淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及環(huán)境監(jiān)測采樣器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可以用于淺水河道或湖泊等水體環(huán)境中的淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置。

背景技術(shù)：

沉積物監(jiān)測是水體環(huán)境調(diào)查和科學(xué)研究中一項(xiàng)重要組成部分，對于研究水體中各種污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及對底棲生物生態(tài)的影響具有重要意義。沉積物采樣裝置是水體環(huán)境監(jiān)測中必不可少的工具之一，目前我國公知的沉積物采樣裝置主要為抓斗式沉積物采樣裝置和柱狀沉積物采樣裝置。

抓斗式沉積物采樣裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但其依靠人為拋投并借助采樣裝置自身重量使其插入沉積物，難以控制深度，且對表層沉積物樣品擾動(dòng)大、密閉性差，導(dǎo)致樣品流失、變質(zhì)等問題，并不能反映真實(shí)的表層沉積物狀況。

柱狀沉積物采樣裝置通過垂直插入沉積物中獲取柱狀沉積物樣品，目前使用的柱狀沉積物采樣裝置有重力采樣裝置、振動(dòng)活塞采樣裝置和重力活塞采樣裝置，這些采樣裝置大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大且笨重，操作不便，價(jià)格昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置，本實(shí)用新型能夠更有效且對沉積物無擾動(dòng)的采樣，且能精確控制采樣沉積物厚度，同時(shí)操作簡單、造價(jià)低廉、操作方便，采樣過程對沉積物擾動(dòng)較小，采得的樣品能反映沉積物真實(shí)情況。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置，其特征在于，包括：中空的采樣管、設(shè)置在采樣管內(nèi)的活塞桿以及設(shè)置于桿柄活塞桿下端的活塞；所述采樣管與所述活塞滑動(dòng)嵌合；所述活塞與水體接觸端安裝有一層濾水蓋；所述濾水蓋上開有過水孔；活塞桿為中空的桿體，所述中空的桿體下端為開口并且穿過所述活塞與所述濾水蓋連接；中空的桿體的下端的桿體內(nèi)設(shè)有止回瓣，中空的桿體的上端與排水軟管連通。

進(jìn)一步的，所述采樣管和所述活塞桿為硬質(zhì)材料。

進(jìn)一步的，所述硬質(zhì)材料為不銹鋼。

進(jìn)一步的，所述采樣管與沉積物接觸端為楔形卡扣形狀，以利于在采樣沉積物后沉積物保持在所述采樣管內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述采樣管標(biāo)有刻度；所述活塞桿表面也標(biāo)有刻度，所述活塞桿表面的刻度在所述活塞推至采樣管接觸沉積物端的最下端時(shí)，與所述采樣管的刻度保持一致。

進(jìn)一步的，所述活塞桿包括兩根中空的桿體，兩根中空的桿體的上端與把柄形成“π”型連接并與排水軟管連通。

進(jìn)一步的，所述兩根中空的桿體于把柄中合至一根，形成排水軟管。

進(jìn)一步的，所述活塞采用橡膠材料；所述濾水蓋上的過水孔的孔徑為1~2mm。

進(jìn)一步的，所述中空的桿體與所述活塞采樣固定或者可拆卸連接。

進(jìn)一步的，所述活塞桿下端設(shè)有螺紋段，所述濾水蓋與所述活塞套設(shè)在所述螺紋段上，通過螺母兩端固定。

本實(shí)用新型根據(jù)淺水沉積物采樣的實(shí)際需求，開發(fā)了一種適合于淺水水體沉積物無擾動(dòng)、操作方便的柱狀采樣裝置及采樣方法，其有益效果是：

1、采用止回瓣排水結(jié)構(gòu)，將沉積物上的上覆水排出，減少水層對沉積物的壓力，使活塞下儲存沉積物區(qū)域形成負(fù)壓，能夠使沉積物隨采樣裝置一同脫離水體。采樣過程中對表層沉積物無擾動(dòng)，多孔濾水蓋的設(shè)計(jì)能有效提高排水效率和防止軟管堵塞；

