CN214149955U - 一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，属于生态地球化学调查及环境调查技术领域。装置包括T形手柄、刻度连接管、排水管、套管和取芯管，其中，T形手柄螺纹连接刻度连接管，刻度连接管螺纹连接排水管，排水管螺纹连接套管，套管内套装取芯管，套管底端设置钻头。本实用新型组成构件均可拆卸、拧合，易于携带，操作简单，可实现单人操作，实用性高，且能测量沉积物厚度，明确采样压缩比。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，属于生态地球化学调查及环境调查技术领域。
背景技术
浅水河湖沉积物是自然水域的重要组成部分，是当前生态地球化学及环境调查重要的监测对象之一。河湖底部沉积物与上部水体直接接触，是进行物质交换最为活跃的场所，其中的重金属及有机物污染等对水质、水生生物、底栖动物，乃至人类健康和生态系统都可能造成一定影响，因此，对河湖沉积物样品进行无扰动柱状采样监测具有重要意义。
现有的浅水河湖沉积物采样设备种类繁多，其中以柱状原位采样及抓斗式采样等形式为主，柱状原位采样多为重力、连杆式、机械化及钻进等方式采样，设备价格昂贵，对沉积物厚度、沉积物压缩比、便携化操作等考虑不足；抓斗式采样装置，往往较重、不便携带，采样局限在10cm-20cm左右的表层沉积物样品，且其破坏了沉积物的原状性。
现行的很多科研工作需要采集河湖沉积物无扰动柱状样品，而目前的沉积物柱状取样装置价格较为昂贵、操作复杂、不便携带。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，组成构件均可拆卸、拧合，易于携带，操作简单，可实现单人操作，实用性高，且能测量沉积物厚度，明确采样压缩比。
本实用新型的技术方案如下：
一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，包括T形手柄、刻度连接管、排水管、套管和取芯管，其中，T形手柄螺纹连接刻度连接管，刻度连接管螺纹连接排水管，排水管螺纹连接套管，套管内套装取芯管，套管底端设置钻头。
优选的，T形手柄上设置调平气泡，T形手柄两侧设置橡胶手托，通过调平气泡保证采样装置在下降及采样过程中一直垂直起落，避免倾斜，橡胶手托保证采样操作最后能够稳定按压、旋转，达到沉积物层位的最底部。
优选的，T形手柄长度为400mm。
优选的，刻度连接管为空心管，外表面设置刻度盘，刻度连接管长度为100mm，直径为50mm。
优选的，排水管为空心管，排水管上均匀设置4列开孔，避免了采样装置上升过程中排水不畅可能导致的样品流失，减少了外动力对原状沉积物的扰动，排水管长度为100mm，直径为50mm。
进一步优选的，排水管至少设置1个，排水管数量可根据采样深度确定，多个排水管通过螺纹套接，实现长度累加，通过排水管的连接，可使采样深度达15m，同时排水管的拆卸设计方便携带。
优选的，套管表面设置标记槽，标记槽为梯形，使贯入的沉积物不易溢出，从而保留在梯形标记槽内，方便统计，标记槽呈螺旋状设置于套管表面。
进一步优选的，套管长度为100mm，套管外径为52mm，套管内径为50mm，标记槽高度为1mm，上口宽为2mm，下口宽为3mm。
优选的，取芯管为PVC材质空心管，取芯管下部设置软塑遮挡片，采样时，软塑遮挡片向上打开，方便取芯管顺畅的接收自钻头进入的无扰动沉积物样品，采样完毕提升时，沉积物样品下沉堵塞软塑遮挡片，避免采集到的沉积物样品流出。
进一步优选的，取芯管长度为100mm，外径为50mm。
优选的，钻头为中空圆柱体，钻头一端连接于套管，另一端设置为锯齿形或平滑刀口状，锯齿形钻头适用于河湖底部沉积物存在岩石碎屑或者弱风化层的情况，平滑刀口状钻头适用于河湖底部存在厚层粘土、粉土及强风化物情况，钻头外径与套管内径一致，钻头内径与取芯管内径一致，钻头与套管连接后将取芯管卡扣于套管内，对取芯管起到固定作用。
进一步优选的，钻头长度为50mm。
上述适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置的采样过程，操作步骤如下：
(1)初步测量采样深度，根据深度确定排水管数量，然后进行组装，保证采样装置达到采样点；
(2)采样装置达河湖底部后，进一步施加外力，旋转T形手柄，使钻头钻入沉积物，沉积物通过钻头进入取芯管，套管外部标记槽灌入沉积物，钻头到底后，根据刻度连接管显示刻度结合套管和排水管长度，计算出水深和沉积物厚度的总和，然后将采样装置垂直取出，完成采集；
(3)根据套管外部标记槽携带沉积物情况读取底部沉积物厚度，根据取芯管读取采集的柱状沉积物样品厚度，通过得到的水深和沉积物厚度总和减去标记槽沉积物厚度，得到水深，通过标记槽沉积物厚度和取芯管柱状沉积物样品厚度相比，得到柱状沉积物样品压缩比。
本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型组成构件均可拆卸、拧合，易于携带，操作简单，可实现单人操作，实用性高，且能测量沉积物厚度，明确采样压缩比。
2、本实用新型通过T形手柄的调平气泡，能够保证连接管、套管的垂直下落，满足河湖沉积物垂向柱状样品采集需求。
3、本实用新型通过套管自带的螺旋状分布的标记槽，实现对河湖沉积物厚度的记录，通过量得取芯管中沉积物柱状样厚度，实现对取芯管中沉积物压缩比的确定，从而实现准确分层取样。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的T形手柄结构俯视示意图；
图3为本实用新型的刻度连接管结构示意图；
图4为本实用新型的排水管结构示意图；
图5为本实用新型的套管结构示意图；
图6为本实用新型的取芯管结构示意图；
图7为本实用新型的锯齿形钻头结构示意图；
图8为本实用新型的软塑遮挡片结构示意图；
图9为本实用新型的平滑刀口状钻头结构示意图；
其中：1、调平气泡；1-1、气泡；1-2、平稳变化区；2、橡胶手托；3、T形手柄；4、螺纹；5、刻度连接管；6、螺纹；7、排水管；8、开孔；9、螺纹；10、套管；11、标记槽；12、取芯管；13、螺纹；14、钻头；15、软塑遮挡片。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
