[發明專利]底泥與上覆水采集設備及其操作方法

有效

• 申請號: 201310109232.6
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103234770A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 程文;王敏;竺維佳;楊定國;施練東;馬騰飛;陳航;梁亮;方勇;韓筱青;任冰
• 申請（專利權）人: 西安理工大學;紹興市湯浦水庫有限公司;浙江土力工程勘測院
• 主分類號: G01N1/02
• 分類號: G01N1/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明涉及一種用于湖泊、水庫的大型底泥采樣設備，尤其涉及一種浮式深水柱狀底泥與上覆水采集設備，還涉及這種采集設備的操作方法。

背景技術

底泥指水體沉積物，通常是粘土、泥沙、有機質及各種礦物質的混合物。河流、水庫中的底泥大都來源于地面，是地表水和雨水攜帶地面泥土進入水體而形成，所以一般底泥中含有大量有機質和各類礦物質，這些物質在水體底部，經過復雜的物理、化學及生物作用，不斷分解轉化，并在一定條件下向水體釋放各類有毒有害物質，因而成為湖泊、水庫污染的重要源頭之一。近年來，關于水體內源污染的研究日漸深入，已經是水污染治理的一個重要方面。底泥作為水體內源污染物的載體，是內源污染物研究的關鍵之所在。因此水體中底泥的采集分析就顯得尤為重要。在底泥的采集過程中，要最大限度保證底泥樣品的完整和真實，最大程度避免對底泥樣品的擾動。

現有的底泥采樣裝置主要分為兩類：一類是抓斗式采樣器；另一類是鉆取式又稱圓筒式采樣器。

抓斗式采樣器的工作原理是通過抓取的方式將底泥存入抓斗。這類的采樣器對底泥采集厚度有限，一般為15cm以內的表層底泥；采樣時破壞了底泥的分層結構，泥樣為混合泥樣；取樣過程中泥樣容易流失；無法在取得泥樣的同時采集上覆水。

鉆取式又稱筒式采樣器,其工作原理是通過外力作用于取樣器，使得采樣器垂直插入底泥中，從而底泥得以在采樣器中保存。這類取樣器的采樣深度有限，限制了其使用范圍；樣品不便保存；無法同時采集底泥上覆水。

本發明內容

本發明的目的在于提供一種底泥采集設備，解決現有技術存在的采集底泥時對底泥樣品擾動大及無法在取得底泥的同時采集上覆水的問題。

本發明的另一個目的在于提供上述采集設備的操作方法。

本發明的目的是這樣實現的，底泥與上覆水采集設備，包括承載平臺和設置在承載平臺上的取樣裝置、動力裝置；取樣裝置通過卷揚機與動力裝置連接；取樣裝置包括支架、主鋼纜和鉆機，支架位于承載平臺之上，主鋼纜連接卷揚機且從支架頂端豎直垂下，主鋼纜下端依次連接連接桿、花式鉆桿、鉆筒及鉆頭，鉆筒內部裝有取樣筒。

本發明的特點還在于：

連接桿為多節，依次連接。

承載平臺上還設有保護鋼纜，鉆筒與保護鋼纜連接。

花式鉆桿桿壁上有均勻分布的排水孔，兩端通過螺紋與連接桿和鉆筒連接。

取樣筒為白色PVC管，其外徑略小于鉆筒內徑，并配有密封蓋。

還包括打孔器和取水瓶，取水瓶為透明聚乙烯瓶。

本發明的第二個目的是這樣實現的，上述采集設備的操作方法，

通過動力裝置、卷揚機帶動主鋼纜，將連接桿、花式鉆桿、鉆筒及鉆頭垂直放入水中，然后通過鉆機將鉆筒下鉆至適當深度，通過取樣筒取樣，最后，再通過動力裝置、卷揚機帶動主鋼纜提升連接桿，直到鉆筒提升至承載平臺以上。

具體操作步驟如下：

（1）將承載平臺拖至采樣點，放下四個鐵錨(3)，錨定承載平臺；

（2）啟動動力裝置和卷揚機，通過主鋼纜將連接桿、花式鉆桿、鉆筒及鉆頭垂直放入水中，若還需連接第二節連接桿，只需將主鋼纜(12)和首節連接桿(8)分離，將主鋼纜(12)與第二節連接桿一端連接，第二節連接桿另一端與首節連接桿(8)相連，依次連接，直到鉆筒(10)接觸底泥；

（3）卸掉主鋼纜(12)，將鉆機（6）與尾節連接桿(8)相連，啟動鉆機（6），直至鉆筒下鉆至適當深度；

（4）分離鉆機（6）與連接桿(8)，將主鋼纜(12)與連接桿連接，逐級提升并拆卸連接桿(8)，直到鉆筒(10)提升至承載平臺作業面以上，緩慢下落鉆筒(10)，將鉆頭(11)一端輕放于承載平臺之上，保持鉆筒(11)直立；

（5）取下鉆頭(11)，啟動卷揚機(5)緩慢提升鉆筒(10)，取樣筒(13)逐漸與鉆筒(10)分離；待取樣筒(13)完全從鉆筒(10)中抽出，在取樣筒(13)外壁標記底泥上表面所在位置，靜置取樣筒(13)30min,然后用打孔器(18)在標記點以上2-3mm處打孔，待有水流出時用取樣瓶(17)收集上覆水。

（6）上覆水收集完成之后，從標記處分離底泥上表面以上取樣筒部分，用密封蓋(16)封閉取樣筒兩端，將完整底泥樣品保留在取樣筒(13)中。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明底泥與上覆水采集設備將底泥樣品存儲在柱狀取樣筒內，這可以采集到垂向完整，具有分層結構的柱狀底泥。