[发明专利]底泥与上覆水采集设备及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于湖泊、水库的大型底泥采样设备，尤其涉及一种浮式深水柱状底泥与上覆水采集设备，还涉及这种采集设备的操作方法。

背景技术

底泥指水体沉积物，通常是粘土、泥沙、有机质及各种矿物质的混合物。河流、水库中的底泥大都来源于地面，是地表水和雨水携带地面泥土进入水体而形成，所以一般底泥中含有大量有机质和各类矿物质，这些物质在水体底部，经过复杂的物理、化学及生物作用，不断分解转化，并在一定条件下向水体释放各类有毒有害物质，因而成为湖泊、水库污染的重要源头之一。近年来，关于水体内源污染的研究日渐深入，已经是水污染治理的一个重要方面。底泥作为水体内源污染物的载体，是内源污染物研究的关键之所在。因此水体中底泥的采集分析就显得尤为重要。在底泥的采集过程中，要最大限度保证底泥样品的完整和真实，最大程度避免对底泥样品的扰动。

现有的底泥采样装置主要分为两类：一类是抓斗式采样器；另一类是钻取式又称圆筒式采样器。

抓斗式采样器的工作原理是通过抓取的方式将底泥存入抓斗。这类的采样器对底泥采集厚度有限，一般为15cm以内的表层底泥；采样时破坏了底泥的分层结构，泥样为混合泥样；取样过程中泥样容易流失；无法在取得泥样的同时采集上覆水。

钻取式又称筒式采样器,其工作原理是通过外力作用于取样器，使得采样器垂直插入底泥中，从而底泥得以在采样器中保存。这类取样器的采样深度有限，限制了其使用范围；样品不便保存；无法同时采集底泥上覆水。

本发明内容

本发明的目的在于提供一种底泥采集设备，解决现有技术存在的采集底泥时对底泥样品扰动大及无法在取得底泥的同时采集上覆水的问题。

本发明的另一个目的在于提供上述采集设备的操作方法。

本发明的目的是这样实现的，底泥与上覆水采集设备，包括承载平台和设置在承载平台上的取样装置、动力装置；取样装置通过卷扬机与动力装置连接；取样装置包括支架、主钢缆和钻机，支架位于承载平台之上，主钢缆连接卷扬机且从支架顶端竖直垂下，主钢缆下端依次连接连接杆、花式钻杆、钻筒及钻头，钻筒内部装有取样筒。

本发明的特点还在于：

连接杆为多节，依次连接。

承载平台上还设有保护钢缆，钻筒与保护钢缆连接。

花式钻杆杆壁上有均匀分布的排水孔，两端通过螺纹与连接杆和钻筒连接。

取样筒为白色PVC管，其外径略小于钻筒内径，并配有密封盖。

还包括打孔器和取水瓶，取水瓶为透明聚乙烯瓶。

本发明的第二个目的是这样实现的，上述采集设备的操作方法，

通过动力装置、卷扬机带动主钢缆，将连接杆、花式钻杆、钻筒及钻头垂直放入水中，然后通过钻机将钻筒下钻至适当深度，通过取样筒取样，最后，再通过动力装置、卷扬机带动主钢缆提升连接杆，直到钻筒提升至承载平台以上。

具体操作步骤如下：

（1）将承载平台拖至采样点，放下四个铁锚(3)，锚定承载平台；

（2）启动动力装置和卷扬机，通过主钢缆将连接杆、花式钻杆、钻筒及钻头垂直放入水中，若还需连接第二节连接杆，只需将主钢缆(12)和首节连接杆(8)分离，将主钢缆(12)与第二节连接杆一端连接，第二节连接杆另一端与首节连接杆(8)相连，依次连接，直到钻筒(10)接触底泥；

（3）卸掉主钢缆(12)，将钻机（6）与尾节连接杆(8)相连，启动钻机（6），直至钻筒下钻至适当深度；

（4）分离钻机（6）与连接杆(8)，将主钢缆(12)与连接杆连接，逐级提升并拆卸连接杆(8)，直到钻筒(10)提升至承载平台作业面以上，缓慢下落钻筒(10)，将钻头(11)一端轻放于承载平台之上，保持钻筒(11)直立；

（5）取下钻头(11)，启动卷扬机(5)缓慢提升钻筒(10)，取样筒(13)逐渐与钻筒(10)分离；待取样筒(13)完全从钻筒(10)中抽出，在取样筒(13)外壁标记底泥上表面所在位置，静置取样筒(13)30min,然后用打孔器(18)在标记点以上2-3mm处打孔，待有水流出时用取样瓶(17)收集上覆水。

（6）上覆水收集完成之后，从标记处分离底泥上表面以上取样筒部分，用密封盖(16)封闭取样筒两端，将完整底泥样品保留在取样筒(13)中。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明底泥与上覆水采集设备将底泥样品存储在柱状取样筒内，这可以采集到垂向完整，具有分层结构的柱状底泥。