本實用新型涉及地下水采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置。

背景技術(shù)：
地下水，是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是地球上最主要、分布最為廣泛的水資源之一。全世界超過15億的人主要依靠地下水作為飲用水。2008年，我國總供水量5910億m3，其中，地下水源供水量占18.3％。我國有400多個城市開采地下水，華北、西北地區(qū)城市利用地下水比例分別高達72％和66％，地下水往往是部分城市和農(nóng)村唯一的供水水源。地下水是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展以及人民生活所必需的、不可替代的重要資源。近20年來，在我國人口較為密集、人類活動干擾大、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達的平原地區(qū)，由于工業(yè)廢水和生活污水的排放，大面積、超量化肥和農(nóng)藥的使用，垃圾場的淋濾和地下油罐的滲漏等原因，地下水正遭受著越來越嚴重的污染。據(jù)全國118座大城市淺層地下水的調(diào)查，97.5％的城市受到不同程度的污染，其中40％的城市受到嚴重污染。在全國水資源調(diào)查評價的197萬km2平原區(qū)淺層地下水中，Ⅰ類和Ⅱ類水質(zhì)區(qū)的面積僅為總流域面積的4.98％，Ⅲ類面積為35.53％，Ⅳ、Ⅴ類面積高達59.49％。太湖、遼河、海河、淮河等流域地下水污染最為嚴重，劣于Ⅲ類水質(zhì)的水質(zhì)區(qū)面積占各相應流域面積的91.49％，84.55％，76.40％和67.78％。地下水污染所導致的水質(zhì)型缺水已成為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要制約因素。因此，地下水保護手段、污染治理方法等方面的研究是當前亟待解決的課題。小型地下水滲流物理模型是利用隔水材料及含水介質(zhì)構(gòu)建的能夠模擬地下水在含水層中運動及水質(zhì)演變的模型，是研究地下水水流運動及溶質(zhì)運移規(guī)律及污染治方法的主要手段之一。溶質(zhì)的濃度是表征其在模型中運移規(guī)律的重要指標。為獲得溶質(zhì)濃度，常利用吸管、虹吸、蠕動泵等方式先將水樣從滲流模型中取出，再放入指定的容器中保存或檢測。取樣過程中，部分水樣可能會滯留在取樣管路中，在下一次采樣時與新樣品混合在一起，導致新樣品濃度不準確。并且對于含有揮發(fā)性溶質(zhì)的水樣，現(xiàn)有水樣采集技術(shù)密封性較差，溶質(zhì)易揮發(fā)泄露，導致樣品濃度不準確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置，用以解決現(xiàn)有取樣濃度不準確的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供如下技術(shù)方案：地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置，所述裝置包括模擬監(jiān)測井、采樣針和真空采樣管，所述模擬監(jiān)測井和采樣針均密封連接于滲流模型的模擬隔水層上；所述采樣針包括水樣采集管、針座和瓶塞穿刺針，所述水樣采集管和瓶塞穿刺針均安裝在針座上，所述針座固定在模擬隔水層上；所述真空采樣管包括試管、蓋子和密封塞，所述瓶塞穿刺針刺破密封塞插入真空采樣管內(nèi)，采樣針的水樣采集管在模擬監(jiān)測井的內(nèi)部。本實用新型采用的滲流模型的模擬隔水層是滲流模型的常見組成部分，是用于模擬地下環(huán)境中不透水土體或巖層的隔水板，在阻隔水流的同時，也起到密封的作用。上述地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置中，所述模擬監(jiān)測井包括監(jiān)測井管和過濾器，所述監(jiān)測井管管身上開有豎向開縫，便于水流流動，在模擬真實監(jiān)測井的同時，也起到了避免干擾地下水滲流場的目的；所述過濾器緊密纏繞在監(jiān)測井管管身上的濾網(wǎng)，并且纏繞的范圍大于開縫的范圍，監(jiān)測井管的一端具有連接端，用于與模擬隔水層連接；所述過濾器能夠防止含水介質(zhì)中的細微顆?；蛩屑毿‰s質(zhì)堵塞監(jiān)測井管管身上的滲流縫隙。滲流模型中填充的含水介質(zhì)會產(chǎn)生側(cè)向壓力，模擬監(jiān)測井抵擋住側(cè)向壓力，防止置于其中的水樣采集管因受到側(cè)向壓力而損壞。模擬監(jiān)測井不僅用于模擬實際的監(jiān)測井，同時起到保護水樣采集管的作用。優(yōu)選地，上述地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置中，所述監(jiān)測井管的外徑為8mm、內(nèi)徑為6mm；所述豎向開縫的縫寬為1mm、長為20mm，所述監(jiān)測井管管身與模擬隔水層的連接端長5mm。