專利名稱：一種原位分時(shí)段沉積物收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，涉及一種沉積物的原位分時(shí)段收集裝置，適用于湖泊、溪流、河流等非紊流水體中，對(duì)沉積物的原位分時(shí)段收集或泥沙淤積的長(zhǎng)期觀測(cè)。
背景技術(shù)：
在同一湖泊、河流的不同地帶，往往形成不同類型的沉積物。在近岸帶沉積的多數(shù)是粗顆粒的卵石、圓礫和砂土，遠(yuǎn)岸帶沉積的則是細(xì)顆粒的砂土和粘性土。湖泊如逐漸淤塞，則可演變成沼澤，形成沼澤沉積物，包括泥沙和植物腐殖質(zhì)。對(duì)沉積物的沉降速率、理化性質(zhì)等研究是揭示湖泊河流地質(zhì)地貌、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)的重要手段，在以往的研究中得到了大量的應(yīng)用。在研究沉積物理化性質(zhì)和微生物多樣性、酶活性或者沉積物沉降淤積速率時(shí)，常常需要對(duì)沉積物進(jìn)行原位的分時(shí)段采樣。 以往的沉積物采樣器多為鉆取式、抓握式采樣，這些采樣方式多為一次性采樣。如申請(qǐng)?zhí)枮?2150917. 4的發(fā)明專利，通過(guò)機(jī)械手夾持住T型手持桿，將采樣器豎直插入水體沉積物中，并在插下過(guò)程中，通過(guò)襯筒下部梅花瓣脫離插筒，合攏切斷沉積物完成采樣動(dòng)作，可以采集海底的沉積物；申請(qǐng)?zhí)枮?00410026847. 3的發(fā)明專利，通過(guò)安裝在采樣管的上口部的球閥裝置中的球閥與采樣管的管口上的密封圈的密封配合，使采樣器在采樣后上拉時(shí)構(gòu)成對(duì)采樣管上管口的封閉，形成采樣管內(nèi)的真空狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)樣品無(wú)擾動(dòng)保持原狀態(tài)采樣；申請(qǐng)?zhí)枮?00810155288. 4的發(fā)明專利，在采樣管插入或脫離采樣頭的結(jié)構(gòu)采用采樣頭上設(shè)置的彈簧及斜面卡塊與采樣管外徑的臺(tái)階面，來(lái)配合完成采樣；申請(qǐng)?zhí)枮?00810126080. X的發(fā)明專利，同樣是一種手動(dòng)旋轉(zhuǎn)式柱狀沉積物采樣器，采樣時(shí)通過(guò)持T型手柄，將采樣器豎直插入水底沉積物中，在插下過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)下壓T型手柄將柱面螺旋鉆頭旋轉(zhuǎn)向下完成采樣動(dòng)作；申請(qǐng)?zhí)枮?00820144159.0的發(fā)明專利，通過(guò)一種由取樣斗、支撐系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和加長(zhǎng)系統(tǒng)組成的摳抓式表層沉積物采樣器，通過(guò)支撐系統(tǒng)控制取樣斗的開(kāi)啟與閉合完成采樣；申請(qǐng)?zhí)枮?00920119876. 2的發(fā)明專利，通過(guò)包括內(nèi)腔相互連通的加力管、采樣管、采樣頭，將端部帶有刀頭的采樣頭插入沉積物采得樣品。對(duì)沉積物進(jìn)行原位分時(shí)段采集的裝置并不多見(jiàn)。申請(qǐng)?zhí)枮?011100101309的發(fā)明專利對(duì)消落帶的泥沙淤積進(jìn)行收集，也可以應(yīng)用于湖泊、河流等水體中沉積物的收集，但是其設(shè)計(jì)不能滿足多時(shí)段的收集。本發(fā)明內(nèi)置的可卸載式采樣管與管架系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)多時(shí)段采樣，并且可以根據(jù)需求配置不同的采樣管數(shù)量與規(guī)格，并且內(nèi)置于起到保護(hù)作用的底座內(nèi)，可以避免對(duì)水體微環(huán)境的破壞，保證多時(shí)段收集的沉積物的同源性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原位分時(shí)段取樣的沉積物收集裝置，尤其適用于湖泊、河流等非紊流水體沉積物的采樣。裝置的主體包括四個(gè)部分底座，支撐系統(tǒng)，采樣管與管架系統(tǒng)，以及內(nèi)置固定基質(zhì)。
