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地下水监测井的设计
设计监测井的准备工作
建造地下水监测井的最主要目的是获取具有代表性的地下水数据，这些数据可能包括了地下水水位、水力导流系数、以及地下水样品分析数据。
一些常见的地下水监测井的设计和建造的问题可能导致获取的数据缺乏代表性。这些问题可能包括了如下：
使用了错误的建井材料导致样品化学物的变化；
使用了错误的井筛或滤料的尺寸导致样品中过多的沉淀；
井筛安装在错误的深度使得无法获得具有代表性的样品；
选择了错误的滤料或井封材料，造成沉淀物过多，井筛阻塞，样品化学性质变化；
地表防渗机制的疏漏使得地表流径水进入到地下，影响样品的代表性。
因此，监测井设计过程选择需要符合以下几个要求，1）井材具备足够的强度能够承受建造过程中的拉力；2）井材不能吸附、解吸、滤出任何化学成分从而改变水质；3）不能对地下水造成污染；4）方便使用和清洗；5）性价比高。为此，美国材料试验协会（ASTM）标准D5092–地下水监测井的设计与安装标准规范提供了监测井相关的技术规范及编写规范的指南。
合理的设计与安装还需要对现场地质、化学、微生物等情况的充分了解，这些认知可以通过场地调查来进行。现场调查需要考虑的因素有：1）地下水监测项目的目的；2）地表情况；3）水文地质情况；4）地下水化学与微生物背景；5）现场污染物的属性；6）场地周边人类活动对地下水的影响；和7）任何适用的法规要求。
为了获取以上的数据信息，可以搜集并分析场地的相关文献与历史记录，初步勘察现场的地理与地质特征，并可配合一定的具体的现场调查活动，包括了土层钻探以获得水头测量、水力导流系数、筛查地下水污状况等。
下表对一些设计监测井所需要收集的数据进行了总结：
一些常见的地下水监测井建造
01
单井管，单井筛构造
单井壁，单井筛构造
属于最简单构造的地下水监测井，采用短井筛在监测井的最底部。该监测井可以用来观测地下水水位的波动。监测深度仅为一层。
02
多井管，单井筛构造
双井管，单井筛构造
先钻出一个较大直径的钻孔并安装对应尺寸的井管，将小直径的监测井井管穿过大直径井管，直抵所需要达到的监测深度。小直径井安装在预定位置后，用井封材料灌注入大直径井管与小直径井管的空间内，这样使两个不同层的地下水区域不会交叉污染。即上层的地下水污染区域不会沿钻孔进入到下层的监测区域。该类监测井构造常见于钻孔需要穿过一个或多个含有污染的地下水含水区。
03
基岩监测井构造
如果监测区域为岩床，则先在岩层上方钻出一个较大直径的孔洞，安装井壁密封。再通过大直径的井壁钻进岩床。岩床内不需要装有任何井管，井筛或滤料。再针对岩床中某一特定深度取样时，该区域需要使用膨胀阻隔器与外界进行隔离。
基岩监测井构造
深入岩床的钻孔
04
井簇构造
几个独立的但井筛监测井建造在相邻地点，并延伸至不同的深度。从而能够判断地下水的纵向水头分布情况，以及纵向深度的水质变化。该建造方式比较简单，但不适合监测区域超过30米深度，这样会严重加大工程开销。
井簇构造
井簇式排列的监测井
05
巢式构造
在一个大直径的钻孔内，安装几个小直径的监测井。这种建造过程需要更高的技艺，尤其是完井阶段比较复杂。
井巢式构造
井巢式监测井
06
多层级监测井构造
多层级监测井构造
通过单一井管构造完成多深度地下水的监测。每个层级的井筛需要通过膨胀阻隔器和环井封料进行隔离，避免不同深度的地下水污染的交叉。
【资料来源】
中美项目中国地下水保护示范合作（2014-2016年）
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