[发明专利]一种地下水多层无扰动监测系统

权利要求书

1.一种地下水多层无扰动监测系统，所述监测系统包括地下水井、填充层、多层取水装置和多层在线监测装置，填充层设置在地下水井中，在地下水井中，填充层自下而上依次由多层滤料层和膨润土层(6)构成；每层滤料层自下而上分别依次由细石英砂层(4)和粗石英砂层(5)构成；多层取水装置包括地下水取水探头(8)、取水导管(12)和泵，优选为蠕动泵(11)；优选泵仅洗井或取样时连接使用；取水导管(12)的一端连接地下水取水探头(8)，取水导管(12)的另一端连接泵；多层在线监测装置包括地下水在线监测探头(9)、导线及数据传输线(10)和数据分析系统；导线及数据传输线(10)的一端连接地下水在线监测探头(9)，导线及数据传输线(10)的另一端连接数据分析系统，数据分析系统用于对监测数据分析和用于对地下水在线监测探头(9)进行定期充电；在地下水井需监测处平行放置地下水在线监测探头(9)和地下水取水探头(8)，地下水在线监测探头(9)和地下水取水探头(8)的上下填充粗石英砂，从而使地下水在线监测探头(9)和地下水取水探头(8)都设置在每层滤料层的粗石英砂层中。优选，数据分析系统通过地下水在线监测探头(9)得到地下水不同深度的水质情况，当需要取样复测或分析时，通过泵(11)取水样品，一段时间后，各层地下水出现混合干扰时，启动泵进行洗井，通过地下水在线监测探头(9)测得的在线数据判断洗井是否完成。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的取水探头为防腐处理的不锈钢开孔管，孔直径为3-6mm，不锈钢开孔管表面包覆两层不锈钢网，网孔直径为0.5-1.0mm。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，地下水在线监测探为圆柱形，直径约10mm，长度约100mm，根据监测项目特征，能够选择水位、水温、电导率和/或氨氮监测功能。

4.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于，在地下水井钻探过程中采用套管护壁，防止成孔塌陷。

5.根据权利要求1-4之一所述的系统，其特征在于，粗石英砂层的粗石英砂的粒径为20-40目，细石英砂层的细石英砂的粒径为10-20目，粗石英砂填充层在过滤管上下维持0.4-0.8m厚度。

6.根据权利要求1-5之一所述的系统，其特征在于，所述的取水导管为尼龙材质，多层滤料层为三层，多层取水装置和多层在线监测装置为三层。

7.一种地下水多层无扰动监测方法，所述方法为优选采用权利要求1-6之一所述的系统对地下水多层无扰动监测方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

(1)进行地下水井钻探；

(2)在地下水井中需要监测的位置平行放置多层取水装置的取水探头和多层在线监测装置的监测探头，并且在地下水井中放置填充层的多层滤料层，在地下水井需监测的每层填充粗石英砂，从而使取水探头和监测探头都设置在每层滤料层的粗石英砂层中；在地下水井的其余位置填充细石英砂，从而使得每层填充层自下而上分别依次由细石英砂层和粗石英砂层构成；

(3)使用取水导管将取水探头连接至地面泵；

(4)使用导线及数据传输线将在线探头连接至地面数据分析系统的数据读取设备；

(5)多层滤料层的上面填充膨润土层直至地面；

(6)井口安装监测井井箱(15)；

(7)对监测井地面平台进行硬化，形成监测井地面硬化平台(7)，优选使用水泥、砂砾及砖块在水井地面处砌筑平台。

8.一种多层无扰动的在线监测、取水和洗井方法，所述方法包括以下步骤：

(1)进行地下水井钻探，优选采用采用机械冲击钻井进行地下水井钻探；

(2)在地下水井中需要监测的位置平行放置多层取水装置的取水探头和多层在线监测装置的监测探头，监测探头和取水探头上下填充粗石英砂，其余位置填充细石英砂；从而使得每层填充层自下而上分别依次由细石英砂层和粗石英砂层构成；

(3)使用导线及数据传输线将监测探头连接至地面数据分析系统的数据读取设备，取水导管将取水探头连接至地面泵；

(4)多层滤料层的上面填充膨润土层直至地面；

(5)井口安装监测井井箱(15)；并砌筑水泥台面；

(6)数据分析系统通过地下水在线监测探头(9)得到地下水不同深度的水质情况，当需要取样复测或分析时，通过泵(11)取水样品，一段时间后，各层地下水出现混合干扰时，启动泵进行洗井，通过地下水在线监测探头(9)测得的在线数据判断洗井是否完成。