【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工矿用地污染防控领域，具体涉及一种基于实时在线监测井的多层次冗余式地下水污染预警系统，针对工矿企业污染跑冒滴漏所引起的地下水污染问题进行快速监测与准确预警。
技术介绍
1、近年来，环境污染问题防治重心由末端治理转向前端预防，对地下水污染监测预警和监管能力提出了更加迅速和准确的要求。工矿用地污染具有多源性、隐蔽性、随机性和复杂性的特征，是地块污染防治的重点领域。工矿用地污染源头众多，可通过跑冒滴漏等多种释放形式进入地下水、土壤等环境介质，且场地条件较为复杂，导致场地内部及周边介质污染扩散过程存在较大的空间变异性。
2、据《地下水质量标准》(gb/t 14848-2017)所规定，潜水监测频率为每年两次，承压水监测频率为每年一次。然而，现有较低的监测频率会导致所监测地下水指标的时效性较差，无法满足获取工矿用地长时间的、动态的地下水水质数据的要求，进而无法分析地下水污染所发生的具体时刻及其发展变化规律。同时，常规监测流程中，主要依靠人工周期性的采集水体样品进行实验室分析，此过程中地下水体性状的改变会导致水质参数发生变化，例如ph值、溶解氧以及挥发性有机物浓度，导致检测结果的可靠性较低。
3、目前地下水预警主要分为基于周期性监测数据的水质现状预警和基于在线监测井的水质趋势预警，后者可以为工矿企业污染预警提供有效支撑。通过调研地下水在线监测设备的相关工作发现，现有的用于监测井的设备和方法在灵敏度、选择性和准确度等方面难以满足预警需求。例如，根据污染物浓度是否超过预警阈值进行判断的模式，在污染物排放浓度
技术实现思路
1、为改变现有技术的不足，本专利技术提供一种监测井系统，其中所述监测井系统包括监测井和监测井中的水质传感器；其中，按照采集数据分类，水质传感器在监测井中分为三层，从上往下依次为ii类传感器、iii类传感器、i类传感器；
2、其中：
3、ii类传感器包括但不限于用于采集地下水水位(gwl)、地下水温度(gwt)等常用指标的传感器中的一种或多种；
4、iii类传感器包括但不限于用于采集重金属浓度、场地特征污染物浓度的传感器(如cd传感器、pb传感器、cu传感器、氨氮传感器、氟传感器、vocs传感器、napls传感器等)中的一种或多种；
5、i类传感器包括但不限于用于采集ph、电导率(ec)、氧化还原电位(orp)、溶解氧(do)等辅助参数的电极传感器中的一种或多种。
6、根据本专利技术的实施方案，所述监测井系统为工业上应用的监测井系统，其中所述监测井系统包括：
7、在工业聚集区(如工矿用地等)，对照监测点布设至少1个监测井，其设置在工业集聚区地下水流向上游的边界处，以获取对照监测井数据作为场地背景值；
8、在潜在污染扩散监测点布设至少5个监测井；
9、在垂直于地下水流向的方向，呈扇形布设至少3个监测井；
10、在工矿用地两侧沿地下水流的方向，各布设1个监测井；
11、在工矿用地内部，监测井为3～5个/10km2，若面积大于100km2时，每增加15km2监测点至少增加1个监测井；
12、监测井布设在污染源(如主要污染源)附近的地下水下游，同类型污染源布设1个监测井，工矿用地内部布设的监测点总数不少于3个，其中每个监测点设置1个监测井。
13、根据本专利技术的实施方案，所述监测井为环境监测井，其为一井(或一组井)一设计，一井一编码，所有环境监测井统一编码。
14、根据本专利技术的实施方案，所述监测井为地下水监测井，所述地下水监测井的井管采用无污染材质，例如选用pvc-u塑料管或不锈钢管。
15、根据本专利技术的实施方案，监测井的内壁可以选用pvc-u塑料管或无缝钢管(又称为“井管”)。
16、根据本专利技术的实施方案，深度小于或等于100m的监测井内壁可以选用pvc-u塑料管；深度大于100m的监测井内壁可以采用无缝钢管或不锈钢管。
17、根据本专利技术的实施方案，不锈钢管和/或无缝钢管的壁厚可以大于等于4.5mm。
18、根据本专利技术的实施方案，pvc-u塑料管的壁厚可以大于等于8.4mm。
19、根据本专利技术的实施方案，所述监测井系统还包括滤水管，其用于过滤流向监测井的水体。
20、根据本专利技术的实施方案，滤水管的具体布设位置，依据监测井的钻孔取芯情况而定。
