CN115950679A - 一种河道底泥取样方法 - Google Patents

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杨牧青
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Abstract

本发明公开了一种河道底泥取样方法，包括河道分段、确定取样位置水平线、确定取样点以及底泥取样步骤。本发明方法依据河道坡度变化、宽度变化以及弯道情况，对河道进行分段，后续取样位置水平线的确定是依据分段结果以及河道长度及坡度；相较传统按相同间距取样的方式而言，本发明方法确定的取样位置水平线更符合河道走势变化以及底泥重金属沉积规律，本发明方法取样结果更具有代表性，能够准确反应河道底泥重金属污染的实际状况，为后续河道污染治理提供有力依据。

Description

一种河道底泥取样方法
技术领域
本发明属于水域环境调查技术领域，具体涉及一种河道底泥取样方法。
背景技术
耕地周边河道中重金属污染底泥是其主要污染来源之一，如何加强耕地污染源头防控已然成为亟待解决的问题。为了开展河道重金属污染底泥治理，势必需要对其开展调查，摸清重金属底泥在河道的位置、方量和重金属含量；但目前无河道重金属污染底泥调查的相关规范，调查点位仅简单的以间隔距离作为依据，并且具体间隔范围也未进行规定，每个调查点位也仅取一个底泥样品，调查结果不能反映河道底泥重金属污染的实际情况，也就无法为后续底泥治理提供详实的依据。
国家标准《受污染底泥调查分析》（征求意见稿）从采样设备、样品现场处理贮存、运输、制备、分析等内容进行设定，样品采集是从表层样、柱状样、底泥孔隙水等方面进行要求，但该标准运用在河道底泥取样时，依然是采取按一定距离布设取样点。山东省地标《底泥污染状况调查点位布设技术规范（DB37T 4327-2021）底泥采样对象为河流、湖泊、入海河口等，其中河流底泥采样点位仅依据上下游位置以及排污口一定距离布设个别采样点，仅能反应污染源附近的污染状况，未考虑河流沿途扩散。按上述标准进行底泥重金属污染调查的结果均比较局限，不能准确反映河流重金属污染的真实状况，难以为河流重金属污染治理提供依据。为此，研发一种能准确反映整段河流重金属污染真实状况的河道底泥取样方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种河道底泥取样方法。
本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：
S1、河道分段：先按河床坡度对河道进行分段，具体是河床相邻的两个坡度区域的平均坡度
Figure SMS_1
、
Figure SMS_2
，
Figure SMS_3
，且两个坡度区域的河道长度
Figure SMS_4
、
Figure SMS_5
，
Figure SMS_6
或
Figure SMS_7
＞500m时，则在两个坡度区域的临界下游平缓处设河道分段线；
若按河床坡度对河道进行分段，未满足上述条件时，则按河道宽度对河道进行分段，具体是当有河流汇入时，在汇入口上游500m以及下游500m，取河道相邻的两个区域的宽度
Figure SMS_10
、
Figure SMS_13
，长度
Figure SMS_17
、
Figure SMS_11
，面积
Figure SMS_14
、
Figure SMS_16
，当
Figure SMS_19
或
Figure SMS_8
＞5m，
Figure SMS_12
或
Figure SMS_15
＞500m，
Figure SMS_18
＞30%，
Figure SMS_9
＞30%时，则在两个区域的临界处设河道分段线；
遇到弯道时，在弯道开始与弯道结束处分别沿垂直于弯道的方向设立界线，当两界线夹角α＞90°，弯道长度L≤1000m时，与弯道相邻的两直线段的长度
Figure SMS_22
、
Figure SMS_24
，若
Figure SMS_28
>
Figure SMS_21
，则将弯道归入
Figure SMS_25
的直线段，即
Figure SMS_27
的直线段与弯道之间的界线为分段线；若
Figure SMS_29
<
Figure SMS_20
，则将弯道归入
Figure SMS_23
的直线段，即
Figure SMS_26
的直线段与弯道之间的界线为分段线；当两界线夹角α＞90°，弯道长度L＞1000m时，该弯道作为独立的一段，即弯道开始与弯道结束处的界线均为分段线；
若按河床坡度设置的河道分段线与按河道宽度设置的河道分段线或与弯道分段线之间的距离小于500m时，取按河床坡度设置的河道分段线；
若按河道宽度设置的河道分段线与弯道分段线之间的距离小于500m时，取按河道宽度设置的河道分段线；
S2、确定取样位置水平线：对于按河床坡度分段方法划分的河道段，在该河道段起始处、末尾处、中间以及局部坡度＞15°的位置的下游10~20m处分别设置取样位置水平线；取样位置水平线垂直于与相对应的河堤；
对于按河道宽度分段方法划分的河道段，若该河道段长度L≤1000m时，在河道段起始处、末尾处、中间分别设置取样位置水平线；若该河道段长度L＞1000m时，在起始处、末尾处以及每间隔200m的位置分别设置取样位置水平线；取样位置水平线垂直于与相对应的河堤；
对于弯道处，当弯道长度L≤100m时，对弯道并入相应直线段组合而成的河道段，依直线段河道分段方法的不同以及相应取样位置水平线设置方法设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
