一种水文地质多层地下水水位高精度勘测设备和方法与流程

本申请涉及地下水污染取样检测，尤其涉及一种水文地质多层地下水水位高精度勘测设备和方法。

背景技术：

1、在水文地质调查与地下水资源评价中，多层地下水水位勘测是指对钻孔揭露的多个含水层分别进行水位测定，并同步获取对应层位水样，以掌握不同深度含水层的水力联系及水质差异。目前常用的勘测方式是利用水位计、测尺等测量孔内水面埋深，再借助贝勒管、潜水泵等取样器单独下放至预定深度采集水样，测量与取样通常分步操作。

2、然而，这种水位检测与取样的分离式作业存在明显弊端。水位测量仅能给出单一水面高程，无法同步提取水位面处的表层水样以及水位下方不同深度的深层水样，如公开号为cn220893869u中，一种地下水取样检测装置，其以此仅能采样一定位置的水体，若要获取不同层位水样，需多次提放设备，过程耗时且易扰动孔内水柱，导致不同层水体混合；同时，随着抽水或时间推移，孔内水位动态变化，使得先后取得的样品并非同一水文时刻的水位-水质对应数据，难以真实反映各含水层的瞬时状态，严重影响分层评价的精度与代表性。

3、因此，亟需研制一种可一次性下井、同步完成多层水位高精度测量及对应表层与深层水样原位采集的设备与方法，以支撑水文地质勘测向高时效、高分辨率方向发展。

技术实现思路

1、本申请的目的是为解决上述问题而提供一种水文地质多层地下水水位高精度勘测设备和方法。

2、为实现上述目的，本申请的技术方案为：

3、一方面，提供了一种水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，包括：

4、收卷机构，用于下放和上升绳索；

5、浮漂取样器，套设于所述绳索上，用于采样地下水表层水体；

6、水下取样机构，设置在所述绳索底部；

7、水位触点传感器，设置在所述水下取样机构上，用于输出触水信号。

8、进一步地，所述浮漂取样器环状，中间预留用供所述绳索穿过的通孔；所述浮漂取样器包括位于上方的浮力储备腔和位于下方的取样腔；

9、所述浮漂取样器的下方设有与所述取样腔连通的进水口，所述浮力储备腔的内部设有用于平衡气压的连通管道，所述连通管道连通所述浮力储备腔和所述浮漂取样器的外部。

10、进一步地，对应所述进水口于所述进水腔的内壁上设有滑动盖体；滑动盖体上滑，进水口开启，反之关闭；

11、所述取样腔的内部设有浮力杠杆，所述浮力杠杆的顶部设有浮球，所述浮力杠杆被配置成当所述浮球被水体上浮时其底部下压所述滑动盖体实现关闭。

12、进一步地，所述浮力杠杆中浮球所对应的动力臂大于所述滑动盖体对应的阻力臂。

13、进一步地，所述浮漂取样器的底部设有限位锥孔，所述水下取样机构的顶部设有限位锥台。

14、进一步地，所述滑动盖体具有磁性；

15、所述水下取样机构的顶部设有环形永磁环；所述环形永磁环与所述滑动盖体之间具有磁吸力；

16、所述滑动盖体与所述环形永磁环之间始终存在让位吸力间隙。

17、进一步地，所述水下取样机构包括安装盘、取样套管和配重块以及设置在所述安装盘下方的配重块；

18、所述取样套管包括外部的套筒和活动设置在所述套筒内部的活塞，所述套筒安装在所述安装盘下方的第一连接杆上，所述活塞滑动套设在安装在所述安装盘下方的第二连接杆上；

19、所述活塞上设有活塞杆，所述活塞杆上设有齿条，所述齿条与所述安装盘下方的电动机构齿轮啮合。

20、进一步地，所述取样套管与所述配重块之间设有偏心调节组件，所述偏心调节组件包括抵接架、固定盘和调节架；

21、所述固定盘上球头铰接设有贯穿其上下的铰接杆，所述抵接架的中心球头铰接在所述铰接杆的上端，所述调节架球头铰接在所述铰接杆的下端；

22、所述抵接架包括若干周向间隔设置的抵接杆，所述抵接杆的端部背向中心的一端设有第一滚轮，所述抵接杆与所述固定盘的上壁通过第一弹簧连接；所述调节架包括若干周向间隔的调节杆，所述调节杆的端部背向中心的一端设有第二滚轮，所述调节杆与所述固定盘的下壁通过第二弹簧连接；

23、所述抵接杆的长度大于所述调节杆的长度。

24、进一步地，所述调节架的底部设有配重调节块；

25、所述配重块中心设有让位孔，所述配重调节块位于悬设在所述让位孔中。

26、另一方面，还提供了一种水文地质多层地下水水位高精度勘测方法，采用上述勘测设备实现，包括：

27、步骤一，将设有水下取样机构和漂浮取样器的绳索通过收卷机构下放至钻孔中；

28、步骤二，当水位触点传感器检测到第一次电信号时候上升绳索，并再次下放绳索，当再次检测到电信号时，确认真实水面位置，并记录此时绳索的下放长度，结合井口基准点高程计算水位绝对高程；

29、步骤三，继续下放绳索，水下取样机构进入水面下方，而浮漂取样器由于水的浮力漂浮在水面上方，浮力杆在自身重力的作用下，下端自然远离滑动盖体，在此时的水流通过进水口自然进入到取样腔中，随着水体在取样腔中的增多，浮球在浮力的作用下上升，浮力杆下端压下滑动盖体实现封闭；

30、步骤四，电动机构驱动活塞抽吸下层水实现取水；

31、步骤五，收卷机构上升，在经过水面时，限位锥孔与限位锥台配合实现限位，永磁环与滑动盖体之间产生磁吸力确保进水孔的密封。

32、本申请公开的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备和方法，该整体架构可通过一次性下井作业，同步完成水位高精度测量、表层水样采集与深层水样采集三项核心功能，规避了传统分步作业中多次提放设备引发的孔内水体扰动、层间水体混合问题，同时确保水位数据与水样数据对应同一水文时刻，大幅提升多层地下水勘测的作业效率与数据匹配精度，为含水层水力联系分析、水质分层评价提供可靠的原位数据基础。

1.一种水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述浮漂取样器（2）环状，中间预留用供所述绳索（10）穿过的通孔（29）；所述浮漂取样器（2）包括位于上方的浮力储备腔（20）和位于下方的取样腔（22）；

3.根据权利要求2所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，对应所述进水口（25）于所述进水腔的内壁上设有滑动盖体（26）；滑动盖体（26）上滑，进水口（25）开启，反之关闭；

4.根据权利要求3所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述浮力杠杆（23）中浮球（24）所对应的动力臂大于所述滑动盖体（26）对应的阻力臂。

5.根据权利要求1所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述浮漂取样器（2）的底部设有限位锥孔（28），所述水下取样机构（3）的顶部设有限位锥台（31）。

6.根据权利要求4所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述滑动盖体（26）具有磁性；

7.根据权利要求6所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述水下取样机构（3）包括安装盘（30）、取样套管和配重块（33）以及设置在所述安装盘（30）下方的配重块（33）；

8.根据权利要求7所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述取样套管与所述配重块（33）之间设有偏心调节组件，所述偏心调节组件包括抵接架（4000）、固定盘（42）和调节架（4400）；

9.根据权利要求8所述的水文地质多层地下水水位高精度勘测设备，其特征在于，所述调节架（4400）的底部设有配重调节块（47）；

10.一种水文地质多层地下水水位高精度勘测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任意一项所述勘测设备实现，包括：