[发明专利]一种管道原状沉积物取样器及其取样方法

说明书

本发明公开了一种管道原状沉积物取样器及其取样方法，所述取样器包括取样管、气压柱组件和支撑组件；所述气压柱组件与气源相连接，推动气压柱向上运动，触碰到管道上壁之后迫使取样管向下插入沉积物进行取样。所述支撑组件包括支撑套管、逆时针缠绕在所述支撑套管上且电流大小可调节的电线丝，所述气压柱组件穿套于所述支撑套管内。该取样器可以深入管道内部进行原状取泥活动，而不对管道内的泥产生较大的扰动。能够最大程度的保证沉积物的原状取样，不破坏沉积物内部层状结构，可完整的保留沉积物的层状结构，实现原状取样。

技术领域

本发明涉及水环境修复技术领域，特别是涉及一种管道原状沉积物取样器及其取样方法。

背景技术

近年来，城市内涝频繁发生，除了极端天气的外部原因之外，也与雨水管道淤积造成管道容积及过流能力下降有关，而城市雨水管道沉积物的存在是导致管道淤积、输水能力下降的主要原因。遇到暴雨天气时，雨水管道沉积物又会被径流冲刷而进入水体，形成冲击性污染负荷，沉积物中赋存的污染物会重新释放入水体，对河道生态系统产生威胁。此外，雨水管网沉积物在微生物作用下，产生的H2S等有毒有害气体会腐蚀管道以及威胁相关从业人员的安全。因此，开展雨水管道沉积物的研究对提升雨水管道系统自身功能以及削减沉积物污染等方面具有重要意义。

相关研究将管道沉积物构成分为三部分：近底层固体(Near bed solid)、有机层(Organic layer)和生物膜(Biofilm)。管道沉积物三个部分之间的理化特性(颗粒粒径、含水率、污染物赋存量等)以及抗水力冲刷特性等各方面具有较大差异。而关于管道沉积物的报道还不全面，且大部分来源于国外学者，国内对管道沉积物的研究报道较少。国内雨水管道系统中，除检查井中设有一定维修空间外，其余管道部分基本没有预留空间，这使得国内研究者采集管道沉积物变得十分困难。

而采集管道沉积物的样品是研究管道沉积物的理化性质、生物多样性以及污染负荷等方面的必备环节，因此，提出一种雨水管道沉积物的原状采样方法是十分必要且具有重要意义的。目前，关于雨水管道沉积物的采样方法较少，较多的方法是应用于河道、湖泊或海洋沉积物的采样方法。

然而相比于河湖海沉积物，雨水管道沉积物所在环境以及沉积物自身性质(厚度、密度、构成)等方面有着很大差异，这使得上述发明或发明专利难以实现对管道沉积物的原状保真取样。而管道沉积物样品的原状保真对于研究管道沉积物具有十分重要意义，因此，公开一种雨水管道沉积物原状取样器及其取样方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中不能解决雨水管道沉积物原状取样以及无法深入管道内部取样的难题，而提供一种管道原状沉积物取样器，该取样器可以深入管道内部进行原状取泥活动，而不对管道内的泥产生较大的扰动。

本发明的另一个目的是，提供一种管道原状沉积物取样器的取样方法，该方法操作简单，无需人工进入管道内部就可以将管道内的泥原状取出。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种管道原状沉积物取样器，包括取样管、气压柱组件和支撑组件；

所述气压柱组件包括顶端开口的气压柱外筒、位于所述气压柱外筒内的气压柱、固定连接在所述气压柱顶部且位于所述气压柱外筒上方的防滑脱横杆和固定连接在所述气压柱底端且边缘与所述气压柱外筒内壁密封连接的橡皮碗，所述气压柱外筒下端侧壁上设置有与气源相连接的进气口；

所述取样管两端开口，其中底端开口为进样口，顶端开口为出样口，所述出样口上设有可拆卸连接的取样盖，所述取样盖的顶端可拆卸的连接在所述气压柱外筒底部；

所述支撑组件包括支撑套管、逆时针缠绕在所述支撑套管上的电线丝和固定连接在所述支撑套管侧壁且与所述支撑套管相垂直的把手，所述气压柱外筒穿套于所述支撑套管内，且所述电线丝通过外接电路供电时，对金属材质的气压柱外筒形成向上的电磁力，所述电线丝外侧设有绝缘包裹层(陶瓷，绝缘橡胶等)。