所獲得的K值代表的是整個井管垂直方向上開口的平均值，對于豎直方向上各向異性的地質(zhì)斷面，無法精確區(qū)分不同地層或含水層的K值；二是對于采用向井內(nèi)充氣加壓來制造水位差的氣壓式微水試驗(yàn)的場合，如采用非膨脹式封隔，受限于井口構(gòu)造，如井口有外套管、井口不平整等問題，容易發(fā)生漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致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(zhì)材料，所需的氣壓就更大；三是微水試驗(yàn)過程中為測試不同深度地層或含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，往往需要開鑿若干觀測井，無法做到一口觀測井內(nèi)完成整個深度的水文地質(zhì)參數(shù)測試和水樣采集工作。

同時，在地下水采樣過程中，如何完整高效的從監(jiān)測井中獲取具有各層代表性的地下水樣品是采樣工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的地下水采樣器具包括貝勒管、抓取式采樣器、負(fù)壓提升式采樣器、氣體置換式采樣器、氣動泵、氣囊泵、蠕動泵電動潛水泵、慣性提升泵等，存在的不足之處在于：采樣過程中取樣部件反復(fù)穿越含水層，對地下水層造成擾動，并導(dǎo)致不同地層或含水層之間地下水水樣的交叉污染，從而使得取得的水樣不足以代表某一深度的實(shí)際污染情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種多深度地下水水文及水質(zhì)調(diào)查膨脹封隔裝置，通過由充氣式膨脹封隔、第一連接管和可調(diào)測試孔組成的封隔裝置，將不同深度的井管隔離開，并采用充氣式微水試驗(yàn)替代傳統(tǒng)的注水或抽水式微水試驗(yàn)，在不同深度進(jìn)行微水試驗(yàn)，可以精確測量每個地層或含水層的滲透系數(shù)K值；避免不同地層或含水層之間的水樣的交叉干擾。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種多深度地下水水文及水質(zhì)調(diào)查膨脹封隔裝置，包括：至少一套封隔裝置，與封隔裝置相連接的氣動裝置，與氣動裝置相連接的注氣裝置和信號處理裝置，所述注氣裝置與封隔裝置相連接，所述封隔裝置包括上下排列的至少兩個充氣式膨脹封隔，所述充氣式膨脹封隔之間通過第一連接管相連接，所述第一連接管上還開設(shè)有可調(diào)測試孔。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述注氣裝置包括氮?dú)馄?，所述信號處理裝置包括信號盒和與信號盒相連接的電腦，至少所述封隔裝置的最上部的充氣式膨脹封隔通過第三連接管連接氮?dú)馄?，通過第二連接管連接氣動裝置，所述氣動裝置的信息管路分別與第二連接管和所述信號盒連接。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述氣動裝置包括注氣閥、泄氣閥和壓力探頭，所述注氣閥和泄氣閥均可拆卸的設(shè)置在氣動裝置本體上，所述注氣閥通過第四連接管與氮?dú)馄窟B接，所述壓力探頭位于所述第二連接管內(nèi)，且所述壓力探頭通過位于信息管路中的電線與信號盒相連接，所述信息管路自氣動裝置本體內(nèi)穿過。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述壓力探頭包括設(shè)置在第二連接管內(nèi)部的第一壓力探頭和第二壓力探頭，所述第一壓力探頭和第二壓力探頭均通過位于信息管路內(nèi)的電線與信號盒相連接。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，至少位于所述封隔裝置的最上部的充氣式膨脹封隔上還開設(shè)有上部接頭，所述上部接頭通過第三連接管連接氮?dú)馄浚宜錾喜拷宇^和第三連接管為可拆卸連接。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述封隔裝置的最上部的充氣式膨脹封隔和氣動裝置本體均通過快速螺口接口與所述第二連接管連接。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述第一連接管的端口開設(shè)有放置孔，自所述上部接頭伸入充氣式膨脹封隔內(nèi)的貝勒管或采樣泵吸頭設(shè)置在放置孔上。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述第一連接管和第二連接管均為可調(diào)長短的連接管結(jié)構(gòu)。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述封隔裝置包括N個自上而下依次設(shè)置的充氣式膨脹封隔時，自上而下N-1個充氣式膨脹封隔均設(shè)置有上部接頭，且自上而下N-1個充氣式膨脹封隔內(nèi)的放置孔內(nèi)均設(shè)置有貝勒管或采樣泵吸頭，N大于等于3。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，包括N個自上而下的分別與注氣裝置相連接的封隔裝置，每一個所述封隔裝置對應(yīng)連接一個氣動裝置，以同批次測量不同深度的水樣，所述N大于等于2。

