[發(fā)明專利]一種便捷探測淤泥厚度的簡易裝置及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109556674B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張霄林;鄧緒偉;吳耀;沈宏;蘇紅;王昊;陳雋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院水生生物研究所
• 主分類號: G01F23/04
• 分類號: G01F23/04
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

本發(fā)明公開了一種便捷探測淤泥厚度的簡易裝置及其應(yīng)用，涉及資源與環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。本裝置由測桿和標(biāo)志盤兩部分組成，使用時將測桿穿過標(biāo)志盤，并將測桿插入淤泥中直到淤泥層下表面無法繼續(xù)深入，再將測桿拔出，并緩慢提出水面，通過標(biāo)志盤所在刻度即可直接讀取淤泥厚度。該裝置簡單實用，成本低廉，不需要專業(yè)技術(shù)即可操作，通過與沉積物柱狀樣測量對比，探測誤差小于5％，比原有測桿法的精度大幅提升，適用于淺水水體中淤泥厚度的調(diào)查工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及資源與環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種便捷探測淤泥厚度的簡易裝置及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，向河流、湖泊等水體排放的污染物大幅增加，水環(huán)境污染問題日益突出。長期的污水排放以及自然沉積作用，導(dǎo)致水體淤泥量逐漸增加。淤泥是水體沉積物的組成部分，一般是指分布在沉積物上層，各類營養(yǎng)鹽和有毒有害物質(zhì)含量較高的部分，其特征為含水率高(一般超過60％)，孔隙比大，營養(yǎng)鹽含量高。淤泥是水體污染物長期累積的載體，屬于內(nèi)源污染，在某些城市水體中成為水體黑臭的重要因素。作為內(nèi)源污染的淤泥不斷釋放出營養(yǎng)鹽和各種有毒有害物質(zhì)，嚴重影響水體水質(zhì)，對各類水生生物的生存也造成影響。重污染的淤泥還是阻滯水環(huán)境治理實施效果的主要因素，某些湖泊在外源污染全部攔截后仍然很長時間無法使水質(zhì)得到有效改善，甚至在多次換水后水質(zhì)依然很差，其中的主要原因就是淤泥中積累的大量營養(yǎng)鹽仍在源源不斷的釋放到上覆水體中。此外，表層淤泥在風(fēng)浪擾動下很容易懸浮，造成水體透明度下降，影響沉水植物的生長，淤泥表面的厭氧環(huán)境也不適合各類底棲動物的生長。

因此，很多水環(huán)境治理工程都把清淤作為削減內(nèi)源污染負荷的一項重要實施內(nèi)容。一般情況下，淤泥厚度與該水體的內(nèi)源污染負荷成正相關(guān)，因此，底泥清淤的前期工作必須對水下淤泥厚度進行調(diào)查和測量，結(jié)合淤泥柱狀樣的分層分析，才能給出適宜的清淤強度。此外，針對水體的水環(huán)境和水生態(tài)調(diào)查也往往需要淤泥厚度這一常規(guī)指標(biāo)。

淤泥厚度檢測目前常用的方法主要有：測桿法、地質(zhì)鉆探法、超聲波測量法、靜力觸探法等。測桿法一般針對水深不超過3m水體的淤泥探測，將標(biāo)準(zhǔn)測桿下端焊接的鐵板制成特制測桿與標(biāo)準(zhǔn)測桿聯(lián)合使用。使用時先將特制測桿觸及淤泥表面并讀取深度值，然后將標(biāo)準(zhǔn)測桿插入淤泥中直至觸及淤泥下表面時再讀取一個深度，相減計算淤泥厚度。相比于其他方法，測桿法簡單方便，無需昂貴的儀器設(shè)備，是目前在淺水水體中最為常用的方法。但是傳統(tǒng)測桿法中的特制測桿是通過下端焊接的鐵板對淤泥上表面進行探測，由于淤泥表層承載力很低，鐵板很容易陷入淤泥中，導(dǎo)致所測淤泥厚度偏低，而且傳統(tǒng)測桿法需要2根測桿同時操作，仍比較繁瑣。因此，需要一種更為簡便易行而又更為準(zhǔn)確的探測方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種探測過程中對表層淤泥干擾較小，精度相對較高，并且使用便捷，造價低廉的淤泥厚度探測裝置，以解決當(dāng)前淤泥厚度探測作業(yè)中測桿法精度較差、鉆探法不夠便捷、超聲波測量儀器昂貴等問題。

一種便捷探測淤泥厚度簡易裝置，所述裝置包括測桿和標(biāo)志盤。

1)測桿：

測桿為一組包含5節(jié)直徑30mm的圓柱形木桿組成，木桿兩頭通過金屬螺紋連接。每節(jié)測桿長1200mm，在第1節(jié)測桿頂端固定一個金屬圓錐，圓錐直徑30mm，高40mm，在測桿尾部固定金屬螺紋連接頭。其余各節(jié)測桿頭尾制成金屬螺紋連接，使各節(jié)測桿能夠首尾相連。

在第1和第2節(jié)測桿表面對稱位置挖出兩條對稱的球冠型凹槽(圖1，2)，凹槽深度3.5mm，球冠型凹槽的直徑9.54mm，對應(yīng)的球體直徑10mm，在未設(shè)置凹槽的表面用紅色油漆標(biāo)記長度刻度，刻度自圓錐底部從0開始，最小刻度為1cm，刻度總長度240cm。其余3節(jié)測桿不設(shè)置凹槽和刻度。第1和第2節(jié)測桿首尾連接后應(yīng)使表面的凹槽對齊。

2)標(biāo)志盤：

標(biāo)志盤由3部分組成：2.1)定位珠(圖4)，2.2)定位珠盤(圖5)，2.3)外緣盤(圖6)。