2、采樣管和活塞桿上表面均標(biāo)有刻度，可以采取不同厚度的表層沉積物，且能有效控制活塞最終推進(jìn)位置，使得沉積物和上覆水無擾動(dòng)分開；

3、采樣管與沉積物接觸端采用楔形卡扣設(shè)計(jì)，楔形有益于采樣裝置插入沉積物?？墼谘b有沉積物采樣裝置取出水體時(shí)，和活塞形成的負(fù)壓同時(shí)保持沉積物附著在采樣管中。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中活塞桿及活塞結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中A處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖（采樣管與沉積物接觸端剖面圖）。

圖4是圖2中B處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖（活塞桿內(nèi)置軟管匯合圖）。

圖5是圖2中C處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型中活塞下端的濾水蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1至圖6中，1-采樣管，2活塞桿，3-排水軟管，4-活塞，5-止回瓣，6-螺母，7濾水蓋。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施本實(shí)用新型的過程、條件、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之處，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本實(shí)用新型沒有特別限制內(nèi)容。

實(shí)施例1

本實(shí)用新型中淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置是通過止回瓣排水而防止進(jìn)水的無擾動(dòng)柱狀采樣器，通過活塞形成負(fù)壓和楔形卡扣附著，使得沉積物樣品能隨采樣裝置一同取出，完成整個(gè)采樣過程。

本淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置，包括：中空的采樣管1、設(shè)置在采樣管1內(nèi)的活塞桿2以及設(shè)置于桿柄活塞桿2下端的活塞4；所述采樣管1與所述活塞4滑動(dòng)嵌合；所述活塞4與水體接觸端安裝有一層濾水蓋7；所述濾水蓋7上開有多個(gè)小面積的過水孔；活塞桿2為中空的桿體，所述中空的桿體下端為開口并且穿過所述活塞4與所述濾水蓋7連接；中空的桿體的下端的桿體內(nèi)設(shè)有止回瓣5，中空的桿體的上端與排水軟管連通。

進(jìn)一步的，所述采樣管1和所述活塞桿2為硬質(zhì)材料。所述硬質(zhì)材料為不銹鋼。所述采樣管1與沉積物接觸端為楔形卡扣形狀，以利于在采樣沉積物后沉積物保持在所述采樣管1內(nèi)。所述采樣管1標(biāo)有刻度；所述活塞桿2表面也標(biāo)有刻度，所述活塞桿2表面的刻度在所述活塞4推至采樣管1接觸沉積物端的最下端時(shí)，與所述采樣管1的刻度保持一致。所述活塞桿2包括兩根中空的桿體，兩根中空的桿體的上端與把柄形成“π”型連接并與排水軟管連通。所述兩根中空的桿體于活塞的把柄中合至一根，形成排水軟管3。所述活塞4采用橡膠材料；所述濾水蓋7上的過水孔的孔徑為1~2mm。所述中空的桿體與所述活塞4采樣固定或者可拆卸連接。所述活塞桿2下端設(shè)有螺紋段，所述濾水蓋7與所述活塞4套設(shè)在所述螺紋段上，通過螺母6兩端固定。

如圖1、圖2、圖4和圖5所示，本實(shí)施例1中，淺水表層沉積物無擾動(dòng)的柱狀采樣裝置，包括采樣管1，以及內(nèi)嵌在采樣管1中的活塞桿2，以及安置在中空活塞桿2中的排水軟管3和止回瓣5，排水軟管3和止回瓣5連接于活塞4一端，活塞4另一端加有濾水蓋7。本實(shí)施例1中所提出的采樣裝置中采樣管1由不銹鋼制成，活塞桿2由PVC制成，活塞4采用橡膠制成，止回瓣5采用硅膠制成。本實(shí)施例1中所提出的采樣裝置中采樣管1的A區(qū)域設(shè)計(jì)為楔形卡扣形狀，利于在采樣沉積物后沉積物保持在采樣管1內(nèi)。本實(shí)施例1中所提出的采樣裝置中采樣管1和活塞桿2可根據(jù)采樣水域的水體深度設(shè)計(jì)長度，并在采樣管1和活塞桿2外表面從接觸沉積物端開始標(biāo)有刻度，且保持一致，這能夠精確采集沉積物的厚度。本實(shí)施例1中所提出的采樣裝置中活塞桿2使用兩根中空活塞桿，并與一根中空活塞柄形成“π”型連接，使得內(nèi)通的排水軟管3在中空活塞柄中連接排水。本實(shí)施例1中所提出的采樣裝置中活塞4與采樣管1滑動(dòng)嵌合，活塞桿2穿過活塞4和濾水蓋7，用螺母6進(jìn)行固定，濾水蓋7上方可預(yù)留一定空間作為排出的上覆水積水地，上覆水通過中空活塞桿中的止回瓣5與沉積物分離，且有效防止上覆水由于重力作用回流。

