CN104949861A - 一种湖泊底泥采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湖泊底泥采样装置，包括工作平台、操控装置和采样器，所述工作平台由若干真空油桶、钢制框架和木板构成，相邻两个真空油桶之间通过钢制框架固定连接，木板固定于钢制框架的上方，木板的四角固定有铁环，所述操控装置由钻机、钻杆、支架、辅助支架、滑轮和钢丝绳构成，钻机、支架和辅助支架安装在木板上方，且位于木板的正中央，木板的正中央设有采样孔，钻杆上端与钢丝绳相连，钢丝绳通过滑轮与钻机上的卷扬机相连，钻杆下端穿过位于采样孔正上方的固定钻孔。本发明具有不受航道限制、成本低、效率高、样品完整性良好等优势，并可迅速拆卸、组装，陆地拖运至任意水体采样，同时采样器强度高，具有良好防腐蚀和抗压性能。

Description

一种湖泊底泥采样装置

技术领域

本发明涉及水环境污染防治工程领域，具体涉及一种湖泊底泥采样装置。

背景技术

目前对于深水底泥的采集主要分为掘式采泥装置、锥式(钻式)采泥装置和管式泥芯采样装置三类。掘式采泥装置尽管具有一次采泥量大，但最深仅能采集底泥表层10-20厘米的样品；锥式(钻式)采泥装置具有结构简单、操作方便等特点，其缺点为一次采样量较少；管式泥芯采样装置，可以获取完整的垂直分布底泥样品。管式泥芯采样装置因能够较好地适用于底泥柱状剖面样品的采集，在深入考察底泥的物理、化学、生物特性和掌握物质能量循环规律方面体现了较强的优势，故而在底泥采集中得到了广泛应用。

管式泥芯采样装置按照动力类型来源不同可分为便携式手动采样器和大型机械采样装置。对于深水湖泊底泥采集，手动采样器无法采集有效底泥样品，而大型机械式采样设施虽省时省力，但其采样成本、人员技能要求等很高，并不适合大部分湖泊采样。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种湖泊底泥采样装置，无需搭载船舶，既能单独稳定地浮于水面，采集湖泊完整性底泥，又可被拖行至岸边任意工作或保管地，不受航道限制；不但操作简单，还可以采集完整的底泥垂直剖面样品。可用以探讨底泥垂直剖面各层中污染物的特征，经与年代建立关系后，追溯污染物的历史特征；样品采集后，可透过取样窗观察底泥的采集情况，以便分类、分层切割样品。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种湖泊底泥采样装置，包括工作平台、操控装置和采样器，所述工作平台由若干真空油桶、钢制框架和木板构成，相邻两个真空油桶之间通过钢制框架固定连接，木板固定于钢制框架的上方，木板的四角固定有铁环，用于连接船锚或钢管，使其穿过铁环插入水底，固定位置，以便取样，所述操控装置由钻机、钻杆、支架、辅助支架、滑轮和钢丝绳构成，钻机、支架和辅助支架安装在木板上方，且位于木板的正中央，木板的正中央设有采样孔，钻杆上端与钢丝绳相连，钢丝绳通过滑轮与钻机上的卷扬机相连，钻杆下端穿过位于采样孔正上方的固定钻孔，所述采样器为内径8厘米、高2米的圆柱钢筒，采样器的侧面设置有长1.8米、宽6厘米的取样窗，取样窗四周均匀开设有螺丝孔，取样窗由钢板覆盖，通过螺丝钉固定在采样器的侧面，采样器的侧面上端设有单向排水阀，用于排出采样时进入采样器内的水，采样器内设有直径为8厘米的钢球，既便于采样时排水，又能起到密封采样器上端排水阀的作用，采样器下端安装有环刀，环刀上端直径为8厘米、下端直径为7厘米。既能防止钢球滑出，又易于采样器压入底泥；