有益效果：通過由充氣式膨脹封隔、第一連接管和可調(diào)測試孔組成的封隔裝置，將不同深度的井管隔離開，并采用充氣式微水試驗(yàn)替代傳統(tǒng)的注水或抽水式微水試驗(yàn)，在不同深度進(jìn)行微水試驗(yàn)，可以精確測量每個地層或含水層的滲透系數(shù)K值；避免不同地層或含水層之間的水樣的交叉干擾；試驗(yàn)時產(chǎn)生的地下水壓力變化相當(dāng)小，不致影響地下水流場，也不會干擾污染物濃度分布；可以設(shè)定測試深度及區(qū)段長度，實(shí)現(xiàn)在一口井中進(jìn)行不同深度的水文參數(shù)測試和采樣工作。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的多深度地下水水文及水質(zhì)調(diào)查膨脹封隔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、封隔裝置；2、連接裝置；3、氣動裝置；4、注氣裝置；5、信號處理裝置；11、第一膨脹式封隔；12、第二膨脹式封隔；13、第一連接管；14、可調(diào)測試孔；21、第二連接管；22、快速螺口接頭；31、第一壓力探頭；32、第二壓力探頭；33、注氣閥；34、泄氣閥；41、氮?dú)馄浚?2、氣壓流量表；43、第四連接管；44、第三連接管；51、信號盒；52、電腦；111、上部接頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種多深度地下水水文及水質(zhì)調(diào)查膨脹封隔裝置，包括：一套封隔裝置1，所述封隔裝置1包括上下排列的兩個充氣式膨脹封隔，所述兩個充氣式膨脹封隔分別為第一充氣式膨脹封隔11和第二充氣式膨脹封隔12，所述第一充氣式膨脹封隔11和第二充氣式膨脹封隔12之間通過第一連接管13相連接，所述第一連接管13上還開設(shè)有可調(diào)測試孔14。所述氣動裝置3包括注氣閥33、泄氣閥34和壓力探頭，所述注氣閥33和泄氣閥34均可拆卸的設(shè)置在氣動裝置本體上，所述注氣裝置4包括氮?dú)馄?1，所述信號處理裝置5包括信號盒51和與信號盒51相連接的電腦52，所述第一充氣式膨脹封隔11通過第三連接管44連接氮?dú)馄?1。所述注氣閥33通過第四連接管43與氮?dú)馄?1連接，且所述氮?dú)馄?1上還連接有氣壓流量表42。

所述第一充氣式膨脹封隔11通過第二連接管21連接氣動裝置3的氣動裝置本體，所述第一充氣式膨脹封隔11和氣動裝置本體均通過快速螺口接口22與所述第二連接管21連接。所述氣動裝置3的信息管路與第二連接管21和所述信號盒51分別連接，所述壓力探頭位于所述第二連接管21內(nèi)，所述壓力探頭包括設(shè)置在第二連接管21內(nèi)部的第一壓力探頭31和第二壓力探頭32，所述第一壓力探頭31和第二壓力探頭32均通過位于信息管路內(nèi)的電線與信號盒51相連接。且所述信息管路自氣動裝置本體內(nèi)穿過，且與信號盒51相連接。第一充氣式膨脹封隔11上還開設(shè)有上部接頭111，所述上部接頭111通過第三連接管44連接氮?dú)馄?1。所述第一連接管11的端口開設(shè)有放置孔，自所述上部接頭111伸入充氣式膨脹封隔內(nèi)的貝勒管或采樣泵吸頭設(shè)置在放置孔上。