實(shí)施例2

本實(shí)施例2中采用本淺水表層沉積物柱狀采樣裝置，對實(shí)驗(yàn)室使用柱狀有機(jī)玻璃裝置模擬黑臭河道的沉積物進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)施例2中，模擬黑臭河道的柱狀有機(jī)玻璃裝置內(nèi)徑為0.14 m，高為1.00 m，底泥鋪有0.05 m細(xì)沙，從黑臭河道采回的沉積物厚度為0.3 m，上覆水高度為0.6 m，本次沉積物取表層5 cm的沉積物。

首先，根據(jù)模擬黑臭河道深度，制備1 m的采樣管1和1.2 m的活塞桿2。安裝并調(diào)試采樣裝置，確保采樣裝置穩(wěn)固以及活塞桿2能在采樣管1中正?；瑒?dòng)嵌合。

接著將活塞桿2拉至最高處，再將采樣裝置緩緩并確保垂直放入模擬河道中。當(dāng)采樣管1外表面的液面顯示刻度為0.6 m時(shí)，表面采樣管1底端以及接觸沉積物。此時(shí)，緩緩將采樣管1用力插入沉積物，當(dāng)采樣管1外表面的液面顯示刻度為0.65 m時(shí)，停止插入。

隨后將活塞桿2緩緩?fù)迫胨校迫氲倪^程中可以將排水軟管3接入另備容器中，可減少對模擬河道的干擾。當(dāng)活塞桿2在采用管1最高端處刻度為0.6 m時(shí)，停止推入。

最后，取出采樣裝置。將采樣管1含有沉積物樣品一端放入保存樣品容器中，并將活塞桿2推入至底，再將采集的沉積物放置保存。

實(shí)施例3

本實(shí)施例3中采用本淺水表層沉積物柱狀采樣裝置，對某淺水型黑臭河道的沉積物進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)施例中，采樣水域水深1.5 m，沉積物厚度大于0.5 m，水流速度緩慢，本次沉積物取表層5 cm的沉積物。

首先，根據(jù)黑臭河道深度，制備2 m的采樣管1和2.2 m的活塞桿2。安裝并調(diào)試采樣裝置，確保采樣裝置穩(wěn)固以及活塞桿2能在采樣管1中正?；瑒?dòng)嵌合。

接著將活塞桿2拉至最高處，再將采樣裝置緩緩并確保垂直放入河道中。當(dāng)采樣管1外表面的液面顯示刻度為1.5 m時(shí)，表面采樣管1底端以及接觸沉積物。此時(shí)，緩緩將采樣管1用力插入沉積物，當(dāng)采樣管1外表面的液面顯示刻度為1.55 m時(shí)，停止插入。

隨后將活塞桿2緩緩?fù)迫胨校?dāng)活塞桿2在采用管1最高端處刻度為1.5 m時(shí)，停止推入。

最后，取出采樣裝置。將采樣管1含有沉積物樣品一端放入保存樣品容器中，并將活塞桿2推入至底，再將采集的沉積物放置保存。

本實(shí)用新型的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上技術(shù)方案，在不背離實(shí)用新型構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本實(shí)用新型中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍所述控制單元與所述溫度檢測單元電連接。