当弯道100m＜L≤1000m时，在该河道段起始处、末尾处、中间分别设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
当弯道长度L＞1000m时，在起始处、末尾处以及每间隔200m的位置分别设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
其中，一河道段的末尾处的取样位置水平线作为下一河道段起始处的取样位置水平线；
S3、确定取样点：当河道宽度W≤3m时，取样位置水平线的中点为取样点；
当河道宽度3m＜W≤10m时，取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点；
当河道宽度W＞10m时，取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点，然后在三个取样点两两之间的中点处再设置取样点，共五个取样点；
S4、底泥取样：
当取样点底泥厚度δ≤30cm，取深度15cm处的底泥作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度30cm＜δ≤50cm，取深度10cm、30cm以及河床上方5cm处的底泥，混匀后作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度50cm＜δ≤100cm，取深度10cm、30cm、50cm以及河床上方5cm处的底泥，混匀后作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度δ＞100cm，取深度10cm、30cm、50cm、100cm以及每隔100cm深度位置的底泥，混匀后作为该取样点的样品。
优选地，所述河道最大宽度不超过30m。
本发明的有益效果：
1、本发明方法依据河道坡度变化、宽度变化以及弯道情况，对河道进行分段，后续取样位置水平线的确定是依据分段结果以及河道长度及坡度；相较传统按相同间距取样的方式而言，本发明方法确定的取样位置水平线更符合河道走势变化以及底泥重金属沉积规律，本发明方法取样结果更具有代表性，能够准确反应河道底泥重金属污染的实际状况，为后续河道污染治理提供有力依据；
2、本发明方法在取样位置水平线的基础上依据河道宽度确定取样点数量，在取底泥的过程中，根据底泥厚度取对应深度的底泥作为样品，取样更加科学、准确。
附图说明
图1为按河床坡度对河道分段的示意图；
图2为按河道宽度对河道分段的示意图；
图3为弯道分段时，弯道长度L≤1000m且
Figure SMS_30
>
Figure SMS_31
的分段示意图；
图4为弯道分段时，弯道长度L≤1000m且
Figure SMS_32
＜
Figure SMS_33
的分段示意图；
图5为弯道分段时，弯道长度L＞1000m的分段示意图；
图6为按河床坡度分段方法划分的河道段的取样位置水平线分布示意图；
图7为按河道宽度分段方法划分的河道段的取样位置水平线分布示意图；
图8为弯道长度L≤1000m且
Figure SMS_34
>
Figure SMS_35
时的河道段的取样位置水平线分布示意图；
图9为弯道长度L≤1000m且
Figure SMS_36
＜
Figure SMS_37
时的河道段的取样位置水平线分布示意图；
图10为弯道长度L＞1000m时的河道段的取样位置水平线分布示意图；
图11为河道宽度W≤3m时取样点的分布示意图；
图12为河道宽度3m＜W≤10m时取样点的分布示意图；
图13为河道宽度W＞10m时取样点的分布示意图；
图14为羊场河海岱镇段河道分段结果图；
图15为图14中L1段的放大图；
图16为图15中L1段取样位置水平线结果图；
图17为图14中L3段的放大图；
图18为图17中L3段取样位置水平线结果图；
图19为图14中L5+L6段放大图；
图20为图19中L5+L6段取样位置水平线结果图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例河道底泥取样方法包括以下步骤：
S1、河道分段：如附图1所示，先按河床坡度对河道进行分段，具体是河床相邻的两个坡度区域的平均坡度
Figure SMS_38
、
Figure SMS_39
，
Figure SMS_40
，且两个坡度区域的河道长度
Figure SMS_41
、
Figure SMS_42
，
Figure SMS_43
或
Figure SMS_44
＞500m时，则在两个坡度区域的临界下游平缓处设河道分段线；
若按河床坡度对河道进行分段，未满足上述条件时，则按河道宽度对河道进行分段，如附图2所示，具体是当有河流汇入时，在汇入口上游500m以及下游500m，取河道相邻的两个区域的宽度
Figure SMS_47
、
Figure SMS_50
，长度
Figure SMS_53
、
Figure SMS_46
，面积
Figure SMS_51
、
Figure SMS_54
，当
Figure SMS_56
或
Figure SMS_45
＞5m，
Figure SMS_49
或
Figure SMS_52
＞500m，
Figure SMS_55
＞30%，
Figure SMS_48
＞30%时，则在两个区域的临界处设河道分段线；
如附图3~附图5所示，遇到弯道时，在弯道开始与弯道结束处分别沿垂直于弯道的方向设立界线，当两界线夹角α＞90°，弯道长度L≤1000m时，与弯道相邻的两直线段的长度
Figure SMS_59
、
Figure SMS_61
，若
Figure SMS_64
>
