CN207423587U - 一种底泥与底栖生物采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种底泥与底栖生物采集装置，涉及水体生态与环境监测领域。该装置由抓斗、用力杆和受力闭合拉杆组成，适用于硬质或草型水体底泥与底栖生物的采集。本实用新型的优点是：通过用力杆与抓斗相连，能通过人工施力而采集底栖样品，不仅能采集松软的底质样品，而且特别适合硬质底泥、多砾石底泥以及水生植物繁茂水体底泥样品的采集，提高了定量采样的精准性，减少了底泥采集失败可能性，能满足流水条件下表层沉积物的垂直采集，且携带方便、操作简单、采样时间短，而且可以一次性采集较大面积的表层沉积物样品。

Description

一种底泥与底栖生物采集装置

技术领域

本实用新型涉及水体生态与环境监测领域，适用于硬质或草型水体底泥与底栖生物的采集。

背景技术

随着经济社会的迅猛发展，大量的氮、磷等营养物质进入湖泊、河流等水体，使得水体富营养化加剧。水体富营养化，常常引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，从而使水体丧失其原有的社会功能与生态价值。因此，水体污染控制与富营养化修复成为当前及今后一段相当长时期内我国以及全球的重点任务。与水体富营养化等污染密切相关的《水十条》于 2015年2月通过中央政治局常务委员会会议审议，4月2日正式出台，标志着党和国家对我国水体污染治理的高度重视。事实上，沉积物是河流、湖泊、海洋等水环境的重要组成部分，一方面它既是水体污染物的“汇”，同时在某些条件下，其又是水体污染的“源”；另一方面，它在水体生态结构与功能维持方面具有不可替代的作用。在水体污染控制与生态修复过程中，充分认识沉积物的源汇关系及其依附的生物群落（如底栖动物、植物种子库、微生物等）的结构与特征，对于制定科学合理的水体修复方案具有重要的实际意义。因此，对沉积物与依附沉积物的生物群落的采集就显得尤为必要。

目前，在水体沉积物（底泥）的采集，主要有柱状采泥器和彼得森（抓斗式）采泥器两种类型。柱状采泥器主要采集垂直方向的底泥，其主要目的是便于对底泥进行分层研究，可以从纵向上了解沉积物的沉积特征与污染状况；由于柱状采泥器的采样面积较小，不能满足采集较大面积沉积物或较大面积底泥内底栖生物样品的需要，这时就需要使用彼得森抓斗式采泥装置。传统的抓斗式采泥器主要由两个尺寸相同的四分之一扇形抓斗额板组成，在钢丝绳和抓斗自重力的驱动下抓走表层沉积物。由于其结构相对简单而且自重较轻，适用于松软底泥，而对于较硬或石砾底质的采集，其采样就变得困难；同时采泥器没有考虑到水体的流动，很容易导致采泥器不能最有效地垂直抓取，或者抓取失败。国家知识产权局近年来公开了一些改进型的抓斗式采泥器，如天津大学公开了一种柱状抓斗式底样采泥器(CN201210429185.9)，其主要包括柱形筒体结构以及闭合时与其封闭连接的抓斗，该采泥器一次采集样品大、采集效率高，基本能实现对底泥的垂直采样；又如李生彬公开了一种抓斗式采泥器（CN201320366243.8），包括固定杆、牵引绳索、钢丝绳和抓泥斗，改采泥器通过固定杆和排气孔的设置，提高了采样的成功率和采集样品的准确性；此外中国水利水电科学研究院公开了一种改进型抓斗式采泥器（CN201520656721.8），其主要包括抓斗、助力杆和拉杆，该采泥器抓斗闭合时两个齿状结构器件形成咬合结构，确保了采泥器采样时不会被卵石卡主，有效地提高了底栖样品的采集效率。但是，总体来看，目前的抓斗式采泥器均是依靠自身重力作用达到采样深度，在一些硬质底泥、砾石较多底泥以及水生植物繁茂水体底泥等条件下的底样采集中均存在一定的困难，因此，急需一种不仅适用于松软底质、而且适用于这些特殊底质的底栖样品采集装置。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种底泥与底栖生物采集装置，该装置由抓斗、用力杆和受力闭合拉杆组成。该装置适用于硬质或草型水体底泥与底栖生物的采集，提高底泥与底栖生物采集的工作效率与准确性，适应科研工作的需求。

