地下水多層位監測管的制作方法
【專利說明】
(一)
技術領域
[0001]本實用新型屬于地下水監測技術領域，特別涉及一種地下水多層位監測管。
(二)
【背景技術】
[0002]監測并掌握地下水的動態變化特征是科學評價地下水資源、制定合理開發利用與有效保護措施、減輕和防治地下水污染及相關地質災害的重要基礎。傳統的地下水水位和水質監測，一般是利用單個井孔設施，針對單一的目標含水層或混合含水層，采取現場監測、遠程遙測以及井孔取樣的方法進行。如果想獲取某一地點不同含水層的水位和水質信息，需要在特定地點附近，首先通過構建多個井孔，并采取封井技術方法形成多個不同含水層層位的地下水監測井孔，然后再進行水位和水質監測。比如，某一地點分布三個含水巖組，分別具有不同的地下水水位，如果需要了解不同含水層地下水的水力聯系和水質信息，那么首先需要根據地層巖性和含水層分布情況，建設三個深度由淺到深的井孔，然后在井孔內布設濾管，按照一個井孔只保留一個目標含水層的原則，采用封井技術建成包含三個監測井管的地下水監測系統，從而達到監測不同目標含水層地下水水位和水質的目標。這種單孔單層位地下水監測井孔的設施和方法，不僅占地面積多，施工時間長，資金投入大，再加上鉆探石工精度、封井技術等因素的影響，難以真正揭示含水層的各向異性等復雜特征，也不能正確反映地下水的實時動態變化信息。對于地下水的污染區域來說，由于不同區域含水層變化、鉆孔孔距增大以及人為鉆探原因，很難捕獲到污染物在不同含水層、不同巖性條件下的迀移、轉化和擴散過程。
[0003]隨著地下水資源評價、污染調查和地下水監測技術精準化的要求，歐洲、美國、加拿大、日本等發達國家在地下水監測設施和技術方面發展迅速。目前，地下水監測設施和方法一般包括單孔混合水監測、單孔單層位監測、巢式監測。
[0004]上世紀90年代，我國出現了一孔多管的地下水監測技術，即在一個井孔中分別將多根不同長度的監測管布設至特定的監測層位，通過分層回天礫石和粘土的方法，在同一監測井內實現分層監測和分層取樣的目的。該監測井由于井孔內布設多個監測管，又稱“巢式監測井”，其中監測管的材料為PVC。該技術和設施在使用過程中存在諸多技術難題，當井深過大、監測層位過多時，需要的監測管數量就越多，相應的井徑要求也越大，對鉆機和鉆頭也有一定的要求。另外，隨著監測層位的增多，使用的監測管越多，需要對多根監測管進行止水，分層封井的技術難度增高，也造成了材料的浪費。如果需要同時監測一個含水層的水質和水位情況時，就要把水質和水位監測儀器分別安裝在兩個監測管內，進一步增加了監測管的數量，增大了施工難度。
[0005]近年來，加拿大Solinst公司研發了多種型號的地下水檢測系統產品，亦稱CTM系統。這種監測技術主要是通過改進PVC監測管工藝，在同一監測管內設計3-7個監測通道，每個監測通道可以監測一個目標層的地下水，從而獲得同一地點、同一井孔內的準確地下水分層水位與水質信息。該監測產品以淺層地下水的分層監測為主，監測深度主要在20-50m之間，由于受材料的彈性參數等限制，難以用于深層地下水的監測。另外，由于監測管的通道孔徑較小，地下水位測量和水樣采集需要應用專用的微型水位計和采樣器，普通采樣器和水位計不能使用，成為下一步推廣應用的最大障礙。特別是當需要同時監測一個含水層的水質和水位情況時，就要把水質和水位監測儀器分別安裝在兩個監測通道內，導致所能監測的含水層數量減少。
[0006]針對目前國內外地下水監測設施及技術方法的現狀及存在的技術問題，本發明的目的是提供一種適用于深層地下水監測的地下水多層位監測管。