底座為上端開(kāi)口的圓柱體，在底座中間高度的內(nèi)部焊接一凸環(huán)，用于承載管架；底座外的支撐系統(tǒng)由三根豎向主桿和橫向環(huán)套焊接在一起構(gòu)成，三根豎向主桿呈等邊三角形分布，插入水底的泥土中起到固定支撐底座的作用，橫向環(huán)套上設(shè)有四顆螺絲，用來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)套與底座之間的相對(duì)位置，從而調(diào)節(jié)底座在水底的高度；底座內(nèi)嵌可拆卸式的采樣管與管架系統(tǒng)，管架通過(guò)放置在底座內(nèi)部凸環(huán)上被固定，管架與采樣管配套，可插入并固定若干個(gè)一定大小的采樣管，采樣管的數(shù)量與大小規(guī)格可根據(jù)需求定制，采樣管上可帶有刻度，其上沿與底座上沿在同一個(gè)水平面；采樣管內(nèi)置固定基質(zhì)，將流動(dòng)水體中的沉積物有效地吸附和固定在管中。本發(fā)明的特點(diǎn)是此采樣裝置一次性固定在采樣位點(diǎn)，之后每次采樣時(shí)不再取出整個(gè)裝置，而只取出內(nèi)部的采樣管，本裝置的底座設(shè)計(jì)為樣品的收集提供一個(gè)穩(wěn)定的微環(huán)境，從而避免了對(duì)水底泥沙和沉積物的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)原位分時(shí)段的樣品采集。本裝置的底座與支持系統(tǒng)的相對(duì)高度可針對(duì)水體的波動(dòng)情況進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，采集管內(nèi)的固定基質(zhì)可保證沉積物的有效采集。采集管和管架系統(tǒng)采用可拆卸式，可根據(jù)泥沙和沉積物的淤積情況，靈活 配置采集管的數(shù)量和大小規(guī)格，滿足不同的采集樣品量和采集次數(shù)的要求。


圖I是整個(gè)裝置的外觀示意圖；圖2是采樣裝置內(nèi)部的側(cè)剖圖；圖3_1和圖3_2是米樣裝置俯視圖；其中，I為底座，2為橫向環(huán)套,3為豎向支柱,4為采樣管,5為管架,6為固定基質(zhì)，7為螺絲,8為底座內(nèi)凸環(huán),9為水體,10為水泥交界面，11為水底泥土。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明如圖I和圖2所示，裝置的主體包括四個(gè)部分底座1，支撐系統(tǒng)，采樣管4與管架5系統(tǒng)，以及內(nèi)置固定基質(zhì)6。所述的底座I為上端開(kāi)口的圓柱體，在底座I中間高度的內(nèi)部焊接一凸環(huán)8，用于承載管架5 ;建議底座I采用金屬材質(zhì)，其建議尺寸為底座I的內(nèi)直徑為50cm，高度為23cm0所述的支撐系統(tǒng)在底座I外，由三根豎向主桿3和橫向環(huán)套2焊接在一起構(gòu)成，三根豎向主桿3呈等邊三角形分布，插入水體泥土中起到固定支撐底座I的作用，橫向環(huán)套2上設(shè)有四顆螺絲7，用來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)套2與底座I之間的相對(duì)位置，從而調(diào)節(jié)底座I在水底的高度；建議支撐系統(tǒng)采用金屬材質(zhì)，其建議尺寸為三根豎向主桿3高度為30cm，橫向環(huán)套2的內(nèi)直徑為53cm。所述采樣管4與管架5系統(tǒng)位于底座I內(nèi)，為可拆卸式，管架5通過(guò)放置在底座內(nèi)部凸環(huán)8上被固定，管架5與采樣管4配套，可插入并固定若干個(gè)一定大小的采樣管4，采樣管4的數(shù)量與大小規(guī)格可根據(jù)需求定制，采樣管4上可帶有刻度，放入管架后其上沿與底座I上沿在同一個(gè)水平面。建議管架5采用金屬材質(zhì)，采樣管4采用PVC或者玻璃材質(zhì)；建議常用的兩種規(guī)格與數(shù)量為
I、如圖3-1，大容量配置32個(gè)采樣管4，采樣管4的內(nèi)直徑為5cm，高度為20cm，管架直徑為50cm，內(nèi)有32個(gè)直徑為6cm的管洞。此采樣管的容量為0. 35L，建議采用PVC材質(zhì)。2、如圖3-2，小容量配置100個(gè)采樣管，采樣管的內(nèi)直徑為3cm，高度為20cm，管架直徑為50cm，內(nèi)有100個(gè)直徑為3. 5cm的管洞。此采樣管的容量為0. 1L，建議采樣玻璃材質(zhì)。所述固定基質(zhì)6置于采樣管4內(nèi)，使得流動(dòng)水體中的沉積物固定在管中不再倒流，選擇固定基質(zhì)時(shí)要保證其不會(huì)阻塞沉積物的流入。