[发明专利]一种土壤地层污染物监测系统及方法

权利要求书

1.一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，基于土壤地层污染物监测系统，所述系统包括：

钻具，用于打孔，建立测井并获取土壤样品；

监测单元，位于测井内，包括交替布置的多组封隔器和多组筛管，封隔器的封隔挡板与筛管连接，位于末端的筛管用于与钻具的贯入头抵接，位于首端的封隔器连接保护管；每一组筛管内部均设有采样器，采样器通过对应的采样管线与地面站连接，地面站通过封隔器控制管与封隔器连接；

地面站，通过封隔器控制管向封隔器输入或抽出介质，接收监测单元获取的液位、流量和污染物信息，根据测井位置和高程信息，输出污染物流向、流速信息和预测的污染物扩散结果；

所述钻具包括可拆卸连接的钻杆和贯入头，钻杆内设有土壤取样器，土壤取样器包括与贯入头可拆卸连接的内管和与内管连接的尾杆；贯入头在提钻时不随钻杆上行至孔口，滞留在地层中，防止孔壁坍塌，避免钻进过程对地下水的污染；

所述方法包括以下步骤：

在疑似污染区域中利用钻具成孔，建立测井并获取土壤样品进行地层编录，确定地层结构；

根据地层结构，组装监测单元，在钻杆内装入组装完毕的监测单元，提取钻杆，贯入头和监测单元不随钻杆移动；

封隔器膨胀进行地层分段密封，获取每一段地层中的液位、流量和污染物信息并发送给地面站；

地面站接收监测单元获取的液位、流量和污染物信息，根据测井位置和高程信息，输出污染物流向、流速信息和预测的污染物扩散结果，完成监测后回收封隔器；

在疑似污染区域中利用钻具成孔之前，还具有布置测井，具体为：

在疑似污染区域边缘部位快速布设三个监测点A01、A02、A03，三个监测点形成等边三角形；

根据地下水液位、流向和污染物指标，在最上游A01监测点正上游设定位置投入示踪剂，根据在下游接收到的时间，得到地下水渗流速度；

在沿着垂直等水位线方向，且最靠近场地中间的A01孔正下游的方向布设若干监测井，具体为：在疑似污染区域中间布设监测井C01监测区域内污染物信息的变化，在疑似污染区域外沿着垂直等水位线方向布设监测井C02监测下游污染物扩散情况；

利用放入监测井中监测单元获取的数据基于对流弥散方程得到预测的污染物扩散结果。

2.如权利要求1所述的一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，所述封隔器包括连接在封隔挡板圆周外侧的封隔器本体，筛管与封隔挡板通过第一紧固件连接固定。

3.如权利要求2所述的一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，所述封隔器本体通过封隔器控制管与地面站连接，基于地面站的控制，通过封隔器控制管向封隔器本体内注入介质实现膨胀，或抽出介质实现收缩，膨胀时，多组封隔器在测井内分段封隔地层。

4.如权利要求1所述的一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，所述采样器包括井下传感器和进样口，进样口通过采样管线与地面站连接，井下传感器通过传感器支架连接在封隔挡板上，进入筛管内部的样品通过井下传感器获取参数，并通过进样口传递至地面站中。

5.如权利要求1所述的一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，所述采样管线包括，位于截面中心的取样通道和两侧的通讯线，取样通道用于运输来自进样口的样品，通讯线与井下传感器连接用于传输信号。

6.如权利要求1所述的一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，所述地面站包括与监测数据中心连接的土壤气监测模块和地下水监测模块；

土壤气监测模块包括与采样管线连接的气泵组和地面传感器，气泵组的出口设有采样装置；气泵组通过对应的采样管线将气体样品抽出，部分样品通过采样装置收集送入化验室，另一部分样品经地面传感器监测参数后，送入尾气处理装置无害处理后排放；

地下水监测模块包括与采样管线连接的水泵组和地面传感器，水泵组的出口设有采样装置；水泵组通过对应的采样管线将水样品抽出，部分样品通过采样装置收集送入化验室，另一部分样品经地面传感器监测参数后，送入废水处理装置无害处理后排放。

7.如权利要求6所述的一种土壤地层污染物监测方法，其特征在于，所述地面站还具有封隔器控制单元，包括与封隔器控制管连接的动力单元，动力单元通过封隔器控制管向封隔器充入介质使其膨胀，实现地层分段封隔，或抽出介质使其回缩用于回收。