[發(fā)明專利]一種管道原狀沉積物取樣器及其取樣方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910600652.1
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN112179713A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 孫井梅;李學武;單明皓;李檬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎;李薇

本發(fā)明公開了一種管道原狀沉積物取樣器及其取樣方法，所述取樣器包括取樣管、氣壓柱組件和支撐組件；所述氣壓柱組件與氣源相連接，推動氣壓柱向上運動，觸碰到管道上壁之后迫使取樣管向下插入沉積物進行取樣。所述支撐組件包括支撐套管、逆時針纏繞在所述支撐套管上且電流大小可調節(jié)的電線絲，所述氣壓柱組件穿套于所述支撐套管內。該取樣器可以深入管道內部進行原狀取泥活動，而不對管道內的泥產生較大的擾動。能夠最大程度的保證沉積物的原狀取樣，不破壞沉積物內部層狀結構，可完整的保留沉積物的層狀結構，實現原狀取樣。

技術領域

本發(fā)明涉及水環(huán)境修復技術領域，特別是涉及一種管道原狀沉積物取樣器及其取樣方法。

背景技術

近年來，城市內澇頻繁發(fā)生，除了極端天氣的外部原因之外，也與雨水管道淤積造成管道容積及過流能力下降有關，而城市雨水管道沉積物的存在是導致管道淤積、輸水能力下降的主要原因。遇到暴雨天氣時，雨水管道沉積物又會被徑流沖刷而進入水體，形成沖擊性污染負荷，沉積物中賦存的污染物會重新釋放入水體，對河道生態(tài)系統(tǒng)產生威脅。此外，雨水管網沉積物在微生物作用下，產生的H2S等有毒有害氣體會腐蝕管道以及威脅相關從業(yè)人員的安全。因此，開展雨水管道沉積物的研究對提升雨水管道系統(tǒng)自身功能以及削減沉積物污染等方面具有重要意義。

相關研究將管道沉積物構成分為三部分：近底層固體(Near bed solid)、有機層(Organic layer)和生物膜(Biofilm)。管道沉積物三個部分之間的理化特性(顆粒粒徑、含水率、污染物賦存量等)以及抗水力沖刷特性等各方面具有較大差異。而關于管道沉積物的報道還不全面，且大部分來源于國外學者，國內對管道沉積物的研究報道較少。國內雨水管道系統(tǒng)中，除檢查井中設有一定維修空間外，其余管道部分基本沒有預留空間，這使得國內研究者采集管道沉積物變得十分困難。

而采集管道沉積物的樣品是研究管道沉積物的理化性質、生物多樣性以及污染負荷等方面的必備環(huán)節(jié)，因此，提出一種雨水管道沉積物的原狀采樣方法是十分必要且具有重要意義的。目前，關于雨水管道沉積物的采樣方法較少，較多的方法是應用于河道、湖泊或海洋沉積物的采樣方法。

然而相比于河湖海沉積物，雨水管道沉積物所在環(huán)境以及沉積物自身性質(厚度、密度、構成)等方面有著很大差異，這使得上述發(fā)明或發(fā)明專利難以實現對管道沉積物的原狀保真取樣。而管道沉積物樣品的原狀保真對于研究管道沉積物具有十分重要意義，因此，公開一種雨水管道沉積物原狀取樣器及其取樣方法是十分必要的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現有技術中不能解決雨水管道沉積物原狀取樣以及無法深入管道內部取樣的難題，而提供一種管道原狀沉積物取樣器，該取樣器可以深入管道內部進行原狀取泥活動，而不對管道內的泥產生較大的擾動。

本發(fā)明的另一個目的是，提供一種管道原狀沉積物取樣器的取樣方法，該方法操作簡單，無需人工進入管道內部就可以將管道內的泥原狀取出。

為實現本發(fā)明的目的所采用的技術方案是：

一種管道原狀沉積物取樣器，包括取樣管、氣壓柱組件和支撐組件；

所述氣壓柱組件包括頂端開口的氣壓柱外筒、位于所述氣壓柱外筒內的氣壓柱、固定連接在所述氣壓柱頂部且位于所述氣壓柱外筒上方的防滑脫橫桿和固定連接在所述氣壓柱底端且邊緣與所述氣壓柱外筒內壁密封連接的橡皮碗，所述氣壓柱外筒下端側壁上設置有與氣源相連接的進氣口；

所述取樣管兩端開口，其中底端開口為進樣口，頂端開口為出樣口，所述出樣口上設有可拆卸連接的取樣蓋，所述取樣蓋的頂端可拆卸的連接在所述氣壓柱外筒底部；

所述支撐組件包括支撐套管、逆時針纏繞在所述支撐套管上的電線絲和固定連接在所述支撐套管側壁且與所述支撐套管相垂直的把手，所述氣壓柱外筒穿套于所述支撐套管內，且所述電線絲通過外接電路供電時，對金屬材質的氣壓柱外筒形成向上的電磁力，所述電線絲外側設有絕緣包裹層(陶瓷，絕緣橡膠等)。