[发明专利]一种一体化地下水分层原位采集装置及采集方法

说明书

本发明涉及水文地质调查技术领域，具体涉及一种一体化地下水分层原位采集装置及采集方法。包括控制台、驱动机构、水质参数分析机构和单层采水机构。所述控制台分别与水质参数分析机构和单层采水机构电性连接。所述驱动机构分别与水质参数分析机构和单层采水机构固定连接。所述单层采水机构内设置有隔绝空气组件，所述单层采水机构设置为并排布置的若干个。本发明可探明井内不同层位地下水水质分布情况，直接确定需要采集的层位，继而一次性实现地下水多层位采集，不仅提升了工作效率，满足密集采样的需求，又降低了分层采水过程对井内地下水扰动的风险。本发明可避免采集水样与空气接触，极大提升采集水样代表原位地下水的真实性和有效性。

技术领域

本发明涉及水文地质调查技术领域，具体涉及一种一体化地下水分层原位采集装置及采集方法。

背景技术

野外监测井的水样采集是水文地质调查过程中的重要一环。由于水文地质条件的复杂性，在人类活动影响下，含水系统中地下水往往呈分层现象。根据井内不同层位地下水的水质情况进行分层原位采水，测试分析水样的水化学与同位素等数据，是地下水污染、地下水运移与咸水入侵研究的重要手段。

长期以来，在水文地质调查与水样采集过程中，需利用水环境参数测量设备，采取定点下潜式测量方式获取井内垂向上地下水参数(如温度、电导率、pH、溶解氧等)变化，识别地下水水质分布情况，进而判断取水层位。确定采集层位后再利用采水装置进行地下水样采集，为两个分开的步骤，需要多人操作，过程繁琐且费时费力。

国内主要采取两种方法实现地下水分层采水。第一种是充气式单管井式采水器，采用的是充气加压方式，根据一定水深的压力将取水器内压力增大超过水深压力后，放置取水器到达此水深后放气，让水进入取水器。最后操作者通过绳索将取水器提起后取水。第二种是水泵抽吸式采水装置，实施方法是将水泵或水管放至井内一定水深后，通过水泵将地下水抽吸到地面以上取水。

现有的充气加压式单管采水器与水泵抽吸式采水装置一次下井只能采一个目标层位的地下水，如果井内存在两个或两个以上的层位，则需要重复操作，在采水器进井、出井的过程中极有可能对井内水体造成扰动，发生混合现象，使下一次采集的水样不能反映原位地下水的真实情况。另外，充气加压式单管采水器与水泵抽吸式采水装置在采集过程中不可避免会与空气接触，从而增加了水样参数(如²H、¹⁸O、¹⁴C)分析代表原位信息的不确定性。

因此，为了解决现有采集装置及采集方法存在的上述问题，现在亟需对现有采集装置及采集方法进行改进。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种一体化地下水分层原位采集装置及采集方法。

本发明的技术方案为：

一种一体化地下水分层原位采集装置，包括控制台、驱动机构、水质参数分析机构和单层采水机构。所述控制台分别与水质参数分析机构和单层采水机构电性连接。所述水质参数分析机构将检测到的信号传输到控制台，所述控制台接收到信号后控制单层采水机构；所述驱动机构分别与水质参数分析机构和单层采水机构固定连接，所述驱动机构驱动水质参数分析机构和单层采水机构在监测井内同时上下运动。所述单层采水机构内设置有隔绝空气组件，所述单层采水机构设置为并排布置的若干个。

进一步的，所述驱动机构包括滚轴和缆绳，所述缆绳设置在滚轴上，所述水质参数分析机构和单层采水机构与缆绳连接。

进一步的，所述水质参数分析机构设置为水质参数分析传感器，所述水质参数分析传感器的底部与单层采水机构的底部平齐。

进一步的，所述单层采水机构包括固定架、采水舱、进水口和排气口；所述采水舱固定在固定架上，所述进水口设置在采水舱的底部，所述排气口设置在采水舱的顶部，所述排气口与排气管连通；所述隔绝空气组件设置在采水舱内。

更进一步的，所述进水口上设置有单向进水电磁阀，所述单向进水电磁阀与控制台电性连接。