一种地下水水化学参数地面在线监测装置及方法

技术领域

本发明属于钻孔水文地质试验技术领域，具体涉及一种地下水水化学参数地面在线监测装置及方法。

背景技术

原状地下水样品反映深部环境水化学特征，是获得地下水的水化学成分、分析地下水年龄、调查地下水来源和补给途径的重要样品。原状地下水还为开展污染物迁移的阻滞机制研究、场地地下水污染修复措施评价、放射性废物处置场址水文地质条件适宜性评价提供必要的实验样品。合格的原状地下水样品，对地下水环境调查、污染场地修复和环境影响评价、放射性废物处置库选址工作有着重要的意义。

在钻孔中开展水化学测井可以获得温度、pH、ORP(氧化还原电位)等需要现场测量的水化学参数。少量的地下水样品采集可使用定深取样器，大量的地下水样品采集则需要安装抽水设备，在钻孔中开展全孔(分层)抽水试验。钻孔中水化学测井和地下水样品采集均需要假定目标含水层(带)在采样前排除钻孔施工冲洗液的影响，地下水环境基本恢复到原有状态，但并未提供如何获得该必要条件的解决方案，所获参数和地下水样品难以反映天然条件下地下水的水化学特征。

因此需要提供一种地下水水化学参数地面在线监测装置及方法，以解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种地下水水化学参数地面在线监测装置及方法，地面在线监测地下水的水化学参数，获得止水栓塞封隔含水层(带)的水化学动态，为评估通过分层抽水试验排除冲洗液对地下水环境的影响提供依据。

实现本发明目的的技术方案：

一种地下水水化学参数地面在线监测装置，该装置包括主排水管路阀门、大量程流量计、副排水管路阀门、监测容器、小量程流量计和蓄水池；

其中，主排水管路阀门和大量程流量计通过管道连接蓄水池，副排水管路阀门和监测容器连接，监测容器的出口依次连接小量程流量计和蓄水池。

所述的监测容器连接数据采集计算机。

所述的电源分别连接大量程流量计、数据采集计算机和小量程流量计。

所述的主排水管路阀门和大量程流量计通过管道连接蓄水池。

所述的小量程流量计和蓄水池之间设有止回阀。

所述的主排水管路阀门和大量程流量计通过管道连接蓄水池。

所述的副排水管路阀门通过管道和监测容器连接。

所述的一种地下水水化学参数地面在线监测装置的监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：排出副排水管路中的空气；

步骤二、地下水水化学参数在线监测。

所述的步骤一包括以下步骤：

步骤1.1启动分层抽水试验的抽水设备，调节主排水管路阀门、副排水管路阀门，使得小量程流量计的流量示数控制在5～10L/min，同时大量程流量计的流量示数应在量程范围；

步骤1.2待监测容器内目测无气泡，副排水管路充满水且持续有水流入蓄水池后，即可视作监测装置内空气已排空。

所述的步骤二包括以下步骤：

步骤2.1启动数据采集计算机，打开监测容器内置的水化学多参数探头，开始测量流经监测容器的地下水电导率、pH、ORP、溶解氧浓度和示踪剂浓度；

步骤2.2设置水化学参数在线监测频率，不少于1次/2min；

步骤2.3开始监测后的一段时间，监测数据会显示溶解氧浓度持续下降过程中，表明地下水持续携带走监测装置内少量残留的空气，监测装置整体气密性良好；

步骤2.4当观测数据显示电导率、pH、ORP、和示踪剂浓度持续24小时的测量值稳定，且溶解氧浓度接近于零，所获的监测数据即可视作反映深部环境特征的地下水水化学参数。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明提供的一种地下水水化学参数在线监测装置，结构简单，耐候性强；

(2)本发明提供的一种地下水水化学参数在线监测装置，操作简便，自动化程度高，考虑了空气和地面输水管路的材质对水化学参数影响，提供了适用于野外使用的仪器设备供电方式，可7×24小时的持续在线监测水化学参数。

附图说明

图1为本发明所提供的一种地下水水化学参数地面在线监测装置示意图；

图中：1-主排水管路阀门、2-大量程流量计、3-数据采集计算机、4-电源、5-副排水管路阀门、6-监测容器、7-小量程流量计、8-止回阀、9-蓄水池、10-进水口、11-排气口、12-探头固定螺帽、13-排水口、14-O形垫片组合、15-水化学多参数探头。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本发明保护的范围内。

如图1所示，本发明所提供的一种地下水水化学参数地面在线监测装置，该装置包括数据采集计算机3、监测容器6、小量程流量计7、止回阀8、水化学多参数探头15。

其中，主排水管路阀门1和大量程流量计2通过管道连接蓄水池9，副排水管路阀门5和监测容器6连接，监测容器6的出口依次连接小量程流量计7和蓄水池9，监测容器6连接数据采集计算机3，电源4分别连接大量程流量计2、数据采集计算机3和小量程流量计7。

小量程流量计7和蓄水池9之间设有止回阀8。

本发明还提供了一种地下水水化学参数地面在线监测装置的监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：排出副排水管路中的空气

步骤1.1启动分层抽水试验的抽水设备，调节主排水管路阀门1、副排水管路阀门5，使得小量程流量计7的流量示数控制在5～10L/min，同时大量程流量计2的流量示数应在量程范围；

步骤1.2待监测容器6内目测无气泡，副排水管路充满水且持续有水流入蓄水池9后，即可视作监测装置内空气已排空。

步骤二、地下水水化学参数在线监测

步骤2.1启动数据采集计算机3，打开监测容器6内置的水化学多参数探头，开始测量流经监测容器6的地下水电导率、pH、ORP、溶解氧浓度和示踪剂浓度水化学参数；

步骤2.2设置水化学参数在线监测频率，不少于1次/2min；

步骤2.3开始监测后的一段时间，监测数据会显示溶解氧浓度持续下降过程中，这表明地下水持续携带走监测装置内少量残留的空气，表明监测装置整体气密性良好；

步骤2.4当观测数据显示电导率、pH、ORP、和(或)示踪剂浓度持续24小时的测量值稳定，且溶解氧浓度接近于零，所获的监测数据即可视作反映深部环境特征的地下水水化学参数。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。