專利名稱：海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物質(zhì)或物體的探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在海洋中，在水柱中的顆粒物質(zhì)沉降到海底形成沉積物的過(guò)程中，部分海水將留存于沉積物顆粒之間的空隙里，形成沉積物間隙水。海底沉積物間隙水的物理化學(xué)特征是沉積物中各種過(guò)程的綜合反映，對(duì)間隙水進(jìn)行研究可為認(rèn)識(shí)海底有關(guān)過(guò)程提供重要窗口， 因此，國(guó)內(nèi)外開展了大量的有關(guān)沉積物間隙水的研究。越來(lái)越多的資料表明，海底沉積物中發(fā)生的過(guò)程不僅存在空間上的變化，還具有隨時(shí)間變化的特征。而獲取海底沉積物間隙水的高質(zhì)量的時(shí)間序列樣品，成為有效地揭示這些時(shí)空變化的關(guān)鍵因素之一。海底沉積物間隙水的采集方法可分為兩類一是先采集沉積物樣品，再利用離心法或者壓榨法獲取沉積物中的間隙水；二是在原位采集沉積物間隙水。離心或壓榨的操作過(guò)程，可能會(huì)帶來(lái)污染以及因環(huán)境條件變化而引起的沉積物間隙水自身的變化，因此離心或壓榨的方法所獲得的間隙水往往不能很好反應(yīng)原位的狀況，而且不能獲得時(shí)間序列樣品。利用空腔實(shí)現(xiàn)了在海底原位采集沉積物間隙水，并且實(shí)現(xiàn)了原位的分層采集，但是每次作業(yè)對(duì)一個(gè)采樣層位也只能采集一個(gè)樣品，不能進(jìn)行同一位置的時(shí)間序列樣品采集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)原位、長(zhǎng)期、 連續(xù)、分層采集沉積物間隙水。具體包括流體長(zhǎng)期連續(xù)采集器和間隙水原位分層滲透部件等構(gòu)成的系統(tǒng)。本發(fā)明的海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)，由吊點(diǎn)1、浮球2、支架3、釋放器4、流體采 集器5、連接部件6和分層滲透連接件7組成，其中吊點(diǎn)1位于支架3上方，分層滲透連接件7位于支架3下方；分層滲透連接件7由滲透連接件和過(guò)濾環(huán)組裝而成，其功能在于插入沉積物中使不同層位的間隙水原位滲透進(jìn)入從而被采集；過(guò)濾環(huán)安裝于連接部件6之間，每一過(guò)濾環(huán)的采樣口分別通過(guò)管道與流體采集器5相連，流體采集器5由滲透泵和細(xì)長(zhǎng)樣品管組成，可在海底自動(dòng)長(zhǎng)期連續(xù)采集流體樣品，采集的流體樣品保存在細(xì)長(zhǎng)樣品管中； 流體采集器5、釋放器4和浮球2分別安裝于支架3上，釋放器4 一端連接支架3，另一端連接分層滲透連接件7，在長(zhǎng)期采樣完成后，在船上用釋放器甲板單元向釋放器4發(fā)出釋放指令，釋放器4釋放，使安裝流體采集器5的支架3與原位分層滲透部件7分離，攜帶流體采集器5上浮至海面回收。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)海底沉積物間隙水進(jìn)行原位長(zhǎng)期連續(xù)分層采集，一次投放和回收作業(yè)可連續(xù)采集到長(zhǎng)達(dá)1年的時(shí)間序列樣品。本發(fā)明中，所述分層滲透連接件7采用連接件裝配而成，裝配層間距有100mm、 300mm和500mm三種規(guī)格。
本發(fā)明中，所述分滲透連接件7末端采用變徑結(jié)構(gòu)，分滲透連接件7外徑從87mm 過(guò)渡到50mm。本發(fā)明的工作過(guò)程如下(1)在考察船上，將該采樣系統(tǒng)裝配好，將需要回收的采集器和釋放器裝配在支架上，并用浮球?qū)⒅Ъ芘渲贸稍诤Ｋ懈×Υ笥谥亓?，支架與分層滲透部件通過(guò)釋放器連接；(2)在工作海區(qū)，從考察船上將裝配好的該采樣系統(tǒng)吊放入水、 插入沉積物中；記錄作業(yè)位置，考察船離開，此時(shí)，在海底，沉積物原位間隙水將通過(guò)該采樣系統(tǒng)的過(guò)濾環(huán)向滲透連接件內(nèi)側(cè)滲透并被與該層位連接的流體采集器長(zhǎng)期連續(xù)采集；(3) 在預(yù)定采集時(shí)間(如1年)到達(dá)后，將考察船駛至上次投放工作點(diǎn)附近，通過(guò)釋放器的甲板單元向該采樣系統(tǒng)裝配的釋放器發(fā)出釋放指令，釋放器釋放；安裝流體采集器等的支架與原位分層滲透部件脫離，由于支架被配置成海水中浮力大于重力，因此它將攜帶流體采集器等上浮至海面，由考察船進(jìn)行回收；(4)回收流體采集器，即可獲得長(zhǎng)期連續(xù)采集的不同層位的間隙水樣品。 