[發(fā)明專利]地表水高保真超深采樣系統(tǒng)及采樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911009472.2
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110907224B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫吉利
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京化工冶金研究院
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 石家莊國域?qū)＠虡耸聞?wù)所有限公司 13112
• 代理人: 胡澎

1.一種地表水高保真超深采樣系統(tǒng)，其特征是，包括：

采樣平臺，設(shè)置在采樣區(qū)域的地表水液面之上的設(shè)定位置，用于放置系統(tǒng)工作部件；

臨液面深水采樣裝置，用于抽吸地表水的設(shè)定深度的水樣，其抽水設(shè)備懸吊在采樣平臺下方的地表水液面之下且臨近液面的位置處，其抽水設(shè)備的進水端口通過連通管路下潛到地表水的采樣設(shè)定深度；

質(zhì)量穩(wěn)定器，放置在所述采樣平臺上，并連接在所述臨液面深水采樣裝置的采樣出水管路上，用于穩(wěn)定所采集的水樣，回溶從水樣中析出的揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)；

層流采樣器，放置在所述采樣平臺上，并連接在質(zhì)量穩(wěn)定器之后的采樣出水管路上，用以調(diào)節(jié)所采集水樣的水壓和流量，減少水樣的失真；以及

采樣瓶，用以收集經(jīng)層流采樣器輸出的采集水樣；

所述臨液面深水采樣裝置包括：

潛水泵，為圓柱狀泵體，在其頂部的出水口上接有用于引向采樣平臺上的出水管；

引流體，其上部為與潛水泵等徑的圓柱形管體，其下部為尖部朝下的圓錐體，安裝在所述潛水泵的下端，用于減少對抽送水體的擾動；

引流罩，為罩接在潛水泵和引流體外圍的罩體，所述罩體包括位于上部的粗徑段、位于下部的細徑段以及連接粗徑段與細徑段的變徑段，所述粗徑段的上端口封接在潛水泵的進水環(huán)形口上部的泵體上，所述變徑段對應(yīng)于引流體的下部圓錐體，且變徑段的錐度與引流體的下部圓錐體的錐度保持一致，所述細徑段的直徑大于所述出水管的直徑，所述粗徑段與所述引流體之間所形成的環(huán)形腔體的截面積不大于所述細徑段的截面積；

進水管，其上端連接在引流罩的細管段上，其下端接花網(wǎng)管墜；以及

花網(wǎng)管墜，用于收集深處地表水并為進水管提供保持拉直狀態(tài)的下拉重力；其結(jié)構(gòu)是在一段直壁花網(wǎng)管的底部接有圓錐形底板，在直壁花網(wǎng)管的頂部接有環(huán)形頂板，在環(huán)形頂板的內(nèi)圓處接有接口，所述接口用于連接所述進水管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表水高保真超深采樣系統(tǒng)，其特征是，所述引流體的上部圓柱形管體與下部圓錐體的中心線均與潛水泵的中心線在一條直線上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地表水高保真超深采樣系統(tǒng)，其特征是，引流罩上的所述粗徑段、所述細徑段和所述變徑段的中心線在一條直線上，且安裝之后所述引流罩的中心線與潛水泵的中心線相重合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地表水高保真超深采樣系統(tǒng)，其特征是，引流體下端的所述圓錐體的底圓直徑與圓錐體的高度之比在1/2～1/3之間。

5.一種地表水高保真超深采樣方法，其特征是，包括以下步驟：

a、設(shè)置一套權(quán)利要求1所述的地表水高保真超深采樣系統(tǒng)；

b、在地表水的采樣區(qū)域的水面上將采樣平臺采用浮置或架設(shè)的方式設(shè)置好，將臨液面深水采樣裝置、質(zhì)量穩(wěn)定器、層流采樣器和采樣瓶分別放置到采樣平臺上，使用若干連接管從臨液面深水采樣裝置中的潛水泵的出水口順次連接質(zhì)量穩(wěn)定器和層流采樣器，構(gòu)成采樣出水管路；

c、根據(jù)待采集地表水的水樣采集深度，截取相應(yīng)長度的進水管，并將截取好的進水管連接在臨液面深水采樣裝置中的引流罩與花網(wǎng)管墜之間；

d、投放臨液面深水采樣裝置：將臨液面深水采樣裝置中的花網(wǎng)管墜、進水管、潛水泵及引流罩依次投入地表水中，當(dāng)臨液面深水采樣裝置中的潛水泵沒入地表水的液面后，停止下放操作，此時，進水管被花網(wǎng)管墜拉直在地表水內(nèi)，而花網(wǎng)管墜恰好懸吊在地表水體內(nèi)的采樣設(shè)定深度；

e、計算出臨液面深水采樣裝置的總體內(nèi)容積，開啟潛水泵，將初始采集的不小于臨液面深水采樣裝置的總體內(nèi)容積之和的水體抽出并排放到污水采集裝置內(nèi)，之后，觀察層流采樣器中的液壓顯示器，緩慢調(diào)節(jié)層流采樣器中的分流控制器和同心式流量調(diào)節(jié)器，使液壓顯示計的讀數(shù)保持在0.2～0.3Mp；

f、保持水流狀態(tài)不變，將層流采樣器的采樣管出水端口直立向上，使管端流出的半球狀水面高度約為0.5cm，同時逆光觀察其內(nèi)部無微氣泡，即可開始取樣操作；

g、保持上述水流狀態(tài)，將層流采樣器的采樣管端插入到采樣瓶內(nèi)，手持采樣瓶并使之保持直立狀態(tài)，直至瓶內(nèi)水位緩慢上升到采樣瓶的相應(yīng)刻度為止；

h、關(guān)閉質(zhì)量穩(wěn)定器上的同心式流量調(diào)節(jié)器，使進入采樣瓶的水流截止，再將采樣瓶密封，放入保溫箱中恒溫保存。