CN216559907U

CN216559907U - 一种水域断面温室气体采集装置

Info

Publication number: CN216559907U
Application number: CN202122193822.4U
Authority: CN
Inventors: 张逸飞; 宋长春; 宋艳宇; 王宪伟; 陈宁; 张豪
Original assignee: Northeast Institute of Geography and Agroecology of CAS
Current assignee: Northeast Institute of Geography and Agroecology of CAS
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2031-09-09

Abstract

本实用新型公开了一种水域断面温室气体采集装置，包括：能够插入所述水域中并部分露出水面的主杆；一端与所述主杆连接，另一端固定于岸边的收放机构；漂浮于水面上进行收集气体且与所述收放机构连接，并在所述收放机构驱动下能够在水域和岸边之间移动的气体采集器。基本原理为首先在水域中设置主杆，然后在主杆和岸边之间设置收放机构，操作员在岸边就能够将气体采集器通过收放装置移动至水域中或回收至岸边，通过气体采集器将水体释放的温室气体收集。有益效果是可在水域岸边操作，采集水域断面样带上的气体样品、提高气样采集的准确度。

Description

一种水域断面温室气体采集装置

技术领域

本实用新型涉及生态环境技术领域，具体而言，涉及一种水域断面温室气体采集装置。

背景技术

作为全球生态系统的重要组成部分，陆域水生生态系统在碳、氮生物地球化学循环中扮演重要角色，其水–气界面温室气体通量研究长期是生态学与环境科学研究的热点。据估算，包括湖泊、水库、池塘和江河等在内的水域年CO₂和CH₄排放量分别达到2.1Pg C和0.65Pg C(CO₂ equiv.)，是大气中温室气体的重要来源。最近，越来越多研究表明河流断面、池塘和湖泊水下微地形形态造成水体流速、温度、水体氧化还原条件以及营养水平的差异对温室气体排放有着重要影响，然而受限于水域通达条件，鲜有相关研究的报道，该方面数据的匮乏很可能会给未来全球气候变化的预测及温室气体排放清单的编制带来诸多的不确定性。现行的多数河流断面和湖泊样带的采集工作很大程度上依赖小船，行驶到具体水域随后布设悬浮箱采集气体，采样效率低下、行船干扰较大且样品采集时间并不统一，不适合长期定点监测，更影响样品的精度；其次，搭设栈桥的采样方法虽然有利于定点观测，但修建成本高昂，不适合在河流和湖泊的多断面搭建，水位的变化也会给栈桥采样带来很多困难(水位过多高于/低于桥面都会增加采样时的危险)。因此急需操作简单，廉价有效的水域断面温室气体采集装置。

因此，在现有技术的基础上进一步改进形成本实用新型，以解决上述的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于解决现有技术的成本高、干扰大、操作繁琐、采集精度低，难以形成长期监测的有效样带等问题，提供了一种水域断面温室气体采集装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种水域断面温室气体采集装置，用于收集水域释放的温室气体，包括：

主杆，能够插入所述水域中并部分露出水面；

收放机构，一端与所述主杆连接，另一端固定于岸边；

气体采集器，漂浮于水面上进行收集气体且与所述收放机构连接，并在所述收放机构驱动下能够在水域和岸边之间移动。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，还包括副杆，与所述主杆连接并能够沿所述主杆进行移动，所述收放机构的一端通过所述副杆与所述主杆连接。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述收放机构包括固定于所述副杆上的第一滑轮、设置在岸边的第二滑轮、套接在所述第一滑轮和所述第二滑轮之间的绳索，所述气体采集器固定于所述绳索上。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述气体采集器包括能够漂浮于水面上的箱体，所述箱体仅底部开口用于将水域释放的气体采集至箱体内部。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述气体采集器还包括气体抽取器，所述气体抽取器包括与所述箱体连通的注射器。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述箱体底部边缘向外侧延伸形成凸缘部，所述凸缘部由密度低于水的轻质材料制成。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述气体采集器通过卡扣6与所述绳索相连，所述卡扣6包括扣体和螺丝，所述扣体设置有凹槽，所述凹槽内设置所述绳索，所述螺丝穿过所述凹槽并紧固所述绳索。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述主杆上设有滑槽，所述副杆通过所述滑槽与所述主杆相连且能够在所述滑槽内滑动，所述主杆上设置有标尺。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述气体抽取器还包括设置于所述箱体上并与所述箱体相通的三通阀，所述注射器通过所述三通阀与所述箱体连通。

作为本实用新型实施例的一种优选技术方案，所述收放机构包括固定于所述副杆上的第一链轮、设置在岸边的第二链轮、与所述第一链轮和所述第二链轮相啮合的链条，所述气体采集器固定于所述链条上。

