張緒芬,劉海波,朱衛(wèi)民

(1.甘肅省地勘局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅酒泉 735000;2.河南省地礦局第二水文地質(zhì)隊(duì),河南鄭州 450053）

SQY-1型水文水井定深取樣器的研制與應(yīng)用

張緒芬1,劉海波1,朱衛(wèi)民2

(1.甘肅省地勘局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅酒泉 735000;2.河南省地礦局第二水文地質(zhì)隊(duì),河南鄭州 450053）

介紹了SQY-1型水文水井定深取樣器的性能特點(diǎn)及適用性,闡述了其工作原理和使用方法。該定深取樣器的成功應(yīng)用,有效地解決了在復(fù)合含水層且水質(zhì)變化較大的井孔采集水樣難題,準(zhǔn)確反映了不同地層埋深的含水層水質(zhì)的真實(shí)情況,為水文地質(zhì)調(diào)查工作特別是對不同含水層水質(zhì)的判別提供了一種新的取樣工具。

水文水井;含水層水樣;定深取樣器

1 概述

在供水水文地質(zhì)勘查項(xiàng)目中,采集井孔含水層水樣并進(jìn)行水質(zhì)分析是十分重要的工作內(nèi)容。實(shí)際工作中,一般情況下多采用潛水電泵抽水、井(孔）口采集水樣的方法,這樣采集的水樣對單一含水層且水質(zhì)變化不大的井孔是可行的,而對于復(fù)合含水層且水質(zhì)變化較大的井孔,按上述方法采集的水樣為混合水,不能準(zhǔn)確反映不同地層埋深的含水層水質(zhì)的真實(shí)情況,給水文地質(zhì)調(diào)查工作特別是對不同含水層水質(zhì)的判別帶來一定困難和誤區(qū)。

根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范要求,水文地質(zhì)勘查工作中采集的地下水試樣必須代表天然條件下的客觀水質(zhì)情況,所采集的水樣應(yīng)為鉆孔、水井及探井(坑）中含水層的原生新鮮水。為了達(dá)到這一目的,有效解決水文地質(zhì)調(diào)查工作中水文水井定深取樣技術(shù)難題,我們自行設(shè)計(jì)和研制了SQY-1型水文水井定深取樣器,并應(yīng)用于多項(xiàng)供水水文地質(zhì)勘查項(xiàng)目中,取得了較為理想的技術(shù)效果。

2 工作原理

SQY-1型定深取樣器主要由橡膠活門(上、下）、壓緊彈簧、提筒、拉桿、掛環(huán)、提梁、提引繩和解鎖裝置組成,采用筒狀有機(jī)玻璃容器盛裝水樣。在重錘作用下通過自動解鎖器解鎖,彈簧復(fù)位壓緊固定,拉桿帶動上、下橡膠活門密封進(jìn)水口。取樣器完成以上系列動作后,即可達(dá)到定深取水目的。

SQY-1型定深取樣器結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1所示。

圖1 SQY-1型水文水井定深取樣器工作原理示意圖

3 使用方法

在SQY-1型定深取樣器下入井孔前,預(yù)先確定需要取樣的含水層深度,并準(zhǔn)確丈量牽引提吊取樣器的鋼絲繩長度,再將拉桿上拉,通過掛環(huán)使拉桿鎖定在重錘自動解鎖器上,這時(shí)壓緊彈簧被壓縮,固定于拉桿上的橡皮塞上移,上、下橡膠活門即進(jìn)水口開啟。上述準(zhǔn)備工作完成后,將取樣器緩緩下入井孔預(yù)定深度的含水層位置,然后將重錘從井口順鋼絲繩投入井內(nèi),自動解鎖器在重錘打擊下自動解鎖,壓縮彈簧復(fù)位,連桿在壓緊彈簧作用下下移,帶動上、下橡膠活門封閉進(jìn)水口,完成采集水樣動作。

4 性能特點(diǎn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)水質(zhì)化驗(yàn)所需水樣體積以及井孔一般口徑大小,SQY-1型定深取樣器設(shè)計(jì)成有效長度700 mm,最大外徑90 mm,質(zhì)量約2 kg。盛水容器采用有機(jī)玻璃材料制成,一次性最大取水體積約2500 mL,適用于口徑>100 mm的所有井孔,其突出的特點(diǎn)為:(1）微型電動卷揚(yáng)機(jī)配單鋼絲繩上下提動,操作簡單,使用方便;(2）質(zhì)量輕,體積小,便于攜帶,實(shí)用性強(qiáng);(3）重錘自動解鎖器動作靈活,性能穩(wěn)定,能準(zhǔn)確到達(dá)取水層位;(4）密封性好,不污染水質(zhì),能真實(shí)取出具有代表性的水樣,達(dá)到了水文水井定深取樣的目的。