所述采样器1由以下百分比的原料制备而成：碳0.045-0.12％，硅0.20-0.40％，锰0.09-0.65％，磷≤0.030％，硫≤0.020％，铬0.70-1.10％，铜0.25-0.45％，锑0.04-0.10％，钴0.2-0.4％，钒0.5-0.6％，无机纳米粒子0.1-1％，余量为铁；

所述采样器的外壁上设置有加强筋，所述加强筋与采样器1之间设置一层聚乙烯粉末涂层，所述加强筋外壁附有富锌环氧粉末涂层。

优选的，所述工作平台下方对称安装有八只万向轮，便于陆地搬运。

优选的，所述工作平台四周设有护栏，用于防止操作人员不慎落水。

优选的，所述钻机一端与卷扬机相连，另一端连接有传动装置。采样时将钻杆固定于传动装置内，由其带动钻杆下降；采样完毕，将钻杆脱离传动装置，由卷扬机牵引钢丝绳拉动钻杆上升。

优选的，所述采样器内上端设有接近开关。

优选的，还包括一与接近开关相连的控制器。

本发明具有以下有益效果：

具有不受航道限制、成本低、效率高、样品完整性良好等优势，并可迅速拆卸、组装，陆地拖运至任意水体采样；可有效采集底泥深度2米、水深15米左右的水体底泥样品；样品采集后，可通过取样孔直接观察柱状剖面底泥，确定分类、分层信息，为追溯湖泊污染历史提供技术装置，同时采样器强度高，具有良好防腐蚀和抗压性能。

附图说明

图1为本发明实施例一种湖泊底泥采样装置的结构示意图。

图2为图1中采样器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种湖泊底泥采样装置，包括工作平台、操控装置和采样器1，所述工作平台由若干真空油桶15、钢制框架3和木板5构成，相邻两个真空油桶15之间通过钢制框架3固定连接，木板5固定于钢制框架3的上方，木板5的四角固定有铁环4，用于连接船锚或钢管，使其穿过铁环插入水底，固定位置，以便取样，所述操控装置由钻机13、钻杆11、支架8、辅助支架7、滑轮9和钢丝绳10构成，钻机13、支架8和辅助支架7安装在木板5上方，且位于木板5的正中央，木板5的正中央设有采样孔，钻杆1上端与钢丝绳10相连，钢丝绳10通过滑轮9与钻机13上的卷扬机14相连，钻杆11下端穿过位于采样孔正上方的固定钻孔，所述采样器1为内径8厘米、高2米的圆柱钢筒，采样器1的侧面设置有长1.8米、宽6厘米的取样窗18，取样窗18四周均匀开设有螺丝孔19，取样窗18由钢板覆盖，通过螺丝钉固定在采样器1的侧面，采样器1的侧面上端设有单向排水阀20，用于排出采样时进入采样器内的水，采样器1内设有直径为8厘米的钢球17，既便于采样时排水，又能起到密封采样器上端排水阀的作用，采样器1下端安装有环刀16，环刀16上端直径为8厘米、下端直径为7厘米。既能防止钢球滑出，又易于采样器压入底泥；

所述采样器1由以下百分比的原料制备而成：碳0.045-0.12％，硅0.20-0.40％，锰0.09-0.65％，磷≤0.030％，硫≤0.020％，铬0.70-1.10％，铜0.25-0.45％，锑0.04-0.10％，钴0.2-0.4％，钒0.5-0.6％，无机纳米粒子0.1-1％，余量为铁；

所述采样器1的外壁上设置有加强筋，所述加强筋与采样器1之间设置一层聚乙烯粉末涂层，所述加强筋外壁附有富锌环氧粉末涂层。

所述工作平台下方对称安装有八只万向轮2，便于陆地搬运。

所述工作平台四周设有护栏6，用于防止操作人员不慎落水。

所述钻机13一端与卷扬机14相连，另一端连接有传动装置。采样时将钻杆固定于传动装置内，由其带动钻杆下降；采样完毕，将钻杆脱离传动装置，由卷扬机牵引钢丝绳拉动钻杆上升。

