电缆式单目360°旋转成像技术在浅层地下水污染监测井的应用研究

【资料简介】

电缆式单目360°旋转成像技术在浅层地下水污染监测井的应用研究

摘要

国内化工园区、工业遗留污染场地遍布大量细口径PVC地下水监测井，井筒内径大多处于60‑70mm之间，常规双目测井成像探头直径过大无法下入井内。本文以北京鸿鸥成运Φ55mm电缆式单目360°旋转成像系统为研究对象，解析IMX323传感器、无限制旋转镜头、轻量化探头硬件优势，探究设备在污染场地地下水井井筒堵塞排查、滤网淤积、油污污染物识别、野外应急监测整套作业流程，对比双目探头在细口径井的使用局限，总结单目旋转成像技术在浅层地下水环境监测的应用价值，为土壤地下水污染调查、场地修复工程提供可视化技术手段。

**关键词：**360°旋转井下探头；地下水监测井；井筒堵塞排查；污染场地调查；细口径钻孔；野外应急监测

独立关键词清单

360°旋转井下探头，地下水监测井，井筒堵塞排查，污染场地调查，细口径钻孔，野外应急监测，IMX323CMOS传感器，Φ55mm轻量化探头，铠装传输电缆，PVC监测井，油污污染物排查，场地修复可视化，废弃井勘察

1 引言

我国生态环境监测网络搭建大量浅层地下水监测井，多数监测井采用PVC管材，井筒内径普遍60mm左右，用于化工园区、重金属污染地块、饮用水源地、农田区域地下水水质长期监测。监测井长期地下运行，极易出现井底泥沙淤积、滤网堵塞、井壁腐蚀、非水相油类污染物堆积，造成地下水采样失败、水质监测数据失真。

Φ68mm双目立体成像探头直径偏大，无法下入60mm细口径PVC监测井；Φ55mm电缆式单目360°旋转成像探头体积小巧，镜头可以旋转环视井壁，适配浅层细口径井筒可视化检测。本文针对单目旋转成像技术在地下水污染监测井的实际应用展开研究。

2 电缆式单目360°旋转成像系统硬件参数

整套设备由Φ55mm旋转井下探头、铠装传输电缆、电动绞车、地面操控终端组成。探头搭载200万像素IMX323 CMOS图像传感器，镜头支持正反360°无限制旋转，无观测盲区；整机重量9.5kg，单人可携带，野外山区、厂区应急勘察便携性强；最大探测深度3500m，承压35MPa，耐温‑20℃~80℃，适配浅层地下水常温井筒环境；外壳采用17‑4PH耐腐蚀不锈钢，抵御地下水氯离子、重金属污水腐蚀；供电支持内置电池、外接直流电源双模式，野外无市电场地依靠内置电池作业，长时间监测可外接电源续航；配备5.6mm、四芯两种规格铠装电缆，适配不同井深信号传输。

3 浅层地下水污染监测井常见故障类型

第一，监测井滤网被泥沙、悬浮物堵塞，地下水无法顺利进入井内，采样失败；

第二，化工场地地下水中NAPL油类污染物漂浮在水面，形成油污层；

第三，PVC井壁老化破损、坍塌、杂物掉落堵塞井筒；

第四，废弃监测井井内杂物堆积，造成地下水串层污染。

4 360°旋转成像技术工程应用流程

第一，前期勘测监测井井深、井筒内径，确认≥60mm适配Φ55mm单目探头下入；

第二，连接绞车、铠装电缆、井下探头，调试镜头旋转、井下补光光源；

第三，匀速下放探头，镜头360°旋转扫描井壁，自上而下拍摄井筒内壁、水位界面、井底淤积杂质；

第四，地面终端回看高清视频，排查滤网堵塞、油污分层、井壁破损、井底泥沙淤积情况；

第五，根据成像结果开展洗井、疏通滤网、清理油污、废弃井封井作业；

第六，施工结束后再次成像检测井筒清理效果。

5 单目旋转成像系统核心应用优势

5.1 适配细口径PVC监测井

Φ55mm小巧探头，是双目Φ68mm探头无法替代的优势，国内绝大多数浅层地下水监测井均可下入检测。

5.2 360°环视井筒

镜头自由旋转，查看井壁四周，不会出现观测盲区，快速定位井筒堵塞点位。

5.3 野外应急监测便携灵活

设备轻量化、双模式供电，突发环境污染事故时，可以快速抵达现场开展地下水井应急排查。

5.4 性价比高，适合大批量监测项目

浅层地下水监测项目监测井数量多，单目设备采购成本低、故障率低，适合生态环境部门全域地下水井巡检。

6 设备使用局限

设备最高耐温80℃、承压上限35MPa，不能用于中深层高温地热井、3500m以上超深井；仅提供二维平面成像，无法测量堵塞杂质三维厚度；浑浊高泥沙地下水井内，镜头容易被泥沙遮挡，成像清晰度下降。

7 不同污染场景专项应用

1.化工园区污染场地：识别井下油类污染物、挥发性有机物漂浮层，助力污染溯源；

2.饮用水源地监测井：排查井筒杂物淤积，保障饮用水地下水采样安全；

3.农田灌溉井、废弃矿山井：排查井壁坍塌、井底淤泥；

4.生态环境执法、突发环境事件：野外快速开展应急可视化勘察。

8 结语

电缆式单目360°旋转成像探头凭借小巧外径、全角度环视、便携灵活、高性价比的优势，适配国内细口径浅层地下水污染监测井检测工作，解决双目探头无法下入小口径井筒的难题。在浅层常温地下水环境监测领域，单目旋转成像技术是井筒堵塞排查、污染溯源、野外应急监测的优选可视化装备，为地下水污染防控、全域地下水监测网络运维提供技术支撑。