所述可調(diào)測試孔14為可調(diào)式結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)式結(jié)構(gòu)可通過尺寸大小的改變，控制充氣和放氣的速度。所述第一連接管13與所述第二連接管21為可調(diào)長短的連接管結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同測量高度區(qū)間的要求。

具體實(shí)施時，將封隔裝置1及第一連接管13插至井中，使第一連接管13到達(dá)預(yù)定深度位置，再使用氣動裝置3及注氣設(shè)備4，將第一充氣式膨脹封隔11和第二充氣式膨脹封隔12充氣，使得兩個膨脹封隔緊密卡在井管中。之后，向兩膨脹封隔之間充入氮?dú)?，在達(dá)到預(yù)定壓力時關(guān)閉注氣閥33，而當(dāng)壓力穩(wěn)定不隨時間改變時，打開泄氣閥34泄氣，由第一壓力探頭31和第二壓力探頭32持續(xù)記錄第二連接管21內(nèi)氣壓數(shù)值的變化，并立即傳送到信號盒51，并由信號盒51傳送至電腦52，由電腦完成記錄、計算等處理，直至回到初水位的狀態(tài)，即完成該指定深度的微水實(shí)驗(yàn)。將整個設(shè)備抽出井管后調(diào)整第一連接管13長度和兩個膨脹封隔位置，即可于不同深度重復(fù)上述步驟，實(shí)現(xiàn)多深度的微水試驗(yàn)。

所述注氣閥33和泄氣閥34均可拆卸的設(shè)置在氣動裝置本體上，且所述上部接頭111和第三連接管44為可拆卸連接。當(dāng)需要取樣時，將封隔裝置1及第一連接管13插至井中，使連接管13到達(dá)預(yù)定深度位置，再使用氣動裝置3及注氣設(shè)備4，將第一充氣式膨脹封隔11和第二充氣式膨脹封隔12充氣，使得膨脹封隔緊密卡在井管中。拆除注氣閥33和泄氣閥34的連接管路并關(guān)閉兩個閥門，將貝勒管Bailers或采樣泵吸頭直接從第一充氣式膨脹封隔11的上部接頭111處置入第一連接管13的放置孔上，獲取該深度的水樣。

通過充氣式膨脹封隔，將不同深度的井管隔離開，并采用充氣式微水試驗(yàn)替代傳統(tǒng)的注水或抽水式微水試驗(yàn)，在不同深度進(jìn)行微水試驗(yàn)，可以精確測量每個地層或含水層的滲透系數(shù)K值；在地下水采樣過程中避免不同地層或含水層之間的水樣的交叉干擾；試驗(yàn)時產(chǎn)生的地下水壓力變化相當(dāng)小，不致影響地下水流場，也不會干擾污染物濃度分布；可以設(shè)定測試深度及區(qū)段長度，實(shí)現(xiàn)在一口井中進(jìn)行不同深度的水文參數(shù)測試和采樣工作。

所述充氣式膨脹封隔的材質(zhì)為丁腈耐磨橡膠或氟橡膠，各壓力管路接頭部件材質(zhì)為316不銹鋼。為避免污染，對于采集含有重金屬污染物的地下水，應(yīng)確第一連接管13、第二連接管21、第三連接管44、第四連接管43等水力管路及管路各附屬部件為PVC材質(zhì)；對于采集含有有機(jī)污染的地下水，應(yīng)確保第一連接管13、第二連接管21、第三連接管44、第四連接管43等水力管路及管路各附屬部件為特氟龍或不銹鋼材質(zhì)。此外，每次采樣后均應(yīng)遵照相關(guān)采樣流程和規(guī)范對設(shè)備水力管路進(jìn)行潤洗。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1不同的是，所述封隔裝置1包括N個自上而下依次設(shè)置的充氣式膨脹封隔時，自上而下N-1個充氣式膨脹封隔均設(shè)置有上部接頭111，且自上而下N-1個充氣式膨脹封隔內(nèi)的放置孔內(nèi)均設(shè)置有貝勒管或采樣泵吸頭，N大于等于3。具體實(shí)施時，N大于等于3。

