[发明专利]地下水高保真采样系统及采样方法

说明书

本发明提供了一种地下水高保真采样系统及采样方法，地下水高保真采样系统是在井管内的液面下设置用于抽吸地下水的临液面深水井采样装置，临液面深水井采样装置的顶部安装的出水管依次与设置在地面上的质量稳定器、层流采样器以及采样瓶相连通。本发明的地下水高保真采样系统在采样过程中，水样从临液面深水井采样装置的下端的花网管坠进入，最终流入采样瓶内，通过调节流量调节器控制抽水流速，使得采样的水流平稳，实现微扰动抽水，可有效的降低水中易挥发物质溢失的几率，提高水样的保真度。本发明的置入水中的临液面深水井采样装置的结构简单，能耗较低，可解决常规采样设备高能耗、采样点的深度有限等问题。

技术领域

本发明涉及一种对地下水进行采样的采样系统，具体地说是一种地下水高保真采样系统及采样方法。

背景技术

地浸采矿是目前较为先进、环境友好的采矿技术，其基本原理是在可地浸采矿的含矿层范围内按一定网度布置工艺钻孔，将溶浸液从注液孔注入含矿层，使溶浸液主要与含矿层中的目的矿物进行反应，溶解形成浸出液，浸出液经抽液孔提出到地表，在地表工厂提取目的矿物后，排出的尾液中补充溶浸剂形成溶浸液，再通过注液孔将其重新注入含矿层内进行循环采矿的过程。为了防止地浸采矿过程对井场周边的地下水环境造成污染，保护地下水环境，需要对井场边界进行监控。通常在井场周边及含矿含水层相邻的上、下含水层分别布置内径为0.08～0.1 m的监测井，定期采样送实验室检测。

目前，多数地浸铀矿山采用单向阀贝勒采样器直接在监测井的过滤器位置进行地下水采样，而采用贝勒采样器进行水体采样对样品的质量和环境易产生以下影响：第一，贝勒采样器的进水端存在背水死角，其在井水中的下潜速率也不易掌控，使连续进入采样器的监测井上段的井水不能完全排出采样器，导致拟定深度采集的水样失真；第二，采样器在井内下潜时，井内上段水中的部分物质会黏贴在采样器表面，影响水样质量；第三，受采样器结构的影响，不易将其清洗干净，容易造成样品之间的交叉污染，且清洗水对环境也会产生二次污染。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种地下水高保真采样系统，以解决采用现有采样技术在深水井内采集的水样容易失真且容易造成样品之间交叉污染的问题。

本发明的目的之二就是提供一种地下水高保真采样方法，以实现对深水井内含环境敏感性物质的水样的高保真度采集。

本发明的目的之一是这样实现的：一种地下水高保真采样系统，包括：

临液面深水井采样装置，用于抽吸深水井内的与过滤器对应的含水层中地下水，其抽水设备设置在深水井内的液面之下且临近液面，其抽水设备的进水端口通过连接管路下潜到深水井内的过滤器位置处；

质量稳定器，连接在所述临液面深水井采样装置的出水管路上，用于稳定所采集的水样，回溶从水样中析出的挥发性和半挥发性物质；

层流采样器，连接在质量稳定器之后的出水管路上，用以调节所采集水样的水压和流量，提高水样的保真度；以及

采样瓶，用以收集经层流采样器输出的采集水样。

所述临液面深水井采样装置包括：

潜水泵，为圆柱状泵体，在其顶部的出水口上接有用于引向地面的出水管，在出水管的管壁上标注有表示出水管长度的刻度线，标柱出水管刻度线起始点的一端连接在潜水泵的出水口上；

引流体，其上部为与潜水泵等径的圆柱形管体，其下部为尖部朝下的圆锥体，安装在所述潜水泵的下端，使采样系统内的水流变化平缓；

引流罩，为罩接在潜水泵和引流体外围的罩体，所述罩体包括位于上部的粗径段、位于下部的细径段以及连接粗径段与细径段的变径段，所述粗径段的上端口封接在潜水泵的进水环形口上部的泵体上，所述变径段对应于引流体的下部圆锥体，且变径段的锥度与引流体的下部圆锥体的锥度保持一致，所述细径段的直径大于所述出水管的直径，所述粗径段与所述引流体之间所形成的环形腔体的截面积不大于所述细径段的截面积；