(三)
【發明內容】
[0007]本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種開發建設和管理成本低、占地面積小、可在一個監測井內對多個目標含水層進行監測、可對一個目標含水層同時進行水質和水位的立體監測、防止各含水層之間發生水力混合、準確掌握污染物在含水層中的迀移擴散情況、能監測深層地下含水層水位水質情況的地下水多層位監測管。
[0008]本實用新型是通過如下技術方案實現的:
[0009]地下水多層位監測管，包括一圓柱形的監測管本體，沿監測管本體的軸線方向在監測管本體上開設有偶數個貫穿監測管本體上下底面的監測通道，各監測通道沿監測管本體圓周方向均勻分布且互不連通，所述監測通道按照每組兩個進行分組，在緊鄰每組的兩個監測通道的監測管本體外側管壁相同的高度上分別設有一個監測孔組，每個監測孔組分別與其中的一個監測通道互相連通，在各監測孔組外側包裹有濾網，在每組監測通道的其中一監測通道內設有一水質監測探頭，另一監測通道內設有一水位監測探頭，每組監測通道內的水質監測探頭、水位監測探頭均與外部的水質分析終端相連，在對應每個監測孔組下方20cm處的監測通道內分別設有一內部封堵栓，在每個監測通道的底端分別設有一端口封堵栓。
[0010]所述監測管本體的材質為聚氯乙烯材料。
[0011]每個監測孔組包括至少五個監測孔，且各監測孔從上到下豎直等間距排列。
[0012]所述監測管本體的直徑為75mm-100mm，所述監測通道的數量為6，按照每組兩個分為3組，且各監測通道的內徑均為30mm。
[0013]所述內部封堵栓和端口封堵栓的材質均為橡膠材料。
[0014]本實用新型地下水多層位監測管的有益效果是:
[0015](I)本實用新型地下水多層位監測管的監測管直徑較大，所以在一個監測管上可開設多個孔徑較大的監測通道，克服了傳統的監測管因管徑較小只能使用專用的微型水位計或采樣器的缺陷，能夠在監測通道內安裝普通的水質和水位監測儀器，適應性更強。進一步的，可在每組監測通道的其中一監測通道內安裝一水質監測探頭，另一監測通道內安裝一水位監測探頭，實現對一個目標含水層同時進行水質和水位的立體監測。
[0016](2)本實用新型地下水多層位監測管一孔多層的設計，實現了在同一監測井內對多個目標含水層的分層監測，大大減少了成井的數量及維修和洗井成本，占地面積小，開發建設和管理成本低。
[0017](3)本實用新型地下水多層位監測管的監測管上各監測通道之間的隔斷厚度大，具有良好的抗壓性，多個隔斷組合后起到了兩方面的作用:①防止各監測通道在水下發生水力連通，造成含水層之間串層對監測管的外側管壁形成一定的支撐作用，防止監測通道受到擠壓后變形，而且對發生彎曲輕微變形的監測管具有一定的恢復作用。因此，本實用新型地下水單孔多層位監測系統不受含水層深度的限制，成井深度大，可安裝在30m-50m的淺層地下水監測井中使用，也可安裝在深度達到上百米甚至300m的地下水監測井中使用。
[0018](4)本實用新型地下水多層位監測管的內部封堵栓和端口封堵栓采用不易變形、不易腐爛的橡膠材料制成，每個監測通道相對獨立，防止各含水層之間發生水力混合，準確掌握污染物在含水層中的迀移擴散情況，嚴格控制一個監測通道除了與目標含水層連通夕卜，不能與其他含水層發生水力聯系，保證監測數據的準確性。
[0019](5)本實用新型地下水多層位監測管的監測管由聚氯乙烯材料制成，具有良好的耐熱性、韌性以及硬度，耐腐蝕、牢固耐用，在運輸過