5 應(yīng)用實(shí)例及效果

受羅布泊銅鎳礦區(qū)有關(guān)單位委托,甘肅省地勘局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院2008年度承擔(dān)該礦區(qū)供水水文地質(zhì)勘查項(xiàng)目,并在生活區(qū)設(shè)計(jì)施工1眼深度為370 m的生活飲用水井。成井后經(jīng)井口采集水樣送檢,礦化度和總硬度嚴(yán)重超標(biāo),其水質(zhì)不符合國家現(xiàn)行規(guī)范要求的生活飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過對區(qū)域水文地質(zhì)和施工地層情況進(jìn)行綜合分析,初步判斷該飲水井可能存在不良含水層污染問題。

為了證明不良含水層的存在以及準(zhǔn)確確定不良含水層的埋深及層厚,我們使用了自行設(shè)計(jì)和研制的SQY-1型定深取樣器,對該飲水井進(jìn)行了詳細(xì)的井內(nèi)定深取樣分析,取樣情況及實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析結(jié)果見表1、圖2。

從表1、圖2可以看出:符合國家現(xiàn)行規(guī)范要求的生活飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(礦化度<1000 mg/L、總硬度<450 mg/L）的樣品有1、2、3、4、5即5組水樣,其余水樣均不符合標(biāo)準(zhǔn)。由此可以準(zhǔn)確判定出該飲水井不良含水層賦存于深度333 m以深層位,這是影響該飲水井水質(zhì)超標(biāo)的根本原因。

表1 水文水井定深取樣水質(zhì)分析表

圖2 水文水井定深取樣水質(zhì)分析成果圖

鑒于以上情況,經(jīng)采取有效技術(shù)措施封堵、隔離不良含水層,重新進(jìn)行分層止水,最終使該飲水井的水質(zhì)達(dá)到了國家規(guī)范要求的生活飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

我們自行設(shè)計(jì)和研制的SQY-1型水文水井定深取樣器具有操作簡單、動作靈活、密封性好、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn),能準(zhǔn)確反映不同地層埋深的含水層水質(zhì)的真實(shí)情況,從而有效地解決了水文地質(zhì)調(diào)查工作中水文水井定深取樣技術(shù)難題,尤其在地下復(fù)合含水層且水質(zhì)變化較大的井孔取樣,其效果尤為突出。實(shí)際工作中應(yīng)用該取樣器對井孔進(jìn)行詳細(xì)的定深取樣分析,確定不良含水層的存在及其埋深和層厚,繼而對勘查區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合評價(jià)并指導(dǎo)水文水井分層止水工作,實(shí)踐證明是切實(shí)可行的。

[1] GB 5749-2006,生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] SL 187-96,水質(zhì)采樣技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB 129-98,水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)[S].

[4] HJ/T 164-2004,地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 編委會.工程地質(zhì)手冊(第四版）[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

Development and Application of SQY-1 Fixed-depth Sampler for HydrologicalW ell

ZHANG Xu-fen1,LIU Hai-bo1,ZHU W ei-m in2
(1.No.4 Geo2investigation Institute,Gansu Provincial Bureau of Geology&Mineral,Jiuquan Gansu 735000,China;2.No.2 Hydrogeology and Engineering Geology Team,Henan Provincial Bureau of Geo2exploration and MineralDevelopment,Zhengzhou Henan 450053,China）

By the analysis and comparison of self2designed and developed SQY-1 fixed2depth sampler for hydrologicalwell about the performance characteristics and applicability,the paper discussed its working principle and operation method. The fixed-depth sampler effectively solves the difficulties of water sample collection in the wells in composite aquifer with large water quality variation,accurately reflects the aquifer water quality in different buried depth of strata and is used in hydrogeology survey as a new practical sampling tool.

hydrologicalwell;aquiferwater sample;fixed-depth sampler

P634.4

:A

:1672-7428(2010）07-0037-02

2010-03-02;

2010-05-14

張緒芬(1966-）,女(漢族）,重慶人,甘肅省地勘局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院工程師,水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè),從事水文地質(zhì)勘查與工程地質(zhì)勘查技術(shù)管理工作,甘肅省酒泉市解放路52號,zhangxfgs@163.com;劉海波(1967-）,男(漢族）,河北易縣人,甘肅省地勘局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院高級工程師,探礦工程專業(yè),從事探礦工程施工與技術(shù)管理工作,1320356989@qq.com。