具體實(shí)施步驟為根據(jù)研究目的選擇需要采集的沉積物類型，選擇湖岸或者湖心的合適位點(diǎn)，放入收集器，并在放入地點(diǎn)做好標(biāo)記。如圖I所示，把豎向主桿3插入水底泥土 11中，擰松螺絲7將環(huán)套2松開(kāi)，調(diào)節(jié)底座I的高度使得其上沿剛好在水泥交界面10。如果水體9波動(dòng)較大，則根據(jù)波動(dòng)劇烈情況高出交匯線I 5厘米?？梢灶A(yù)設(shè)一個(gè)高度，隔一段時(shí)間根據(jù)泥沙收集情況調(diào)節(jié)高度，收集器若太低易導(dǎo)致沉積物再懸浮，太高易導(dǎo)致沉積物無(wú)法完全進(jìn)入采樣管4內(nèi)。調(diào)節(jié)好高度后將螺絲7擰緊，則底座I高度被固定。之后根據(jù)采樣的量選擇大容量或者小容量的采樣管4與管架5系統(tǒng)，將采樣管4和管架5放入底座內(nèi)凸環(huán)8上。注意不要讓泥沙進(jìn)入采樣管4，如果進(jìn)入，則倒出泥沙并洗干凈。之后把固定基質(zhì)6放入采樣管內(nèi)，避免沉積物再懸浮和倒流。隔一段時(shí)間后檢查水體9的波動(dòng)情況，根據(jù)其情況，通過(guò)松緊螺絲7來(lái)調(diào)整底座I的高度。根據(jù)研究所需的時(shí)間或者所需量，定期收取沉積物樣品。收樣時(shí)，將所需的采樣管4取出，注意不要過(guò)分?jǐn)_動(dòng)水體9，不要挪動(dòng)底座I的位置。下一時(shí)段用同樣的方法取得樣品，可以保證采集的樣品為同一位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了沉積物的原位分時(shí)段收集。
權(quán)利要求
1.一種原位分時(shí)段沉積物收集器，其包括四個(gè)部分底座，支撐系統(tǒng)，采樣管和管架系統(tǒng)，以及內(nèi)置固定基質(zhì)； 所述的底座為上端開(kāi)口的圓柱體，底座內(nèi)有凸環(huán)用于承載采樣管和管架系統(tǒng)； 所述的支撐系統(tǒng)由底座外層的三根豎向的主桿和橫向的環(huán)套焊接在一起構(gòu)成，三根豎向主桿呈等邊三角形分布，用于插入水底的泥土中起到固定支撐底座的作用，環(huán)套上有四顆螺絲，用于調(diào)節(jié)松緊使得底座與環(huán)套之間的相對(duì)位置具有可調(diào)性，從而通過(guò)調(diào)節(jié)底座與支撐系統(tǒng)的相對(duì)位置來(lái)調(diào)節(jié)底座在水底的高度； 所述的管架與采樣管配套，管架放置在底座內(nèi)凸環(huán)上而被固定，采樣管插入管架后其上沿與底座上沿齊平，采樣管的數(shù)量與大小規(guī)格根據(jù)需要定制，采樣管與管架為可拆卸式； 所述的采樣管內(nèi)置固定基質(zhì)，即不阻礙沉積物的流入，也能將流動(dòng)水體中的沉積物固定在管內(nèi)而不再懸浮。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于湖泊、河流等非紊流水體的原位分時(shí)段沉積物收集裝置，可實(shí)現(xiàn)沉積物的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和原位分時(shí)段采集，避免對(duì)水底沉積物微環(huán)境的破壞。該裝置包括四個(gè)部分底座，支撐系統(tǒng)，采樣管與管架系統(tǒng)，以及內(nèi)置固定基質(zhì)。所述底座為上端開(kāi)口的圓柱體，內(nèi)有凸環(huán)用于承載采樣管與管架系統(tǒng)；所述支撐系統(tǒng)由三根豎向主桿和橫向環(huán)套焊接在一起構(gòu)成，三根主桿呈等邊三角形分布，用于插入水底泥土中起到固定支撐底座的作用，環(huán)套上有四顆螺絲，用于調(diào)節(jié)底座與環(huán)套之間的相對(duì)位置，從而調(diào)節(jié)底座的高度；所述采樣管與管架系統(tǒng)配套，為可拆卸式，可根據(jù)需求定制數(shù)量與大小規(guī)格；所述采樣管內(nèi)置固定基質(zhì)將流入管內(nèi)的沉積物固定在管內(nèi)而避免再懸浮。
文檔編號(hào)G01N1/10GK102636371SQ20121012227
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者崔保山, 張永濤, 王婷婷, 藍(lán)艷, 韓禎 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)