[發明專利]一種便攜式潮灘沼澤沉積物采樣器及其采樣方法

有效

• 申請號: 201510499106.5
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN105067379B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 羅敏;黃佳芳;仝川
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種便攜式潮灘沼澤沉積物采樣器及其采樣方法，適用于自然地理學、生態學、土壤學和環境科學中沉積物背景調查技術領域。

背景技術

潮灘沼澤處于陸地與海洋、河流和湖泊等水體相互作用的地帶，是一個獨特的濕地類型。潮灘濕地初級生產力高，有機質含量豐富，同時也是對全球變化和人類活動影響極為敏感的生態系統之一。潮灘沼澤沉積物的生物地球化學過程是自然地理學、生態學、土壤學和環境科學共同關注的熱點，而潮灘沼澤沉積物背景調查的首要任務就是獲取大量的沉積物樣品。

潮灘沼澤長期處于間歇性淹水的狀態，使得沉積物多呈淤泥軟塑狀。同時，潮灘沼澤生長和生活著大量喜濕植物和蟹、貝類底棲動物，故而沉積物中混有大量的根系和動植物殘體，這些特征均使得潮灘沼澤沉積物不易采集。此外，潮灘沼澤沉積物在空間上存在明顯的異質性，尤其在地表以下1 m深度范圍內，沉積物密度、含水率、孔隙度、含氧量（DO）、酸堿度（pH）和氧化還原值（Eh）等物理化學特征均會隨深度發生較大的改變。因此，在進行河口潮灘濕地沉積物分析時，通常需要采集地面以下1 m左右完整的沉積物土芯。

傳統的潮灘沼澤沉積物采樣器一般包括手柄、取樣管以及活塞推桿。取樣管為不銹鋼管，一端與手柄連接，活塞推桿與不銹鋼管相匹配。具體的取樣方法是將取樣管垂直插入潮灘沉積層中，待沉積物進入取樣管一定深度后，垂直取出取樣管，從取樣管頂部插入活塞推桿，并將土樣“推出”，隨后對沉積物進行切割分層，將各分層沉積物保存在密封袋中，帶回實驗室。

以上傳統的采樣器在實際使用時會遇到很多困難：1）采樣人員將采樣器貫入地面時需要克服較大的摩阻力（來自管壁與沉積物之間的摩擦），使得這一過程中需要施加非常大的壓力；2）傳統采樣器無底托，在樣品取出過程中，部分沉積物土芯會因重力脫落，損失部分樣品，即使采樣器貫入地面深度達到1m以上，有效采樣深度往往只能達到30 - 50 cm，也使得土芯的端口不平滑；3）采樣過程中，細窄的桶形鋼管往往不易切斷植物根系，導致采樣失敗，嚴重時甚至損壞儀器；4）活塞推桿“推出”沉積物土芯時，在操作上不易控制，常會破壞沉積物的結構性狀，使得土芯樣品的垂直分層和天然沉積物的不一致；5）傳統采樣器使用后，會有大量的沉積物附著在側壁，不易清理；6）即使只想取某一深度的沉積物樣品，也必須將沉積物全部“擠出”后才能獲得，耗時耗力；7）利用傳統的采樣方式獲得的土芯，一般只能通過離心機高速“離心”獲取孔隙水，但這種“離心”獲取孔隙水的方法會“氧化”部分還原物質，使得部分孔隙水指標值失真。

發明內容

本發明的目的在于提供一種便攜式潮灘沼澤沉積物采樣器及其采樣方法，該采樣器及其采樣方法不僅有利于保證采樣樣品完整，易于取樣，而且采樣器結構簡單，操作省力，使用效果好。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種便攜式潮灘沼澤沉積物采樣器，包括中空的采樣管、扶手、封端板、一根或若干根鋼絲繩，所述采樣管下端側壁上開設有與所述鋼絲繩數量相適應的小孔，所述鋼絲繩下端經所述小孔從所述采樣管外側穿入所述采樣管中并與所述封端板連接，以當所述鋼絲繩被向上拉緊時，牽動所述封端板旋轉封住所述采樣管的下端面；所述采樣管的側壁上開設有多個大面積的鏤空孔；所述采樣管上部連接所述扶手。

進一步的，所述采樣管下端側壁向內設有用于卡住所述封端板的限位栓釘，以當所述封端板向下翻轉到一定角度時卡住所述封端板。

進一步的，所述采樣管橫截面為矩形，所述封端板為與所述采樣管橫截面相適應的矩形。

進一步的，所述采樣管的四個側壁沿所述采樣管的長度方向間隔開設有多個所述鏤空孔。

進一步的，所述采樣管沿長度方向設有刻度。

本發明還提供了上述便攜式潮灘沼澤沉積物采樣器的采樣方法，首先將所述封端板向上翻折，使其緊貼所述采樣管的側壁，再將所述采樣管豎直插入需采樣的潮灘沼澤地表以下，達到采樣深度后，向所述鋼絲繩施加向上拉力，牽引所述封端板向下翻轉，切斷所述采樣管底部的沉積物，并封住所述采樣管內部土芯，然后拔出采樣管。