如何在多层含水层中进行抽水及取样

　　地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水,那它是怎么存在于地下的?答案是一层叠一层的,每一层术语叫含水层,它是由隔水层隔开,如图1。最上面一层含水层的地表地质一般是第四系地层,主要由松散的不同粒级的砂砾、粘土物质构成,是很好的存储地下水的地方。人们一般将赋存有地下水的第四系地层称为第四系含水层。第四系含水层与土壤、生态植树及人类活动息息相关,是维系地球生态系统功能和人类生存的关键含水层。由于第四系松散含水层是由多层含水层、隔水层相互穿插叠加的,不同深度地下水水质及水量各不相同,需要通过抽水试验、取样化验等方法了解不同含水层的水质及水量信息。

　　图1  多层含水层示意图

　　按照传统的分层抽水及取样试验方法,一般是在同一个钻孔中对不同深度的含水层施工成不同孔径段的钻孔,利用止水管材分台阶进行止水处理;这样的话同一钻孔只能做2-3层抽水试验,而且操作难度大,扩孔费用高,止水效果差,很难获得不同含水层准确的水质与水量信息。

　　而采用栓塞式分层取样系统,可以实现在同一孔径钻孔中任意深度的含水层进行分层抽水及取样。

　　栓塞系统主要由充气系统、抽水系统、压力传感系统组成。取样前,首先将该系统两个栓塞分别放置在钻孔中取样层段的上部和下部,然后向两个栓塞充高压氮气,使两个膨胀的栓塞与井壁紧密接触,产生止水作用。钻孔被两个膨胀的栓塞分隔成3段后,利用自记水位仪可分别对其进行水位测定。抽水泵可以将两个栓塞之间的地下水抽到地表进行水化学参数测定和样品采集(见图2)。利用栓塞式分层取样系统实现特定深度、特定层位的含水层的地下水水质及水量进行采集及试验等。

　　总之,栓塞分层取样技术,可以实现在第四系松散岩类含水层钻孔中同径止水,分层封隔洗井、取样及抽水试验,克服了传统钻孔抽水试验方法面临的困难,具有实施过程简化、安全、高效、便捷的优点;可以更加准确有效地获得不同含水层的水文地质参数,对第四系松散岩层钻孔取样及抽水试验具有重要的指导意义。

图2  栓塞系统示意图