21、根据本专利技术的实施方案，根据本专利技术的实施方案，所述监测井系统还包括沉淀管。所述沉淀管是滤水管下部的无孔管段。它的用途是聚集经过滤层流入滤水管内的细小砂粒和岩屑，防止滤水管被沉淀物堵塞。
22、根据本专利技术的实施方案，沉淀管长度依含水层岩性而定，松散层不小于5m，基岩不小于3m。
23、根据本专利技术的实施方案，所述监测井的滤料层从底部填至滤水管顶部以上20cm。优选地，使用导砂管将滤料缓慢填充至滤水管管壁与监测井钻孔的孔壁中的环形空隙内，沿着监测井内壁管的四周均匀填充，避免从单一方位填入，以防止滤料填充时形成架桥或卡锁现象。更优选地，滤料填充过程中还进行测量，确保滤料填充至设计高度。
24、根据本专利技术的实施方案，从滤料层往上填充密封止水材料，直至距离地面50cm。优选地，可以采用膨润土作为密封止水材料。更优选地，每填充10cm密封止水材料，向钻孔中均匀注入清洁水，优选少量的清洁水。更优选地，填充密封止水材料的过程中进行测量，确保密封止水材料(如膨润土)填充至设计高度。更优选地，在填充密封止水材料完成后，静置待膨润土充分膨胀、水化和凝结，然后回填混凝土浆层。
25、根据本专利技术的实施方案，所述监测井系统还包括监测井的井口保护装置。例如，地下水环境监测井井台构筑包括井口保护筒、井台或井盖、警示柱和井口标识等部分，且在井口保护装置周边区域(如周围半径1m的区域)内设立地下水环境监测井警示牌和警示柱。
26、根据本专利技术的实施方案，所述井口保护筒可以使用不锈钢材质；和/或，所述井盖中心部分可以采用高密度树脂材料。
27、根据本专利技术的实施方案，所述监测井的井盖可以加安全锁。
28、根据本专利技术的实施方案，依据所述监测井的井管直径，可采用内径为24cm～30cm、高为50cm的保护筒，保护筒下部应埋入水泥平台中10cm固定。
29、根据本专利技术的实施方案，水泥平台为厚15cm，边长50cm～100cm的正方形平台，水泥平台四角须磨圆。
30、根据本专利技术的实施方案，每个监测井中设置有水质传感器。...
【技术保护点】
1.一种监测井系统，其中所述监测井系统包括：
2.如权利要求1所述的监测井系统，其还包括自动清洗装置和/或采样装置；
3.一种基于实时在线监测井的多层次冗余式地下水污染预警系统，其中所述预警系统包括：
4.如权利要求3所述的预警系统，其中所述分类数据包括三部分预警数据：
5.如权利要求3或4所述的预警系统，其中所述判断模块包括第Ⅰ层次判断单元、第Ⅱ层次判断单元和第Ⅲ层次判断单元，所述第Ⅰ层次判断单元、第Ⅱ层次判断单元和第Ⅲ层次判断单元顺次连接；
6.如权利要求5所述的预警系统，其中：
7.一种基于实时在线监测井的多层次冗余式地下水污染的预警方法，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的预警方法，其中步骤W1之后和S2之前，还包括如下步骤：将监测数据进行分类，得到分类数据三部分预警数据：
9.如权利要求1或2所述的监测井系统，其中所述监测井系统包括所述预警系统。
10.一种地下水水质的判断方法，包括如权利要求1、2或9所述的监测井系统、如权利要求2-6任一项所述的预警系统或如权
...【技术特征摘要】
1.一种监测井系统，其中所述监测井系统包括：
2.如权利要求1所述的监测井系统，其还包括自动清洗装置和/或采样装置；
3.一种基于实时在线监测井的多层次冗余式地下水污染预警系统，其中所述预警系统包括：
4.如权利要求3所述的预警系统，其中所述分类数据包括三部分预警数据：
5.如权利要求3或4所述的预警系统，其中所述判断模块包括第ⅰ层次判断单元、第ⅱ层次判断单元和第ⅲ层次判断单元，所述第ⅰ层次判断单元、第ⅱ层次判断单元和第ⅲ层次判断单元顺次连接；
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张波涛，杨皓琦，张钧超，胡立堂，王嘉毅，刘俊，翟远征，赵娟娟，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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