Figure SMS_58
，则将弯道归入
Figure SMS_62
的直线段，即
Figure SMS_65
的直线段与弯道之间的界线为分段线；若
Figure SMS_66
<
Figure SMS_57
，则将弯道归入
Figure SMS_60
的直线段，即
Figure SMS_63
的直线段与弯道之间的界线为分段线；当两界线夹角α＞90°，弯道长度L＞1000m时，该弯道作为独立的一段，即弯道开始与弯道结束处的界线均为分段线；
若按河床坡度设置的河道分段线与按河道宽度设置的河道分段线或与弯道分段线之间的距离小于500m时，取按河床坡度设置的河道分段线；
若按河道宽度设置的河道分段线与弯道分段线之间的距离小于500m时，取按河道宽度设置的河道分段线；
S2、确定取样位置水平线：如附图6所示，对于按河床坡度分段方法划分的河道段，在该河道段起始处、末尾处、中间以及局部坡度＞15°的位置的下游10~20m处分别设置取样位置水平线；取样位置水平线垂直于与相对应的河堤；
对于按河道宽度分段方法划分的河道段，如附图7所示，若该河道段长度L≤1000m时，在河道段起始处、末尾处、中间分别设置取样位置水平线；若该河道段长度L＞1000m时，在起始处、末尾处以及每间隔200m的位置分别设置取样位置水平线；取样位置水平线垂直于与相对应的河堤；
如附图8~附图9所示，对于弯道处，当弯道长度L≤100m时，对弯道并入相应直线段组合而成的河道段，依直线段河道分段方法的不同以及相应取样位置水平线设置方法设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
如附图10所示，当弯道100m＜L≤1000m时，在该河道段起始处、末尾处、中间分别设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
当弯道长度L＞1000m时，在起始处、末尾处以及每间隔200m的位置分别设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
其中，一河道段的末尾处的取样位置水平线作为下一河道段起始处的取样位置水平线；
S3、确定取样点：如附图11所示，当河道宽度W≤3m时，取样位置水平线的中点为取样点；
如附图12所示，当河道宽度3m＜W≤10m时，取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点；
如附图13所示，当河道宽度W＞10m时，取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点，然后在三个取样点两两之间的中点处再设置取样点，共五个取样点；
S4、底泥取样：
当取样点底泥厚度δ≤30cm，取深度15cm处的底泥作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度30cm＜δ≤50cm，取深度10cm、30cm以及河床上方5cm处的底泥，混匀后作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度50cm＜δ≤100cm，取深度10cm、30cm、50cm以及河床上方5cm处的底泥，混匀后作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度δ＞100cm，取深度10cm、30cm、50cm、100cm以及每隔100cm深度位置的底泥，混匀后作为该取样点的样品。
实施例2
羊场河流域位于宣威市煤炭主产区，沿河人口2.5万人，灌溉农田面积1.5万余亩。羊场河海岱镇段穿过宣威市海岱镇以及周边农田，数据包括河道长度、宽度、河床高程、河道走向矢量数据、河道及周边环境遥感影像数据等。按本发明方法对羊场河海岱镇段河道进行分段，具体使用ARCgis10.0软件对数据进行运算，河道分段结果见图14所示，分得8段（L1~L8），人口聚集及农田聚集较多的有L1、L3、L5+L6段，其中L1（图15）为按坡度划分的河道段，长2251.3m，L3（图17）为按弯道划分的河道段，长3540.0m；L5+L6（图19）为按宽度划分的河道段，L5长1324.6m，L6长616.4m。对L1、L3、L5+L6段确定取样位置水平线，结果见图16、图18、图20所示。注：图15~图20河道中所示的点均为高程点。
选取L1段12.3m、27m、22.6m处，在取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点，然后在三个取样点两两之间的中点处再设置取样点，共五个取样点，三处取样位置水平线合计15个取样点。根据每个取样点的底泥厚度取对应深度的底泥作为样品，得到15个底泥样品送检重金属含量。
选取L3段16.5m、16.8m、14.8m处，在取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点，然后在三个取样点两两之间的中点处再设置取样点，共五个取样点，三处取样位置水平线合计15个取样点。根据每个取样点的底泥厚度取对应深度的底泥作为样品，得到15个底泥样品送检重金属含量。
选取L5段15.3m、15.7m处，L6段17.0m处，在取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点，然后在三个取样点两两之间的中点处再设置取样点，共五个取样点，L5段合计10个取样点，L6段5个取样点。根据每个取样点的底泥厚度取对应深度的底泥作为样品，L5段取得10个底泥样品，L6段取得5个底泥样品送检重金属含量。