上述地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置中，水樣采集管是置于模擬監(jiān)測井中吸取水質(zhì)樣品的細管，瓶塞穿刺針是用于刺破真空采樣管密封橡膠，將水質(zhì)樣品輸送到真空采樣管中。上述地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置中，所述水樣采集管的管身上有小孔，孔徑為0.5mm，便于水流流動，以達到減少水樣采集管中滯留水樣的目的。上述地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置中，所述瓶塞穿刺針外部包裹自密封橡膠套，可以實現(xiàn)多次采集而不發(fā)生泄露，從而避免了揮發(fā)性溶質(zhì)的揮發(fā)泄露。瓶塞穿刺針采用較細的內(nèi)徑，以達到減少其中滯留水樣的目的。優(yōu)選地，所述密封塞的材質(zhì)為聚四氟乙烯，以使保證水樣中的溶質(zhì)不與密封塞發(fā)生化學反應，所述密封塞與試管間的配合要緊密，密封塞自身的氣密性好。所述試管的材質(zhì)為玻璃，優(yōu)選為優(yōu)質(zhì)硅硼玻璃，管外徑13mm，內(nèi)徑11m，所選用的玻璃試管需要進行酸洗、堿洗和內(nèi)部進行硅化處理，使其具有良好的化學惰性。所述蓋子是套在密封塞外面的塑料件，蓋子中間留有供采樣針穿刺的開口，蓋子要確保有利于真空采樣管的抽真空過程和封口過程，便于手工或機械將試管打開時不使內(nèi)部的水樣濺出，并且不能使沾染水樣的瓶口和塞子接觸到操作者的手和開啟設(shè)備，更不能將玻璃試管管口弄破。其中，真空采樣管是吸取水質(zhì)樣品的壓力來源，也是水質(zhì)樣品的保存容器。本實用新型的取樣方法十分便捷，只需將真空采樣管蓋子的密封塞按壓于瓶塞穿刺針上即可。由于真空采樣管內(nèi)存在負壓，瓶塞穿刺針刺破其密封塞后，在負壓的作用下，水質(zhì)樣品經(jīng)由水樣采集管被吸入采樣管內(nèi)。取得樣品后，拔除真空采樣管，密封塞仍呈密閉狀態(tài)，水樣就封存在真空采樣管中。優(yōu)選地，所述模擬隔水層上、下面上分別開設(shè)用于安裝采樣針、模擬監(jiān)測井的圓孔A和圓孔B，圓孔A和圓孔B相互貫通并且圓心相重合。更優(yōu)選地，用于安裝采樣針的圓孔孔徑為5mm，用于安裝模擬監(jiān)測井的圓孔孔徑為8mm。本實用新型方法具有如下優(yōu)點：本水質(zhì)樣品真空采集裝置結(jié)構(gòu)簡單、便于操作，具有滯留水樣少，實現(xiàn)多次采集而無溶質(zhì)揮發(fā)泄露的優(yōu)點。附圖說明圖1是本實用新型真空采集裝置工作方式示意圖；圖2是本實用新型模擬監(jiān)測井的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型采樣針的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型真空采樣管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型裝置安裝示意圖；圖中，1-模擬監(jiān)測井，2-采樣針，3-真空采樣管，4-模擬隔水層，11-監(jiān)測井管，12-過濾器13-豎向開縫，14-連接端，21-水樣采集管，22-針座，23-瓶塞穿刺針，24-自密封橡膠套，31-試管，32-蓋子，33-密封塞，41-圓孔A，42-圓孔B，211-小孔。具體實施方式下面將參照附圖更詳細地描述本實用新型的具體實施例。雖然附圖中顯示了本實用新型的具體實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本實用新型而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本實用新型，并且能夠?qū)⒈緦嵱眯滦偷姆秶暾膫鬟_給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。如在通篇說明書及權(quán)利要求當中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。說明書后續(xù)描述為實施本實用新型的較佳實施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本實用新型的范圍。本實用新型的保護范圍當視所附權(quán)利要求所界定者為準。一種地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置，如圖1所示，所述裝置包括模擬監(jiān)測井1、采樣針2和真空采樣管3，所述模擬監(jiān)測井和采樣針均密封連接于滲流模型的模擬隔水層4上。