[发明专利]地下水多层位监测管

说明书

(一)技术领域

本发明属于地下水监测技术领域，特别涉及一种地下水多层位监测管。

(二)背景技术

监测并掌握地下水的动态变化特征是科学评价地下水资源、制定合理开发利用与有效保护措施、减轻和防治地下水污染及相关地质灾害的重要基础。传统的地下水水位和水质监测，一般是利用单个井孔设施，针对单一的目标含水层或混合含水层，采取现场监测、远程遥测以及井孔取样的方法进行。如果想获取某一地点不同含水层的水位和水质信息，需要在特定地点附近，首先通过构建多个井孔，并采取封井技术方法形成多个不同含水层层位的地下水监测井孔，然后再进行水位和水质监测。比如，某一地点分布三个含水岩组，分别具有不同的地下水水位，如果需要了解不同含水层地下水的水力联系和水质信息，那么首先需要根据地层岩性和含水层分布情况，建设三个深度由浅到深的井孔，然后在井孔内布设滤管，按照一个井孔只保留一个目标含水层的原则，采用封井技术建成包含三个监测井管的地下水监测系统，从而达到监测不同目标含水层地下水水位和水质的目标。这种单孔单层位地下水监测井孔的设施和方法，不仅占地面积多，施工时间长，资金投入大，再加上钻探石工精度、封井技术等因素的影响，难以真正揭示含水层的各向异性等复杂特征，也不能正确反映地下水的实时动态变化信息。对于地下水的污染区域来说，由于不同区域含水层变化、钻孔孔距增大以及人为钻探原因，很难捕获到污染物在不同含水层、不同岩性条件下的迁移、转化和扩散过程。

随着地下水资源评价、污染调查和地下水监测技术精准化的要求，欧洲、美国、加拿大、日本等发达国家在地下水监测设施和技术方面发展迅速。目前，地下水监测设施和方法一般包括单孔混合水监测、单孔单层位监测、巢式监测。

上世纪90年代，我国出现了一孔多管的地下水监测技术，即在一个井孔中分别将多根不同长度的监测管布设至特定的监测层位，通过分层回天砾石和粘土的方法，在同一监测井内实现分层监测和分层取样的目的。该监测井由于井孔内布设多个监测管，又称“巢式监测井”，其中监测管的材料为PVC。该技术和设施在使用过程中存在诸多技术难题，当井深过大、监测层位过多时，需要的监测管数量就越多，相应的井径要求也越大，对钻机和钻头也有一定的要求。另外，随着监测层位的增多，使用的监测管越多，需要对多根监测管进行止水，分层封井的技术难度增高，也造成了材料的浪费。如果需要同时监测一个含水层的水质和水位情况时，就要把水质和水位监测仪器分别安装在两个监测管内，进一步增加了监测管的数量，增大了施工难度。

近年来，加拿大Solinst公司研发了多种型号的地下水检测系统产品，亦称CTM系统。这种监测技术主要是通过改进PVC监测管工艺，在同一监测管内设计3-7个监测通道，每个监测通道可以监测一个目标层的地下水，从而获得同一地点、同一井孔内的准确地下水分层水位与水质信息。该监测产品以浅层地下水的分层监测为主，监测深度主要在20-50m之间，由于受材料的弹性参数等限制，难以用于深层地下水的监测。另外，由于监测管的通道孔径较小，地下水位测量和水样采集需要应用专用的微型水位计和采样器，普通采样器和水位计不能使用，成为下一步推广应用的最大障碍。特别是当需要同时监测一个含水层的水质和水位情况时，就要把水质和水位监测仪器分别安装在两个监测通道内，导致所能监测的含水层数量减少。

针对目前国内外地下水监测设施及技术方法的现状及存在的技术问题，本发明的目的是提供一种适用于深层地下水监测的地下水多层位监测管。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种开发建设和管理成本低、占地面积小、可在一个监测井内对多个目标含水层进行监测、可对一个目标含水层同时进行水质和水位的立体监测、防止各含水层之间发生水力混合、准确掌握污染物在含水层中的迁移扩散情况、能监测深层地下含水层水位水质情况的地下水多层位监测管。

本发明是通过如下技术方案实现的：