所述采样器1内上端设有接近开关。

还包括一与接近开关相连的控制器。

本具体实施，采样时，先将采样器1安装于钻杆11下端，再将其固定在钻机传动卡槽12内，开启钻机13，钻杆11经传动卡槽12传动向水底移动；采样器1压入底泥，环刀16切开底泥；随钻杆11继续下降，柱状剖面底泥进入采样器1，钢球17上移；进入采样器1的水经排水阀20排出，钢球17受顶压上移至采样器顶部，密封采样器，排水结束。将传动卡槽12打开，使钻杆11脱离钻机传动装置，再开启卷扬机14，拉动钢丝绳10使钻杆上升；将采样器1置于平台5上，卸载下采样器1；从取样窗18观察采集的样品是否满意，并初步判断样品的分类、分层情况。打开取样窗18，先将管柱内的样品去表层，再用预处理过的采样工具，如灰刀等，按设定间距进行切割分样封存。底泥样品放入棕色试剂瓶中，其余样品用铝箔纸包裹。将底泥样品装入低温冷藏箱，迅速运抵实验室置于-45℃下储存，待分析。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种湖泊底泥采样装置，其特征在于，包括工作平台、操控装置和采样器(1)，所述工作平台由若干真空油桶(15)、钢制框架(3)和木板(5)构成，相邻两个真空油桶(15)之间通过钢制框架(3)固定连接，木板(5)固定于钢制框架(3)的上方，木板(5)的四角固定有铁环(4)，所述操控装置由钻机(13)、钻杆(11)、支架(8)、辅助支架(7)、滑轮(9)和钢丝绳(10)构成，钻机(13)、支架(8)和辅助支架(7)安装在木板(5)上方，且位于木板(5)的正中央，木板(5)的正中央设有采样孔，钻杆(1)上端与钢丝绳(10)相连，钢丝绳(10)通过滑轮(9)与钻机(13)上的卷扬机(14)相连，钻杆(11)下端穿过位于采样孔正上方的固定钻孔，所述采样器(1)为内径8厘米、高2米的圆柱钢筒，采样器(1)的侧面设置有长1.8米、宽6厘米的取样窗(18)，取样窗(18)四周均匀开设有螺丝孔(19)，取样窗(18)由钢板覆盖，通过螺丝钉固定在采样器(1)的侧面，采样器(1)的侧面上端设有单向排水阀(20)，采样器(1)内设有直径为8厘米的钢球(17)，采样器(1)下端安装有环刀(16)，环刀(16)上端直径为8厘米、下端直径为7厘米；

所述采样器(1)由以下百分比的原料制备而成：碳0.045-0.12％，硅0.20-0.40％，锰0.09-0.65％，磷≤0.030％，硫≤0.020％，铬0.70-1.10％，铜0.25-0.45％，锑0.04-0.10％，钴0.2-0.4％，钒0.5-0.6％，无机纳米粒子0.1-1％，余量为铁；

所述采样器(1)的外壁上设置有加强筋，所述加强筋与采样器(1)之间设置一层聚乙烯粉末涂层，所述加强筋外壁附有富锌环氧粉末涂层。

2.根据权利要求1所述的一种湖泊底泥采样装置，其特征在于，所述工作平台下方对称安装有八只万向轮(2)。

3.根据权利要求1所述的一种湖泊底泥采样装置，其特征在于，所述工作平台四周设有护栏(6)，用于防止操作人员不慎落水。

4.根据权利要求1所述的一种湖泊底泥采样装置，其特征在于，所述钻机(13)一端与卷扬机(14)相连，另一端连接有传动装置。

5.根据权利要求1所述的一种湖泊底泥采样装置，其特征在于，所述采样器(1)内上端设有接近开关。

6.根据权利要求5所述的一种湖泊底泥采样装置，其特征在于，还包括一与接近开关相连的控制器。