建立监测网是治理地下水污染的重要途径,其中,采样是其关键环节。目前,地下水采样主要采用多层混合、大流量和人工采样方式,效率低,且多进行实验室离线分析,检测结果不能真实反映各层的污染情况。因此,迫切需要一种自动化采样和水质原位检测系统。本文以北京张家湾地区地下水为对象,采用低流量、低扰动分层采样技术,设计了地下水分层采样自动检测系统。试验结果表明,实现了地下水的分层采集和水质常规参数的原位检测,为重金属和有机物检测仪器提供水质分析样本,对我国地下水监测网的建设具有重要意义和实用价值。（1）针对多孔监测井占地面积广、建设成本高和单孔井分层采样时采样器反复穿越含水层扰乱地下水的问题,对地质状况和监测井结构以及现有的地下水分层方式进行了分析,设计了吸水膨胀橡胶封隔器,并通过水位检测探头对分层效果进行检测,达到地下水分层的目的。（2）为保证水位检测探头在井下100m的正常使用,对其进行了封装设计。采用螺纹连接和双O型圈密封方法,通过静力学分析和优化,确保传感器的密封使用。（3）为实现水样采集的自动化控制,设计了以STM32为核心的采样控制系统,采用多参数传感器对温度、压力、电导率、PH和总溶解固体等水质常规参数进行检测,实现了地下水的自动化采集以及水质数据的采集、存储和传输。（4）针对使用大流量潜水泵和人工采样器在采样过程中扰动大、样品代表性低的问题,经对比分析和研究,选用扰动较小的螺杆泵作为采样泵。通过对流量的自动化调节,实现了地下水的低流量、低扰动采集。（5）本系统在北京通州区张家湾进行了试验和应用。结果表明,本文所研发的地下水采样系统能够实现地下水分层自动采集和水质常规参数的原位检测。通过理论和试验分析,得到了最佳的运行参数。