[發明專利]一種拉格朗日法水環境參數測量方法

無效

• 申請號: 201110389500.5
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102435468A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 胡維平;韓濤;鄧建才
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N1/20
• 分類號: G01N1/20
• 代理公司: 北京尚德技研知識產權代理事務所(普通合伙) 11378
• 代理人: 陳曉平;嚴勇剛

技術領域

本發明一種拉格朗日法水環境參數測量方法屬于環境工程領域，尤其是一種在自然水體中進行流動采樣的方法。

背景技術

在自然水體中進行水體采樣，然后通過化學或者物理方法進行對水體進行分析是一種常用的水環境工程手段。一般這種采樣由采樣人員乘船進行，到各個預先設置的采樣點利用采樣器取水后分析。這樣的采樣方法存在以下缺陷：

1、需要船只參與，費用較高；

2、不能對湖流或洋流進行隨水流采樣，如果需要進行隨水流采樣，需首先對湖流或洋流測得其中的水流方向，然后設置采樣路線。

3、采樣后的水體脫離了原水體的環境，由于外界溫度和光照等條件發生變化，在水體中的生化反應也發生變化，在描述由于摻混或對流等動力學因素造成的水體改變量時存在一定困難。

發明內容

本發明的目的在于提出一種隨水體進行水環境特征量的采樣方法，即拉格朗日水環境參數測量方法可以彌補以上缺陷，描述無摻混和對流等動力因素造成的水質改變。具體而言，本發明的一種拉格朗日法水環境參數測量方法將所隨水流一起運動的采樣器設定放置在水體中，在其隨水體運動過程中采集多個不同位置水樣，并將采集的樣品置于采樣器中，隨水流一起運動，直至采樣完成后取出檢驗，通過多個不同樣品分析與比較，獲得摻混對流對水體水質變化以及自凈能力的影響。

具體而言，本發明的方法為：將拉格朗日法定時采樣器(以下簡稱采樣器)放置在湖泊或海洋和近海水下預設深度，并將其釋放，使其隨該深度水流運動，在釋放的同時，采集同一時刻該深度水樣樣品；

設置采樣器的GPS設備，使其每隔一定時間向位于岸邊的接收裝置發送采樣器的位置信息。

設置采樣器的采樣關門時鐘，使其在指定的時間進行關門操作。

測量完成后收集采樣器并對采樣器中的樣品進行分析。

將采樣器的多個GPS位置數據標定在地圖上，得出漂流路徑，通過采樣器在不同位置采集樣品的分析，確定隨體過程的生化過程。

一種拉格朗日法定時采樣器，包括：板翼、水深調整伸縮裝置、取樣器組。

所述的板翼為十字交叉板翼，內設配重廂、蓄電池、單板機、電磁體、GPS位置處理器、電臺、電機；

所述的水深調整伸縮裝置為水深調整桿，頂部設置GPS設備和跟蹤二級管、底部與板翼中心相連；水深調整桿為多節螺紋旋接的中空的細鋼管，可在中部斷開后旋接更多的鋼管；

所述的水深調整伸縮裝置為長度不等的絕緣導線，頂部設置小浮體用以漂浮GPS和跟蹤二級管，導線底部連接在板翼內的單板機和蓄電池上。

所述取樣器為透明的，固定在板翼上，其上下設有蓋板，蓋板由彈簧拉合，所述的蓋板邊緣與取樣器相接的部分設置密封墊，反面為鑲嵌磁條。

使用時先將各個取樣器蓋板打開，使其蓋板背面的磁條與電磁體相吸，彈簧拉伸，取樣器處于張開狀態；

所述的單板機根據預先設置向電磁體發出信號關閉電磁體電源；電磁體電源關閉磁力消失，取樣器的蓋板在彈簧的彈力作用下閉合，進行取樣。

所述的蓋板反面連接拉環，拉環被活銷卡在板翼上，活銷與電機相連；

所述的單板機根據預先設置向電機發出信號，電機啟動打開活銷，取樣器的蓋板在彈簧的彈力作用下閉合，進行取樣。

所述取樣器為不透明的。

所述的單板機根據預先設置讀取GPS位置通過電臺發送給岸臺；

所述的跟蹤二級管為高亮發光二級管。

本發明的優點在于：

1、提供了一種拉格朗日法水環境參數測量方法，此方法成本低廉可以測得由于非擴散對流引起的水質變化；

2、本發明的拉格朗日法定時采樣器可以分時將水體密封在透明采樣器中，在不影響其外界環境的情況下進行采樣；

3、本發明將所獲得的水質數據與地理信息相聯系，可以分析其沿程變化規律。

附圖說明

圖1一種拉格朗日法定時采樣器的俯視示意圖；

圖2一種拉格朗日法定時采樣器的正視示意圖；

圖3一種拉格朗日法定時采樣器的立體示意圖；

圖4一種拉格朗日法定時采樣器的取樣器示意圖；

圖5一種拉格朗日法定時采樣器的取樣器的蓋板示意圖；

圖6一種拉格朗日法水環境參數測量方法獲得的1m深度漂移采樣路徑示意圖；

圖7一種拉格朗日法定時采樣器水深調整伸縮裝置為絕緣導線示意圖；

圖8一種拉格朗日法定時采樣器的取樣器的蓋板拉環方案局部放大示意圖。