本实用新型实施例的有益效果是：

1、可在水域岸边操作，采集水域断面样带上的气体样品；

2、可避免行船造成的波浪干扰，提高气样采集的准确度；

3、可根据水位(汛期/旱期)调节离水面的高度，能很好地适应当地水文条件，符合长期断面监测的需求；

4、装置可于水域进行360°旋转，适宜池塘水域的微地形采样需求；

5、装置结构简单，制作成本低，可布设于水域的多个断面，便于统一采样时间，适应了高空间分辨率的采样需求。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的水域断面温室气体采集装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的气体采集器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的卡扣6的结构示意图。

图中：

1、主杆；

2、副杆；

3、第一滑轮；

4、第二滑轮；

5、绳索；

6、卡扣；601、螺丝；602、扣体；

7、气体采集器；701、注射器；702、箱体；703、凸缘部；704、三通阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参考附图1至3所示，本实用新型实施例公开的一种水域断面温室气体采集装置，包括：能够插入所述水域中并部分露出水面的主杆1；一端与所述主杆1连接，另一端固定于岸边的收放机构；漂浮于水面上进行收集气体且与所述收放机构连接，并在所述收放机构驱动下能够在水域和岸边之间移动的气体采集器7。其中的气体采集器7可以根据实际需要设置多个，基本原理为首先在水域中设置主杆1，然后在主杆1和岸边之间设置收放机构，操作员在岸边就能够将气体采集器7通过收放装置移动至水域中或回收至岸边，通过气体采集器7将水体释放的温室气体收集。

在本实施例中，主杆1和收放机构的连接方式具体是在主杆1上设置一个副杆2，该副杆2能够沿所述主杆1进行移动，所述收放机构的一端通过所述副杆2与所述主杆1连接。如图1所示，一般地，主杆1垂直于水面插入水体底部，副杆2水平的设置在主杆1上，这样能够较好的抵消收放机构的拉力。而比较容易的设置方式是副杆2在主杆1上采用滑动方式移动，具体可以是在主杆1上设有滑槽，所述副杆2通过所述滑槽与所述主杆1相连且能够在所述滑槽内滑动，其中的滑槽可以是燕尾槽，或者是在副杆2端部设置滑槽，将副杆2卡设在主杆1上进行滑动，如上所述，主杆1和副杆2的设置方式比较多变，可以灵活选择，而具体的设置方式可被认为属于常规技术手段，在此不进行具体限制。此外，为了方便在水面升降后的观测，所述主杆1上设置有带有刻度的标尺。

在本实用新型实施例中，收放机构被设置为包括固定于所述副杆2上的第一滑轮3、设置在岸边的第二滑轮4、套接在所述第一滑轮3和所述第二滑轮4之间的绳索5，所述气体采集器7固定于所述绳索5上。习惯的，如图1所示，我们将第一滑轮3竖直的固定在副杆2上，这样套接在第一滑轮3和第二滑轮4上的绳索5呈现上下各一股绳的形式，而将气体采集器7固定在下股绳索5，通过转动第二滑轮4使绳索5转动实现气体采集器7的收放。当然，也可以将第一滑轮3和第二滑轮4水平设置，只要在使用过程中避免绳索5脱落即可，基本原理与垂直设置的方式无异。具体实施时，第一滑轮3和第二滑轮4的尺寸优选设置为直径8cm，厚度2cm。

如图2所示，在本实用新型实施例中，气体采集器7包括能够漂浮于水面上的箱体702，所述箱体702仅底部开口用于将水域释放的气体采集至箱体702内部。气体采集器7大体上呈现一个倒扣在水面上的碗的形状，箱体702采用轻质材料，如PVC，尺寸可设定为顶部直径30cm，底部开口直径50cm，高25cm。

进一步的，为了增加气体采集器7的浮力和稳定性，箱体702底部边缘向外侧延伸形成凸缘部703，所述凸缘部703的外径可以设置为60cm，其由密度低于水的轻质材料制成，如此一来能够在移动气体采集器7时防止其发生侧翻导致内部气体外溢。

在本实用新型实施例中，气体采集器7还包括气体抽取器，用于将箱体702内收集的气体取出，具体的，所述气体抽取器包括与所述箱体702连通的注射器701，该注射器701即广义上所说的医疗器具的注射器，一般在实际使用中，使用容量60ml的一次性注射器，方便更换且成本低。

