【案例剖析】FLUTe柔性衬套技术应用于岩隙场地中的含水层渗透性和流量测量
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案例背景：北美地区对裂隙岩体污染地区的深入调查日益增多，而且应用了许多新的场地调查方法。Guelph大学一支由Beth·Parker博士率领的多学科研究组为这类考察制订了一种综合性方法。目的是描述污染物的分布情况，并了解裂隙网络和裂隙之间岩石基质中污染物的传输和最终目的地。这种方式名为“分层裂隙网络法”（DFN），它包括了一些重要的新方法，其中包括了采用“柔性衬套”技术（FLUTe™）。
重点案例剖析
在裂隙岩床中使用不渗水柔性衬套（FLUTe™）
技术密封钻孔并取得含水层特定深度的渗透性和流量测量值
美国地下衬套技术（FLUTe）公司: 非透水性衬套系统
FLUTe在岩床区域进行地质水文调查的应用包括了不同裂缝区域间的水力阻隔，采样，监测，渗透系数调查等等，并在北美广泛部署并应用于喀斯特地质环境中进行水文特征调查。
这里的“内衬”系指一种不渗水的圆柱形套筒，安装在钻孔中，这样套筒就在孔眼内形成严实的密封层。这层衬垫起到的作用如同一长串充气式膨胀阻隔器的作用（packer），以防各深度基岩裂隙中的水流入孔眼、并在孔眼中垂直流动并通过其它裂隙流出孔眼，从而造成液压的交叉连接。在岩床中存在地下水污染的地区，这样的交叉连接流动会引起化学物的交叉污染，从而让调查人员无法解读化学数据，而且通常也会加剧污染程度。因此某些受北美污染场所调查规制管辖的地区（例如:新泽西州）如今就要求在钻孔之后必须迅速地将其临时密封并立即安装监测系统，或是立即并永久地注入灰浆来密封钻孔。要迅速地将孔眼临时密封起来，FLUTe柔性衬套是当前唯一可行而实用的办法。
技术简介
FLUTe离散多层次全封闭钻孔中地下水采样
多层级地下水采样：衬管每隔一段距离设置有（外侧）透水的环状隔段，而内侧的材料密封（水、气都无法出入）使这一区域与衬管内的其余隔离。取样时，基质中的地下水流入隔段，通过接入隔段的软管流入位于衬管底部的样品暂存区，暂存区接有两根导管通往地面，一根为气路管，一根为取样管。此时，打开位于地面的空气动力装置，使气体顺气路管由上向下缓慢打进，对样品暂存区内的水样加压（由于止回阀关闭，暂存区的水样不会反方向流出），并通过取样管排至地面的取样瓶中，完成取样。
上图：FLUTe技术动画图解
这些衬套除了能够达到密封孔眼的目的外，还可以用于地下水监测或多层级地下水监测。2005年以前，在孔眼中安装不渗水柔性衬套仅是起到防止交叉污染的密封作用，但之后它的安装过程又衍生出另外两项应用。
两项衍生应用
1. 在安装衬套的过程中，测量孔洞水力传导系数（K值）
2. 在衬套内的静态水柱中进行高分辨率温度测量。
下图就说明了K值分析法并举出了例子。这样的测量需要监测向下扩张的衬套从孔洞中的下落速度。衬套降速数据（见图1(b)）用来计算渗水区的透水系数（T值）和水力传导性系数（K），之后可以用这些数值来绘制成孔洞剖析图。使用衬套计算出的K值结果可以用于识别优先水流区域，使阻隔器安装在合适的深度用于不同水层间的阻隔。因此，衬套的分层调查数据与使用阻隔器在基岩中进行的水力测量能够相互配合，完成在基岩中的分层水文特征的调查。
图1（a）：检测水层剖析分析系统组件图。这套系统控制并测量判定裂隙位置以及计算各深度裂隙流速率以及相关参数。
图1（b）：假想的衬套降速曲线图，其中显示出多种类型的孔眼裂隙引起的变化。
上图：通过分析软件，结合衬套下放速率的数据，计算出各水层对应的渗透系数（T值）。
上图给出了衬套安装和拆除的照片
衬套内可以配置一种新型温度探针来辨识主要存在优先水流的裂隙区域。使用这种方法通常，对比没有在孔眼中安装衬套时用同种方法探查优先水流裂隙更加便捷。如果孔眼中没有安装衬套，孔眼交叉连接效应就会掩盖大部分优先水流裂隙区域的温度迹象。
因此，衬套能够极大地提高辨识裂隙特征的敏感度。此外在安装了衬套的孔眼中还能执行某些类型的地球物理检测活动，以取得关于地质情况的信息。不渗水柔性衬套是临时性的密封工具，在完成K值分析和温度检测并完成了所有孔眼数据的解读工作后，衬套可以被移除，以便安装通过解读这些数据而设计的多层级监测系统或监测井。不渗水柔性衬套从孔眼中下放的方式使它可以在同一孔眼内将不同类型的监测装置递送到各个深度，比如地下水取样泵、压力计以及其它类型的测量装置。在取得充足的数据后，可以通过将衬垫系统内部的水抽吸上来的方式而移除这些监测系统，停止使用孔眼，或是将它们用于其它目的。
采样管簇
Guelph大学的研究组以及加拿大和美国八个岩床层污染场地中相关研究项目的团队都大量使用了上文讲述的这些以不渗水挠性衬套为基础的方法。
FLUTe非透水性衬套系统
非透水柔性衬套技术作为一种创新的地下水产品，广泛部署在美国环境地下水调查场地中，应用包括了多层级地下水取样、水文地质信息剖面采集、污染物调查等。
常见应用包括：
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1 |
仅当做孔壁密封使用（无地下水取样功能），使不同深度的水层的地下水、及设施管道内污染物不会进入孔壁或管道中，对其它区域造成影响。 |
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2 |
从深达300米范围内（可能更深）的孔洞中收集多层地下水样本。 |
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3 |
收集NAPL（非水相液体）相样本，并分析NAPL（非水相液体）相分布。 |
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4 |
定性溶水性污染物的分布情况（与NAPL相分析可以结合使用，该类衬管可以不需要地下水取样功能，下放并回收后，观察衬管表层变化，确定污染物分布） |
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5 |
在衬管下放过程中，通过测量下放速率、水头变化（均与系统集成），计算含水层区域的导水系数 |
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6 |
包气带土壤气体取样 |
除了这些常见应用外，根据定制要求，FLUTe还可以借助其柔韧性，可延伸性，以及系统集成的灵活性，开发其他方面的特种应用。比如水平钻孔建井、完井洗井、水头测量、垃圾填埋场底层渗漏监测、水文地质学研究、复杂条件下修复药剂的注射等。特种应用与普通应用的需求均可以做到集成。
在一些裂隙交错的复杂地形（比如喀斯特）、自流水区域，以及崎岖的安装路径，均能够最大程度的利用，完成各类监测与科学实验的任务。
特
点
1. 可达到真正的分层监测地下水，不同水层之间不会互相干扰（如同使用膨胀阻隔器）；
2. 下放与回收过程中，不会造成孔壁坍塌，且避免使用膨润土等外界物质；
3. 高强度、高柔韧度；
4. 适合多种地下测量、试验方面的应用；
5. 安装方便、无需重型设备、使用高效；