本發(fā)明的有益效果在于能夠同時(shí)對(duì)不同層位的沉積物間隙水進(jìn)行原位長(zhǎng)期連續(xù)采集，一次投放作業(yè)和回收作業(yè)，即可獲得長(zhǎng)達(dá)一年的連續(xù)采集的間隙水樣品，與其它采樣方法相比，采樣效率大為提高，并且樣品的時(shí)間分辨率高。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為吊點(diǎn)，2為浮球，3為支架，4為釋放器，5為流體采集器，6為連接部件，7為分層滲透連接件(連接件之間安裝過(guò)濾環(huán))。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1 將滲透連接件和過(guò)濾環(huán)組裝起來(lái)，組成間隙水原位分層滲透連接件7 ； 過(guò)濾環(huán)安裝于相鄰連接件之間，對(duì)應(yīng)每一安裝過(guò)濾環(huán)層位的采樣口分別通過(guò)外徑3mm、內(nèi)徑 Imm的PE管與流體采集器5相連；流體采集器5與釋放器4和浮球2等安裝于支架3上，并配置成海水中浮力大于重力；支架3通過(guò)釋放器與分層滲透連接件7相連，組成如圖1所示的采樣系統(tǒng)。在工作海區(qū)，從考察船上將裝配好的該采樣系統(tǒng)吊放入水、插入沉積物中；記錄作業(yè)位置，考察船離開，此時(shí)，在海底，沉積物原位間隙水將通過(guò)該采樣系統(tǒng)的過(guò)濾環(huán)向分層滲透連接件7內(nèi)側(cè)滲透并被與該層位連接的流體采集器5長(zhǎng)期連續(xù)采集。在預(yù)定采集時(shí)間(如1年)到達(dá)后，將考察船駛至上次投放工作點(diǎn)附近，通過(guò)釋放器的甲板單元向該采樣系統(tǒng)裝配的釋放器4發(fā)出釋放指令，釋放器4釋放；安裝流體采集器5等的支架3與原位分層滲透部件7脫離，由于支架3被配置成海水中浮力大于重力，因此它將攜帶流體采集器5 等上浮至海面，由考察船進(jìn)行回收。回收流體采集器5，即可獲得長(zhǎng)期連續(xù)采集的不同層位的間隙水樣品。
權(quán)利要求
1.一種海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)，由吊點(diǎn)(1)、浮球(2)、支架(3)、釋放器(4)、 流體采集器(5)、連接部件(6)和分層滲透連接件(7)組成，其特征在于吊點(diǎn)(1)位于支架 (3)上方，分層滲透連接件(7)位于支架(3)下方；分層滲透連接件(7)由滲透連接件和過(guò)濾環(huán)組裝而成，過(guò)濾環(huán)安裝于連接部件(6)之間，每一過(guò)濾環(huán)的采樣口分別通道管道與流體采集器(5)相連；流體采集器(5)、釋放器(4)和浮球(2)分別安裝于支架(3)上，釋放器(4) 一端連接支架(3)，另一端連接分層滲透連接件(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)，其特征在于所述分層滲透連接件(7)采用連接件裝配而成，裝配層間距為100mm、300mm和500mm三種規(guī)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底沉積物間隙水原位采集系統(tǒng)，其特征在于所述分滲透連接件(7)末端采用變徑結(jié)構(gòu)，分滲透連接件(7)外徑從87mm過(guò)渡到50mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海底沉積物間隙水原位提取系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在海底原位長(zhǎng)期連續(xù)分層采集沉積物間隙水樣品。該系統(tǒng)由吊點(diǎn)、浮球、支架、釋放器、流體采集器、連接部件和分層滲透連接件組成，吊點(diǎn)位于支架上方，分層滲透連接件位于支架下方；分層滲透連接件由滲透連接件和過(guò)濾環(huán)組裝而成，過(guò)濾環(huán)安裝于連接部件之間，每一過(guò)濾環(huán)的采樣口分別通過(guò)管道與流體采集器相連；流體采集器、釋放器和浮球分別安裝于支架上。采樣完成后，在船上用釋放器甲板單元向釋放器發(fā)出釋放指令，使流體采集器與原位分層滲透部件分離，流體采集器上浮至海面回收。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)海底沉積物間隙水進(jìn)行原位長(zhǎng)期連續(xù)分層采集，一次投放和回收作業(yè)可連續(xù)采集到長(zhǎng)達(dá)1年的時(shí)間序列樣品。
文檔編號(hào)G01N1/10GK102221485SQ20111009416
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者吳正偉, 周懷陽(yáng), 季福武, 李汶釗, 楊群慧, 王存明, 王虎 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)