[實(shí)用新型]一種排水管道原狀沉積物采樣器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721028602.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN207147833U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李懷正;周驊;余凱華;鮑月全;陳珂莉;張琦;沈健彪;李朋;王秋光;張彥晶;彭海琴;李震宇;徐禪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市城市排水有限公司;同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/14
• 分類號(hào): G01N1/14
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種排水管道原狀沉積物采樣器。

背景技術(shù)

近年來，城市內(nèi)澇日益受到關(guān)注，尤其是極端天氣的增多，城市內(nèi)澇事件更為頻繁發(fā)生。而這與排水管道淤積造成管道容積及輸水能力下降具有重要關(guān)系。此外，據(jù)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，排水管道沉積物是雨天溢流污染的主要來源，在合流制溢流產(chǎn)生的污染物總量中，約80％污染負(fù)荷來自排水管道內(nèi)沉積物，這對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了極大的威脅。因此，開展排水管道沉積物的相關(guān)研究對(duì)于發(fā)揮排水管道自身功能以及削減和控制城市排水系統(tǒng)溢流具有十分重要的意義。

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，在不同沉積深度中，排水管道沉積物的特性表征差異較大。對(duì)此，有研究者將其分為底層粗顆粒沉積物(Gross Bed Sediment，GBS)、有機(jī)層(Organic Layer，OL)和生物膜(Biofilm)三大類。這三類沉積物在沉積物物理特性(顆粒粒徑、含水率、VS含量)、污染物賦存量(總脂肪烴(TAH)含量、多環(huán)芳烴(PAHs)含量、重金屬含量)以及抗水力沖刷特性等各方面都差異較大。但是相關(guān)報(bào)道還不全面、系統(tǒng)，且基本來自于國(guó)外研究者。這主要受限于排水管道原狀沉積物的采樣方法與能力。在國(guó)內(nèi)排水系統(tǒng)中，除在檢查井中設(shè)置了一定的檢修、活動(dòng)空間外，中間管段部分沒有預(yù)留任何空間，因此，要在管段中采集原狀的、未受擾動(dòng)的沉積物十分困難。

對(duì)此，考慮到原狀沉積物采樣研究的必要性以及現(xiàn)實(shí)采集的困難性，提出一種排水管道原狀沉積物的采樣器是十分必要且具有重要意義的。目前，有關(guān)排水管道原狀沉積物采樣器的實(shí)用新型專利和實(shí)用新型較少，較多的是應(yīng)用于河道原狀沉積物采集的采樣器。

在專利號(hào)為CN1182380的實(shí)用新型專利中公開了一種無邊界擾動(dòng)的機(jī)械手持式沉積物采樣器。它包括由手持桿、上端蓋、刀筒、插筒組成的刀筒部件和由襯筒蓋、金屬濾網(wǎng)、擋圈、襯筒、梅花瓣組成的襯筒部件，襯筒裝在刀筒內(nèi)。機(jī)械手夾持住T型手持桿，將采樣器豎直插入海底沉積物中。在插下過程中，筒內(nèi)海水通過金屬濾網(wǎng)和排水孔向上排出，當(dāng)沉積物頂?shù)揭r筒蓋會(huì)帶動(dòng)襯筒向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)襯筒蓋碰到上部鎖緊螺母時(shí)，襯筒下部梅花瓣脫離插筒，合攏切斷沉積物，并實(shí)現(xiàn)封口，完成采樣動(dòng)作。它是一套專門供ROV和載入深潛器在深海利用機(jī)械手進(jìn)行沉積物采樣的無源采樣裝置。該裝置體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單，便于機(jī)器手在海底點(diǎn)小范圍內(nèi)采樣，并能夠保持樣品無擾動(dòng)，層序保真。

在專利號(hào)為CN101561366的實(shí)用新型專利中公開了一種涉及靜水壓力驅(qū)動(dòng)的沉積物保壓采樣器。它包括沖擊部件、配流部件、驅(qū)動(dòng)部件、取樣筒部件。沖擊部件包括沖擊筒、導(dǎo)向套和沖擊活塞缸；配流部件包括支撐筒和配流閥；驅(qū)動(dòng)部件包括驅(qū)動(dòng)活塞缸和驅(qū)動(dòng)活塞；取樣筒部件包括導(dǎo)向筒、保壓筒、取樣管和補(bǔ)壓軟管。沖擊筒、支撐筒、沖擊活塞缸、導(dǎo)向筒、保壓筒、取樣管同軸設(shè)置。本實(shí)用新型充分利用巨大的海水靜水壓力能，以類似“振動(dòng)打樁”的形式貫入沉積物取樣，并能將這種能量用于后續(xù)的樣品保壓。

在專利號(hào)為CN201335783的實(shí)用新型專利中公開了一種重力式沉積物柱狀采樣器。它提供一種適于對(duì)湖泊或近岸淺水水域水下沉積物進(jìn)行柱狀采樣，不僅能與船載絞車相結(jié)合進(jìn)行機(jī)械操作，而且能在小船或機(jī)動(dòng)舢舨上在繩索的幫助下進(jìn)行人工操作，方便快捷的重力式沉積物柱狀采樣器。設(shè)有采樣管、施重主體、支架和推進(jìn)活塞。采樣管設(shè)有管身和設(shè)于管身前端的螺紋套，管身和螺紋套無縫隙連接；施重主體內(nèi)為圓柱形中空，施重主體上刻有與螺紋套鑲嵌的螺紋，在施重主體上口部設(shè)有用于在水動(dòng)力條件下開啟或閉合的閥門；支架設(shè)在施重主體頂部，通過纜繩可與絞車或其它動(dòng)力裝置相連，推進(jìn)活塞設(shè)于管身內(nèi)，用于切割樣品時(shí)推動(dòng)沉積物沿采樣管向上移動(dòng)。

以上公開的三種在沉積物采樣器上的創(chuàng)新均能在各自對(duì)應(yīng)的水下環(huán)境中進(jìn)行沉積物的采樣，但是，都面臨以下的問題：

相比于海底或河底沉積物，排水管道沉積物在沉積物厚度、密度、密實(shí)度、均勻度等方面存在很大差異。相比較而言，排水管道沉積物的厚度較小，松軟且密實(shí)度不高，因而按照上述實(shí)用新型專利或?qū)嵱眯滦停y以實(shí)現(xiàn)對(duì)排水管道沉積物進(jìn)行保真采樣。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種排水管道原狀沉積物采樣器，能夠?qū)崿F(xiàn)排水管道沉積物保真采樣，從而為研究排水管道沉積物的特性提供支撐。

為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：