如图1-8所示，本实施例提供一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，包括T形手柄3、刻度连接管5、排水管7、套管10和取芯管12，其中，T形手柄3螺纹连接刻度连接管5，刻度连接管5螺纹连接排水管7，排水管7螺纹连接套管10，套管10内套装取芯管12，套管10底端设置钻头14，T形手柄3、刻度连接管5、排水管7和套管10均为304不锈钢材质，既减轻了重量、又避免了装置自身可能带来的污染。
T形手柄3上设置调平气泡1，调平气泡1包括气泡1-1和平稳变化区1-2，根据气泡位置确定T形手柄的水平位置，T形手柄3两侧设置橡胶手托2，通过调平气泡保证采样装置在下降及采样过程中一直垂直起落，避免倾斜，橡胶手托保证采样操作最后能够稳定按压、旋转，达到沉积物层位的最底部。
T形手柄3长度为400mm。
刻度连接管5为空心管，外表面设置刻度盘，刻度连接管5长度为100mm，直径为50mm。
排水管7为空心管，排水管7上均匀设置4列开孔8，避免了采样装置上升过程中排水不畅可能导致的样品流失，减少了外动力对原状沉积物的扰动，排水管7长度为100mm，直径为50mm。
排水管7至少设置1个，排水管数量可根据采样深度确定，多个排水管通过螺纹套接，实现长度累加，通过排水管的连接，可使采样深度达15m，同时排水管的拆卸设计方便携带。
套管10表面设置标记槽11，标记槽11为梯形，使贯入的沉积物不易溢出，从而保留在梯形标记槽内，方便统计，标记槽11呈螺旋状设置于套管10表面。
套管10长度为100mm，套管10外径为52mm，套管10内径为50mm，标记槽11高度为1mm，上口宽为2mm，下口宽为3mm。
取芯管12为PVC材质空心管，取芯管12下部设置软塑遮挡片15，采样时，软塑遮挡片15向上打开，方便取芯管12顺畅的接收自钻头进入的无扰动沉积物样品，采样完毕提升时，沉积物样品下沉堵塞软塑遮挡片，避免采集到的样品流出。
取芯管12长度为100mm，外径为50mm。
钻头14为中空圆柱体，钻头14一端连接于套管10，另一端设置为锯齿形，如图7所示，锯齿形钻头适用于河湖底部沉积物存在岩石碎屑或者弱风化层的情况，钻头14外径与套管内径一致，钻头14内径与取芯管内径一致，钻头与套管连接后将取芯管卡扣于套管内，对取芯管12起到固定作用。
钻头14长度为50mm。
上述适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置的采样过程，操作步骤如下：
(1)初步测量采样深度，根据深度确定排水管数量，然后进行组装，保证采样装置达到采样点；
(2)采样装置达河湖底部后，进一步施加外力，旋转T形手柄，使钻头钻入沉积物，沉积物通过钻头进入取芯管，套管外部标记槽灌入沉积物，钻头到底后，根据刻度连接管显示刻度结合套管和排水管长度，计算出水深和沉积物厚度的总和，然后将采样装置垂直取出，完成采集；
(3)根据套管外部标记槽携带沉积物情况读取底部沉积物厚度，根据取芯管读取采集的柱状沉积物样品厚度，通过得到的水深和沉积物厚度总和减去标记槽沉积物厚度，得到水深，通过标记槽沉积物厚度和取芯管柱状沉积物样品厚度相比，得到柱状沉积物样品压缩比。
实施例2：
一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，结构如实施例1所述，不同之处在于，钻头14另一端为平滑刀口状，如图9所示，平滑刀口状钻头适用于河湖底部存在厚层粘土、粉土及强风化物情况。
Claims (10)
1.一种适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，包括T形手柄、刻度连接管、排水管、套管和取芯管，其中，T形手柄螺纹连接刻度连接管，刻度连接管螺纹连接排水管，排水管螺纹连接套管，套管内套装取芯管，套管底端设置钻头。
2.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，T形手柄上设置调平气泡，T形手柄两侧设置橡胶手托。
3.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，T形手柄长度为400mm。
4.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，刻度连接管为空心管，外表面设置刻度盘，刻度连接管长度为100mm，直径为50mm。
5.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，排水管为空心管，排水管上均匀设置4列开孔，排水管长度为100mm，直径为50mm。
6.如权利要求5所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，排水管至少设置1个。
7.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，套管表面设置标记槽，标记槽为梯形，标记槽呈螺旋状设置于套管表面。
8.如权利要求7所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，套管长度为100mm，套管外径为52mm，套管内径为50mm，标记槽高度为1mm，上口宽为2mm，下口宽为3mm。
9.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，取芯管为PVC材质空心管，取芯管下部设置软塑遮挡片；
取芯管长度为100mm，外径为50mm。
10.如权利要求1所述的适用于浅水河湖沉积物的无扰动柱状采样装置，其特征在于，钻头为中空圆柱体，钻头一端连接于套管，另一端设置为锯齿形或平滑刀口状，钻头外径与套管内径一致，钻头内径与取芯管内径一致；
钻头长度为50mm。
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