为了达到上述目标，本实用新型采用如下技术方案：

一种底泥与底栖生物采集装置，该装置由抓斗、用力杆和受力闭合拉杆组成：

抓斗由两个大小相同、横截面为四分之一圆的第一扇形柱体和第二扇形柱体组成，扇形柱体的两端及弧面密封，顶面安置有若干个排水孔的面板，底面开口，两个扇形柱体的中心轴用铰链轴连接；

在两个扇形柱体顶端边缘处，分别焊接两个螺帽，两个螺帽间用钢绳连接；

两个扇形柱体两端靠近弧面处的底面开口方向，分别用开孔螺丝安置长度一致的第一钢条和第二钢条，两条钢条的中间为第一活页卡扣和第二活页卡扣；

铰链轴中间的顶面方向安置固定螺栓，两端垂直开第一孔和第二孔；

用力杆为杆状，由第一用力杆、第二用力杆、第三用力杆和第四用力杆组成；

第一用力杆为中空圆柱体，一端为与固定螺栓匹配的内螺母，侧面水平开孔，另一端为内螺母；

第二用力杆为中空圆柱体，一端为与第一用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，另一端为内螺母；

第三用力杆为中空圆柱体，一端为与第二用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，另一端为内螺母；

第四用力杆中空圆柱体，一端为与第三用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，末端侧面一侧开7字形开孔，顶端用螺帽封闭；

7字形开孔的垂向长度为上述抓斗在张开和闭合状态下，第二钢绳用力向上拉扯的最小距离；

受力闭合拉杆由第一钢绳和锁绳把手组成；第一钢绳连接第一钢条中间第一活页卡扣，穿过铰链轴一端垂直开第一孔、第一用力杆侧面水平开孔，铰链轴另一端垂直开第二孔，连接第二钢条中间第二活页卡扣；在上述闭合钢绳中间位置，从用力杆中空部分连接第二钢绳；

锁绳把手为哑铃状不锈钢构成，竖向方向开孔，能使第二钢绳穿过；在锁绳把手中间位置，设置松紧螺丝，使得第二钢绳钢绳穿过后可以通过螺丝的松紧而固定钢绳，在锁绳把手的下端侧面，设置一螺丝连接操作杆。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的优点：

1、本实用新型通过用力杆与抓斗相连，能通过人工施力而采集底泥样品，不仅能采集松软的底质样品，而且特别适合硬质底泥、多砾石底泥以及水生植物繁茂水体底泥样品的采集。

2、由于本实用新型是通过用力杆直接与抓斗器连接，不仅能满足流水条件下表层沉积物的垂直采集，提高定量采样的精准性，而且有效地避免了底泥采集失败情况的发生。

3、本实用新型操作简单，采样时间短，携带方便，而且可以一次性采集较大面积的表层沉积物样品。

附图说明

图1为一种底泥与底栖生物采集装置打开状态下的结构示意图。

图2为固定螺栓K1、两个垂直开孔K2和K3的示意图。

图3为一种底泥与底栖生物采集装置闭合状态下的结构示意图。

图4为一种底泥与底栖生物采集装置用力杆结构示意图。

图5为锁绳把手的结构示意图。

图6为锁绳把手与第四用力杆结合的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

由图1、图2、图3、图4、图5和图6可知，一种底泥与底栖生物采集装置，该装置由抓斗、用力杆和受力闭合拉杆组成：

抓斗由两个大小相同、横截面为四分之一圆的第一扇形柱体101和第二扇形柱体102组成，扇形柱体的两端及弧面密封，顶面安置有若干个排水孔的面板，底面开口，两个扇形柱体的中心轴用铰链轴103连接；

在两个扇形柱体顶端边缘处，分别焊接两个螺帽，两个螺帽间用钢绳S1连接；

两个扇形柱体两端靠近弧面处的底面开口方向，分别用开孔螺丝安置长度一致的第一钢条104和第二钢条105，两条钢条的中间为第一活页卡扣K4和第二活页卡扣K5；

铰链轴中间的顶面方向安置固定螺栓K1，两端垂直开第一孔K2和第二孔K3；

用力杆为杆状，由第一用力杆201、第二用力杆202、第三用力杆203和第四用力杆204组成；

第一用力杆201为中空圆柱体，一端为与固定螺栓K1匹配的内螺母，侧面水平开孔K6，另一端为内螺母；

第二用力杆202为中空圆柱体，一端为与第一用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，另一端为内螺母；

第三用力杆203为中空圆柱体，一端为与第二用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，另一端为内螺母；

第四用力杆204为中空圆柱体，一端为与第三用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，末端侧面一侧开7字形开孔K7，顶端用螺帽封闭；