进一步的，所述气体抽取器还包括设置于所述箱体702上并与所述箱体702相通的三通阀704，所述注射器701通过所述三通阀704与所述箱体702连通。设置三通阀704的主要作用是能够方便在不使用注射器701进行抽气时直接通过三通阀704进行抽气，如利用软管直接将气体抽入集气瓶中。

在本实施例中，所述气体采集器7通过卡扣6与所述绳索5相连，所述卡扣6包括扣体602和螺丝601，所述扣体602设置有凹槽，所述凹槽内设置所述绳索5，所述螺丝601穿过所述凹槽并紧固所述绳索5。当然，上述的连接方式只是一种优选技术方案，对于气体采集器7和绳索5的固定方式比较灵活，甚至在条件受限时将气体采集器7的短绳直接与绳索5系紧也能够使用，因此，对于其他连接方式可以被视为本领域人员能够容易想到的技术方案，在此不做赘述。

而在其他实施例中，对于收放机构可以设置成不同结构的技术方案，可以例举的：所述收放机构包括固定于所述副杆2上的第一链轮、设置在岸边的第二链轮、与所述第一链轮和所述第二链轮相啮合的链条，所述气体采集器7固定于所述链条上。在本实施例中，可以将上述实施例的第一滑轮3、第二滑轮4、绳索5分别替换成第一链轮、第二链轮、链条，通过链条传动仍能满足对气体采集器7进行收放的要求。对于绳索5或者链条来说，在实际使用时，具体长度根据水域大小和采集要求进行选择。

再对收放机构的具体实施方式进行例举，可以预料到的，使用丝杠、步进电机等也可以实现收放，因此，至少采用上述已经说明的结构的收放机构都应被认为属于本实用新型的构思以内。

为了进一步阐述本实用新型实施例，下面简单对本实用新型实施例的一种水域断面温室气体采集装置的使用步骤描述：

1、在采集水域选择采样样带(断面)，驾驶舟船在样带尽头处水域插入主杆1，以及安装副杆2和第一滑轮3以及绳索5。

2、返回岸边将第二滑轮4固定在岸边，以及将绳索5套设在第二滑轮4上；

3、根据研究断面离岸远近和水下微地形形态，将若干个气体采集器7连接到绳索5上，并将气体采集器7的箱体702轻放在水面处，使水面完全将箱体702底部的开口封闭，完成采样前的布置；

4、开始采样时，慢慢拉动绳索5或转动第二滑轮4，使气体采集器7全部平稳的移动到采样水域，进行采样；

5、采样结束时，缓慢拉动绳索5或转动第二滑轮4，使气体采集器7全部平稳的移动到岸边但不能离开水面，然后使用注射器701将箱体702内气体抽入注射器701内并转移至采集瓶中，完成采样工作。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“滑轮”、“杆”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种水域断面温室气体采集装置，用于收集水域释放的温室气体，其特征在于，包括：

主杆，能够插入所述水域中并部分露出水面；

收放机构，一端与所述主杆连接，另一端固定于岸边；

2.根据权利要求1所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，还包括副杆，与所述主杆连接并能够沿所述主杆进行移动，所述收放机构的一端通过所述副杆与所述主杆连接。

3.根据权利要求2所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述收放机构包括固定于所述副杆上的第一滑轮、设置在岸边的第二滑轮、套接在所述第一滑轮和所述第二滑轮之间的绳索，所述气体采集器固定于所述绳索上。

4.根据权利要求1所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述气体采集器包括能够漂浮于水面上的箱体，所述箱体仅底部开口用于将水域释放的气体采集至箱体内部。

5.根据权利要求4所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述气体采集器还包括气体抽取器，所述气体抽取器包括与所述箱体连通的注射器。

6.根据权利要求4所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述箱体底部边缘向外侧延伸形成凸缘部，所述凸缘部由密度低于水的轻质材料制成。

7.根据权利要求3所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述气体采集器通过卡扣（6）与所述绳索相连，所述卡扣（6）包括扣体和螺丝，所述扣体设置有凹槽，所述凹槽内设置所述绳索，所述螺丝穿过所述凹槽并紧固所述绳索。

8.根据权利要求2所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述主杆上设有滑槽，所述副杆通过所述滑槽与所述主杆相连且能够在所述滑槽内滑动，所述主杆上设置有标尺。

9.根据权利要求5所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述气体抽取器还包括设置于所述箱体上并与所述箱体相通的三通阀，所述注射器通过所述三通阀与所述箱体连通。

10.根据权利要求2所述的水域断面温室气体采集装置，其特征在于，所述收放机构包括固定于所述副杆上的第一链轮、设置在岸边的第二链轮、与所述第一链轮和所述第二链轮相啮合的链条，所述气体采集器固定于所述链条上。