[發明專利]一種同步分析潛流帶物化性質的原位監測裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201710740496.X
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107727815A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陳求穩;施文卿;姬雨雨;余居華;關鐵生;林育青;陳誠;胡柳明
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 孟紅梅

技術領域

本發明涉及一種同步分析潛流帶物化性質的原位監測裝置及其使用方法，屬于水環境原位監測領域。

背景技術

潛流帶是河流地表水與地下水動態交互混合的過渡地帶，潛流交換頻繁，物質循環活躍，是河流中顆粒物和溶質交換、新陳代謝和儲存的主要場所，被譽為河流“肝臟”，在河流生態系統平衡與穩定過程中發揮著不可或缺的作用。目前，河流潛流區已成為了國內外研究的熱點區域。

河流地表水和地下水所處環境迥異，潛流帶物化性質往往呈現梯度變化(溶解性氣體濃度，溫度、pH、鹽度、營養鹽等)特征，推動著生物地球化學反應進行。例如，河流地表水溶解氧濃度較高，地下水體溶解氧相對較低，而潛流帶溶解氧的梯度變化產生了有氧和厭氧交錯區，進而影響氮功能微生物豐度和活性，促進硝化-反硝化、厭氧氨氧化脫氮，調控河流營養鹽結構。因此，掌握潛流帶物理化學性質對于該領域開展相關研究具有重要意義。

目前，潛流帶物理化學性質的測定主要是在監測井完成。監測井是指用鉆孔法完成的監測地下水水位、水溫、水質變化情況的專用井，其施工方法和常規水井相似，完井后在井中放置監測儀器，并定時采取水樣進行分析測試。但是，在監測井鉆取過程中，潛流帶容易發生不可逆破壞，垂向異質性大大降低，嚴重影響了相關研究的進展。

發明內容

發明目的：本發明目的在于提供一種用于同步分析潛流帶物化性質的原位監測裝置及使用方法，實現對潛流帶物理與化學性質同步、非破壞性監測。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種同步分析潛流帶物化性質的原位監測裝置，包括一長方體狀主體，所述主體下端具有便于插入潛流帶的尖部，內部沿高度方向分布有若干間隙水被動采樣室，前后表面分別開設有與所述間隙水被動采樣室連通的采樣口；所述采樣口外覆蓋有滲析膜，所述主體前后表面外分別固定有將所述滲析膜壓實的格柵板，所述格柵板上設有與所述采樣口位置和形狀一致的通孔；所述主體在每個間隙水被動采樣室上方位置設有若干傳感器固定槽，在至少一側面設線槽；所述傳感器固定槽內嵌有監測傳感器，所述監測傳感器的感應探頭伸入所述間隙水被動采樣室，信號線經過線槽與數據處理模塊連接；所述數據處理模塊和各監測傳感器由蓄電池模塊供電，所述數據處理模塊和蓄電池模塊位于所述主體內頂部。

作為優選，所述監測傳感器為氨氮傳感器、硝氮傳感器、溶解氧傳感器、水溫傳感器、電導率傳感器、氧化還原電位傳感器和pH傳感器中的一種或多種。

作為優選，所述裝置還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述數據處理模塊連接，用于將數據處理模塊采集到的監測傳感器測量數據實時或定期傳輸給上位機。

作為優選，所述間隙水被動采樣室體積為45-80ml。

作為優選，所述滲析膜為生物惰性膜，孔徑為0.45μm。

作為優選，所述采樣口寬3-4cm，高3-4cm，同一間隙水被動采樣室的相鄰采樣口間隔2-5cm。

作為優選，所述數據處理模塊和蓄電池模塊封裝在防水密封盒內，防水密封盒上的連線孔涂有防水膠。

作為優選，所述格柵板四周通過不銹鋼螺絲與所述主體固定將所述滲析膜壓實。

作為優選，所述主體為有機玻璃材質，下部為楔形。

一種同步分析潛流帶物化性質的原位監測裝置的使用方法，包括：

(1)接通原位監測裝置電源，將原位監測裝置垂直插入潛流區；

(2)原位監測裝置的數據處理模塊自動采集各監測傳感器測量數據并存儲所采集的數據；

(3)監測完畢后取出裝置。

有益效果：本發明提供一種用于同步分析潛流帶物化性質的原位監測裝置，內置多個監測傳感器，可實現對潛流帶物理與化學性質同步、非破壞性監測。與現有技術相比，具有如下優點：1、通過在同一主體上設置相互隔離的位于不同高度的間隙水被動采樣室，能夠同時采集和監測不同深度的水質，且相互之間不會產生干擾，保證了測量的準確性。2、每個采樣室配置多個監測傳感器，可實現多個物化性質的原位監測，免去了間隙水樣品的轉移和存放等流程，實時性和真實性得以保證。3、通過合理布局采樣室與采樣口的位置，覆以滲析膜并加格柵板壓實，采樣室能與周圍沉積物環境保持實時動態平衡，且裝置可靠牢固，可以長時間使用。4、使用本發明裝置進行監測時，無需鉆孔施工，直接將裝置插入潛流區即可實現不同深度不同指標的監測，使用極為方便。

附圖說明

圖1為本發明實施例裝置的外觀示意圖。

圖2為本發明實施例裝置的格柵板示意圖。