所述由三個以上充氣式膨脹封隔組成的封隔裝置，可同時抽取兩個不同深度區(qū)域的水樣，具體實(shí)施時，首先將貝勒管Bailers或采樣泵吸頭直接從一充氣式膨脹封隔11的上部接頭111處置入第一連接管13的內(nèi)部空間，之后將封隔裝置1及第一連接管13插至井中，使第一連接管13到達(dá)預(yù)定深度位置，再使用氣動裝置3及注氣設(shè)備4，將多個充氣式膨脹封隔均充氣，使得膨脹封隔緊密卡在井管中。拆除注氣閥33和泄氣閥34的連接管路并關(guān)閉兩個閥門，通過貝勒管Bailers或采樣泵吸頭獲取該深度的水樣。

所述三個以上的充氣式膨脹封隔的結(jié)構(gòu)設(shè)置，在不致影響地下水流場，不會造成不同地層或含水層之間的水樣的交叉干擾；也不會干擾污染物濃度分布的同時抽取多個層次的水樣，準(zhǔn)確高效。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1不同的是，包括N個自上而下的分別與注氣裝置4相連接的封隔裝置1，每一個所述封隔裝置1對應(yīng)連接一個氣動裝置3，以同批次測量不同深度的水樣，所述N大于等于2。

具體實(shí)施時，將多個封隔裝置1及每個封隔裝置1所對應(yīng)的第一連接管2按照不同的高度插至井中，使多個第一連接管13分別到達(dá)預(yù)定深度位置，再使用與每個封隔裝置1相對應(yīng)的氣動裝置3及注氣設(shè)備4，將每個封隔裝置1對應(yīng)的第一充氣式膨脹封隔11和第二充氣式膨脹封隔12充氣，使得個封隔裝置1的兩個膨脹封隔均緊密卡在井管中。之后，向每個封隔裝置1的兩膨脹封隔之間充入氮?dú)猓谶_(dá)到預(yù)定壓力時關(guān)閉注氣閥33，而當(dāng)壓力穩(wěn)定不隨時間改變時，打開泄氣閥34泄氣，由每個封隔裝置1的第一壓力探頭31和第二壓力探頭32持續(xù)記錄第二連接管21內(nèi)氣壓數(shù)值的變化，并立即傳送到信號盒51，并由信號盒51傳送至電腦52，由電腦完成記錄、計算等處理，直至回到初水位的狀態(tài)，即完成該指定深度的微水實(shí)驗(yàn)。將整個設(shè)備抽出井管后調(diào)整每個第一連接管13長度和兩個膨脹封隔位置，即可于不同深度重復(fù)上述步驟，實(shí)現(xiàn)多深度的微水試驗(yàn)。

所述多個封隔裝置的結(jié)構(gòu)，可通過一次微水試驗(yàn)精確測量每個地層或含水層的滲透系數(shù)K值，在地下水采樣過程中避免不同地層或含水層之間的水樣的交叉干擾，也不會干擾污染物濃度分布，加快了試驗(yàn)效率和測試準(zhǔn)確度。

綜上所述，通過由充氣式膨脹封隔、第一連接管和可調(diào)測試孔組成的封隔裝置，將不同深度的井管隔離開，并采用充氣式微水試驗(yàn)替代傳統(tǒng)的注水或抽水式微水試驗(yàn)，在不同深度進(jìn)行微水試驗(yàn)，可以精確測量每個地層或含水層的滲透系數(shù)K值；避免不同地層或含水層之間的水樣的交叉干擾；試驗(yàn)時產(chǎn)生的地下水壓力變化相當(dāng)小，不致影響地下水流場，也不會干擾污染物濃度分布；可以設(shè)定測試深度及區(qū)段長度，實(shí)現(xiàn)在一口井中進(jìn)行不同深度的水文參數(shù)測試和采樣工作。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。