[发明专利]地下水定深取样探头、使用该探头的采样系统及采样方法

权利要求书

1.一种用于场地地下水污染高分辨率刻画的地下水样品的采集方法，其特征在于，所述采集方法使用的地下水采样系统包括地下水定深取样探头，还包括：连接管，所述连接管用于将污染地下水样品从所述地下水定深取样探头内导流至地面取样口；变频低流速采样装置，所述变频低流速采样装置包括低流速采样泵及蠕动泵专用硅胶管，所述变频低流速采样装置用于将安装在设计采样深度位置的所述地下水定深取样探头中的地下水样品转移至样品瓶内；常规水化学参数实时监测系统，所述常规水化学参数实时监测系统连接于变频低流速采样装置的出水口，所述常规水化学参数实时监测系统用于实时读取地下水溶解氧、温度、电导率、氧化还原电位及pH读数；井管，所述井管安装在地面以下30cm至地面以上50cm之间，所述井管顶端盖有管堵，所述井管开有与连接管直径相符的钻孔；井台，所述井台用于保护井管免受外界的破坏；滤料，所述滤料为粒径与采集位置地层粒径分布相似的清洁石英砂，所述清洁石英砂安装于所述地下水定深取样探头周围；以及阻隔器，所述阻隔器为高密度吸水膨胀材料，所述阻隔器安装于地下水定深取样探头之间；

所述地下水定深取样探头包括：快接接头；顶端螺纹堵帽，所述顶端螺纹堵帽上开设有开孔，所述快接接头设置在所述开孔处；底端螺纹堵帽；内部衬管，所述内部衬管设置于所述顶端螺纹堵帽与所述底端螺纹堵帽之间，所述内部衬管上设置有多个孔；以及外部套管，所述外部套管设置于所述顶端螺纹堵帽与所述底端螺纹堵帽之间，所述外部套管套在所述内部衬管外部，所述外部套管上设置有多个孔；其中，所述顶端螺纹堵帽与所述底端螺纹堵帽是通过所述内部衬管与所述外部套管连接在一起的，所述外部套管上的多个孔的直径小于所述内部衬管上的多个孔的直径；其中，所述快接接头、顶端螺纹堵帽、底端螺纹堵帽、内部衬管以及外部套管是由不锈钢材质制造的，所述内部衬管的壁厚为1.5mm，直径为22mm，高度为60cm，所述内部衬管上设置有8列孔，所述孔的孔径为4mm，孔间距为2mm；所述外部套管的壁厚为0.4mm，直径为24mm，高度为60cm，所述外部套管具有18目开孔；

所述采集方法包括以下步骤：S1，监测井井孔钻探；S2，建井，其中，所述建井进一步包括如下步骤：步骤1，建井前使用卷尺测量钻孔实际深度，并将连接管与地下水定深取样探头连接固定；步骤2，将连接好的地下水定深取样探头安装至设计采样深度，并将石英砂通过导砂管装填至地下水定深取样探头与套管之间的空隙内；步骤3，将吸水膨胀材料通过导砂管投入钻孔内直至设计深度；步骤4，重复步骤2和步骤3直至所有地下水定深采样探头均安装完毕；步骤5，投加吸水膨胀材料直至所述吸水膨胀材料距离地面孔口30cm处；步骤6，将井管安装在钻孔内，将水泥浆浇筑成井台；步骤7，将固定好连接管的管堵盖在在所述井管上；S3，污染地下水洗井及采样，所述污染地下水洗井及采样进一步包括如下步骤：步骤1，待成井48小时后，根据场地地下水含水层特征，调节适宜的洗井流速，使用变频低流速采样装置进行洗井；步骤2，洗井过程中，将常规水化学参数实时监测系统固定在变频低流速采样装置出水口处，用于实时读取地下水溶解氧(DO)、温度、电导率、氧化还原电位(ORP)及pH读数，当地下水常规水化学参数满足以下多个条件时，洗井结束：pH变化范围为±0.1，温度变化范围为±3％，电导率变化范围为±3％，DO变化范围为±10％，ORP变化范围±10mV；步骤3，洗井后，使用变频低流速采样装置以不高于200mL/min的流速将安装在设计深度的定深取样探头中的地下水样品转移至相应样品瓶内。

2.如权利要求1所述的采集方法，其特征在于，其中，所述快接接头是1/4英制螺纹气动接头；所述开孔是1/4螺纹的开孔。

3.如权利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述连接管为尼龙材质。

4.如权利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述井管材质为不锈钢或化工级UPVC，直径为110mm。

5.如权利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述井台采用明显式井台，所述井台采用水泥浆浇注，水泥浆浇筑高度30cm。

6.如权利要求1所述的采集方法，其特征在于，在监测井井孔钻探时，结合场地地层结构，选择适用的钻探设备和方法钻探到指定深度，全程套管跟进，防止钻孔坍塌。

7.如权利要求1所述的采集方法，其特征在于，其中，在投加吸水膨胀材料直至所述吸水膨胀材料距离地面孔口30cm处的过程中，边投加水膨胀材料边加水使所述吸水膨胀材料膨胀。