Claims (2)

1.一种河道底泥取样方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、河道分段：先按河床坡度对河道进行分段，具体是河床相邻的两个坡度区域的平均坡度 
Figure QLYQS_1
、
Figure QLYQS_2
，
Figure QLYQS_3
，且两个坡度区域的河道长度
Figure QLYQS_4
、
Figure QLYQS_5
，
Figure QLYQS_6
或
Figure QLYQS_7
＞500m时，则在两个坡度区域的临界下游平缓处设河道分段线；
若按河床坡度对河道进行分段，未满足上述条件时，则按河道宽度对河道进行分段，具体是当有河流汇入时，在汇入口上游500m以及下游500m，取河道相邻的两个区域的宽度
Figure QLYQS_10
、
Figure QLYQS_13
，长度
Figure QLYQS_18
、
Figure QLYQS_11
，面积
Figure QLYQS_14
、
Figure QLYQS_16
，当
Figure QLYQS_19
或
Figure QLYQS_8
＞5m，
Figure QLYQS_12
或
Figure QLYQS_15
＞500m，
Figure QLYQS_17
＞30%，
Figure QLYQS_9
＞30%时，则在两个区域的临界处设河道分段线；
遇到弯道时，在弯道开始与弯道结束处分别沿垂直于弯道的方向设立界线，当两界线夹角α＞90°，弯道长度L≤1000m时，与弯道相邻的两直线段的长度
Figure QLYQS_21
、
Figure QLYQS_24
，若
Figure QLYQS_27
>
Figure QLYQS_22
，则将弯道归入
Figure QLYQS_25
的直线段，即
Figure QLYQS_28
的直线段与弯道之间的界线为分段线；若
Figure QLYQS_29
<
Figure QLYQS_20
，则将弯道归入
Figure QLYQS_23
的直线段，即
Figure QLYQS_26
的直线段与弯道之间的界线为分段线；当两界线夹角α＞90°，弯道长度L＞1000m时，该弯道作为独立的一段，即弯道开始与弯道结束处的界线均为分段线；
若按河床坡度设置的河道分段线与按河道宽度设置的河道分段线或与弯道分段线之间的距离小于500m时，取按河床坡度设置的河道分段线；
若按河道宽度设置的河道分段线与弯道分段线之间的距离小于500m时，取按河道宽度设置的河道分段线；
S2、确定取样位置水平线：对于按河床坡度分段方法划分的河道段，在该河道段起始处、末尾处、中间以及局部坡度＞15°的位置的下游10~20m处分别设置取样位置水平线；取样位置水平线垂直于与相对应的河堤；
对于按河道宽度分段方法划分的河道段，若该河道段长度L≤1000m时，在河道段起始处、末尾处、中间分别设置取样位置水平线；若该河道段长度L＞1000m时，在起始处、末尾处以及每间隔200m的位置分别设置取样位置水平线；取样位置水平线垂直于与相对应的河堤；
对于弯道处，当弯道长度L≤100m时，对弯道并入相应直线段组合而成的河道段，依直线段河道分段方法的不同以及相应取样位置水平线设置方法设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
当弯道100m＜L≤1000m时，在该河道段起始处、末尾处、中间分别设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
当弯道长度L＞1000m时，在起始处、末尾处以及每间隔200m的位置分别设置取样位置水平线；取样位置水平线均垂直于与相对应的河堤；
其中，一河道段的末尾处的取样位置水平线作为下一河道段起始处的取样位置水平线；
S3、确定取样点：当河道宽度W≤3m时，取样位置水平线的中点为取样点；
当河道宽度3m＜W≤10m时，取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点；
当河道宽度W＞10m时，取样位置水平线中点以及在取样位置水平线上距离两边河堤30cm处分别为取样点，然后在三个取样点两两之间的中点处再设置取样点，共五个取样点；
S4、底泥取样：
当取样点底泥厚度δ≤30cm，取深度15cm处的底泥作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度30cm＜δ≤50cm，取深度10cm、30cm以及河床上方5cm处的底泥，混匀后作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度50cm＜δ≤100cm，取深度10cm、30cm、50cm以及河床上方5cm处的底泥，混匀后作为该取样点的样品；
当取样点底泥厚度δ＞100cm，取深度10cm、30cm、50cm、100cm以及每隔100cm深度位置的底泥，混匀后作为该取样点的样品。
2.根据权利要求1所述的河道底泥取样方法，其特征在于所述河道最大宽度不超过30m。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116499803A (zh) * 2023-06-29 2023-07-28 云南省生态环境科学研究院 一种矿区废石河道底泥取样方法及取样装置

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