如圖2所示，所述模擬監(jiān)測井1包括監(jiān)測井管11和過濾器12，所述監(jiān)測井管11管身上開有豎向開縫13，便于水流流動，在模擬真實監(jiān)測井的同時，也起到了避免干擾地下水滲流場的目的；所述過濾器12由直徑為0.1mm的銅絲或不銹鋼絲緊密纏繞在監(jiān)測井管11管身上的濾網(wǎng)，并且纏繞的范圍大于豎向開縫的范圍，監(jiān)測井管11的一端具有連接端14，用于與模擬隔水層4連接；所述過濾器12能夠防止含水介質(zhì)中的細微顆?；蛩屑毿‰s質(zhì)堵塞監(jiān)測井管11管身上的滲流縫隙。滲流模型中填充的含水介質(zhì)會產(chǎn)生側(cè)向壓力，模擬監(jiān)測井1抵擋住側(cè)向壓力，防止置于其中的水樣采集管因受到側(cè)向壓力而損壞。模擬監(jiān)測井不僅用于模擬實際的監(jiān)測井，同時起到保護水樣采集管的作用。在實際應用時，監(jiān)測井管長度和過濾器長度由具體滲流實驗的要求確定。優(yōu)選地，所述監(jiān)測井管11的外徑為8mm、內(nèi)徑為6mm；所述豎向開縫13的縫寬為1mm、長為20mm，所述監(jiān)測井管11管身與模擬隔水層4的連接端14長5mm。并且，如圖3所示，所述采樣針2包括水樣采集管21、針座22和瓶塞穿刺針23，所述水樣采集管21和瓶塞穿刺針23均安裝在針座22上，所述針座22固定在模擬隔水層4上。水樣采集管是置于模擬監(jiān)測井中吸取水質(zhì)樣品的細管，瓶塞穿刺針23是用于刺破真空采樣管3的密封橡膠，將水質(zhì)樣品輸送到真空采樣管中。水樣采集管可由不銹鋼管、玻璃管和聚四氟乙烯管制作，管外徑2.0mm、內(nèi)徑1.8mm，所述水樣采集管21的管身上有多個小孔211，每個孔的孔徑為0.5mm，便于水流流動，以達到減少水樣采集管中滯留水樣的目的。優(yōu)選地，所述瓶塞穿刺針23外部包裹自密封橡膠套24，可以實現(xiàn)多次采集而不發(fā)生泄露，從而避免了揮發(fā)性溶質(zhì)的揮發(fā)泄露。瓶塞穿刺針采用較細的內(nèi)徑，以達到減少其中滯留水樣的目的。瓶塞穿刺針內(nèi)徑0.36mm，可通過縮短穿刺針長度，或減小其內(nèi)徑的方式進一步減少滯留水樣體積。水樣采集管和瓶塞穿刺針均安裝在針座上，再通過針座將采樣針固定在模擬隔水層上。并且，如圖4所示，上述地下水滲流模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置中，所述真空采樣管3包括試管31、蓋子32和密封塞33。優(yōu)選地，所述密封塞的材質(zhì)為聚四氟乙烯，以使保證水樣中的溶質(zhì)不與密封塞發(fā)生化學反應，所述密封塞與試管間的配合要緊密，密封塞自身的氣密性好。所述試管的材質(zhì)為玻璃，優(yōu)選為優(yōu)質(zhì)硅硼玻璃，管外徑13mm，內(nèi)徑11m，所選用的玻璃試管需要進行酸洗、堿洗和內(nèi)部進行硅化處理，使其具有良好的化學惰性。所述蓋子是套在密封塞外面的塑料件，蓋子中間留有供采樣針穿刺的開口，蓋子要確保有利于真空采樣管的抽真空過程和封口過程，便于手工或機械將試管打開時不使內(nèi)部的水樣濺出，并且不能使沾染水樣的瓶口和塞子接觸到操作者的手和開啟設(shè)備，更不能將玻璃試管管口弄破。其中，真空采樣管是吸取水質(zhì)樣品的壓力來源，也是水質(zhì)樣品的保存容器。本實用新型的取樣方法十分便捷，只需將真空采樣管蓋子的密封塞按壓于瓶塞穿刺針上即可。優(yōu)選地，為將模擬監(jiān)測井和采樣針密封連接于模擬隔水層上，需要在模擬隔水層上分別開設(shè)用于安裝采樣針、模擬監(jiān)測井的孔徑為5mm的圓孔A41和孔徑為8mm的圓孔B42，圓孔A41和圓孔B42相互貫通并且圓心相重合。具體使用時，對模擬監(jiān)測井和采樣針進行安裝，具體為(如圖5所示)：首先安裝模擬監(jiān)測井，將聚四氟乙烯密封圈置于安裝模擬監(jiān)測井的圓孔B處，再將模擬監(jiān)測井連接端放入密封圈內(nèi)，并用力將其壓入對應的圓孔B中。在按壓的過程中密封圈發(fā)生變形，并填充開孔與井管間空隙，從而達到封密的目的。安裝模擬監(jiān)測井之后，再安裝采樣針，先將聚四氟乙烯密封圈置于安裝采樣針的圓孔A處，再將采樣針針座放入密封圈內(nèi)，并用力將采樣針壓入對應的圓孔A中，在按壓的過程中密封圈發(fā)生變形，并填充開孔與針座間空隙，從而達到封密的目的。模擬監(jiān)測井和采樣針的安裝完畢后，小型地下水滲流物理模型中水質(zhì)樣品的真空采集裝置即組裝完成，在具體使用時，只需將真空采樣管蓋子的密封塞按壓于瓶塞穿刺針上即可。由于真空采樣管內(nèi)存在負壓，瓶塞穿刺針刺破其密封塞后，在負壓的作用下，水質(zhì)樣品經(jīng)由水樣采集管被吸入采樣管內(nèi)。取得樣品后，拔除真空采樣管，密封塞仍呈密閉狀態(tài)，水樣就封存在真空采樣管中。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。