7字形开孔K7的垂向长度为上述抓斗在张开和闭合状态下，第二钢绳301-2用力向上拉扯的最小距离；

受力闭合拉杆由第一钢绳301-1和锁绳把手302组成；第一钢绳连接第一钢条104中间第一活页卡扣K4，穿过铰链轴一端垂直开第一孔K2、第一用力杆201侧面水平开孔K6，铰链轴另一端垂直开第二孔K3，连接第二钢条105中间第二活页卡扣K5；在上述闭合钢绳中间位置，从用力杆中空部分连接第二钢绳301-2；

锁绳把手302为哑铃状不锈钢构成，竖向方向开孔K8，能使第二钢绳301-2穿过；在锁绳把手中间位置，设置松紧螺丝L1，使得第二钢绳301-2钢绳穿过后可以通过螺丝的松紧而固定钢绳，在锁绳把手的下端侧面，设置一螺丝连接操作杆C1。

使用本实用新型的一种底泥与底栖生物采集装置，采集底泥或者底栖生物时的工作流程为：

（1）根据待采样水体的深度，将用力杆连接，使得用力杆的总长度大于水深约0.5m；

（2）将第二钢绳301-2穿过锁绳把手302竖向方向开孔K8，通过拉动扇形柱体两个螺帽间钢绳S1，将抓斗打开成张开状态，并且将锁绳把手用力拉紧（注意保持抓斗成张开状），旋转松紧螺丝L1，固定钢绳；

（3）手握用力杆，将采泥装置垂直放入水体，适当用力使抓斗充满底泥后，一只手握住用力杆固定采泥器，另一只手向上拉动锁绳把手，固定在7形孔K7的上端横槽位置；此时，采泥装置抓斗闭合，采集到所需样品；

（4）将装置拿出水面，并将锁绳把手固定在7形孔K7的下端位置，拉动扇形柱体两个螺帽间钢绳S1，打开采集装置，倒出样品，完成一次采样。

Claims (1)

1.一种底泥与底栖生物采集装置，其特征在于，该装置由抓斗、用力杆和受力闭合拉杆组成：

抓斗由两个大小相同、横截面为四分之一圆的第一扇形柱体（101）和第二扇形柱体（102）组成，扇形柱体的两端及弧面密封，顶面安置有若干个排水孔的面板，底面开口，两个扇形柱体的中心轴用铰链轴（103）连接；

在两个扇形柱体顶端边缘处，分别焊接两个螺帽，两个螺帽间用钢绳（S1）连接；

两个扇形柱体两端靠近弧面处的底面开口方向，分别用开孔螺丝安置长度一致的第一钢条（104）和第二钢条（105），两条钢条的中间为第一活页卡扣（K4）和第二活页卡扣（K5）；

铰链轴中间的顶面方向安置固定螺栓（K1），两端垂直开第一孔（K2）和第二孔（K3）；

用力杆为杆状，由第一用力杆（201）、第二用力杆（202）、第三用力杆（203）和第四用力杆（204）组成；

第一用力杆（201）为中空圆柱体，一端为与固定螺栓（K1）匹配的内螺母，侧面水平开孔（K6），另一端为内螺母；

第二用力杆（202）为中空圆柱体，一端为与第一用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，另一端为内螺母；

第三用力杆（203）为中空圆柱体，一端为与第二用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，另一端为内螺母；

第四用力杆（204）为中空圆柱体，一端为与第三用力杆另一端内螺母匹配的螺栓，末端侧面一侧开7字形开孔（K7），顶端用螺帽封闭；

7字形开孔（K7）的垂向长度为上述抓斗在张开和闭合状态下，第二钢绳（301-2）用力向上拉扯的最小距离；

受力闭合拉杆由第一钢绳（301-1）和锁绳把手（302）组成；第一钢绳连接第一钢条（104）中间第一活页卡扣（K4），穿过铰链轴一端垂直开第一孔（K2）、第一用力杆（201）侧面水平开孔（K6），铰链轴另一端垂直开第二孔（K3），连接第二钢条（105）中间第二活页卡扣（K5）；在上述闭合钢绳中间位置，从用力杆中空部分连接第二钢绳（301-2）；

锁绳把手（302）为哑铃状不锈钢构成，竖向方向开孔（K8），能使第二钢绳（301-2）穿过；在锁绳把手中间位置，设置松紧螺丝（L1），使得第二钢绳（301-2）钢绳穿过后可以通过螺丝的松紧而固定钢绳，在锁绳把手的下端侧面，设置一螺丝连接操作杆（C1）。