JP6758585B2 - In-situ test equipment and methods for detecting the amount of internal contaminants released in seafloor sediments by simulating wave action. - Google Patents
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Description
本発明は海洋サンプリング技術及び海洋汚染堆積物動力学の分野に属し、特に波作用をシミュレーションすることによって海底堆積物中の内部汚染物の放出量を検出するための原位置試験装置及び方法に関する。 The present invention belongs to the fields of marine sampling technology and marine pollutant sediment dynamics, and particularly relates to in-situ test equipment and methods for detecting the amount of internal pollutants released in seafloor sediments by simulating wave action.
海底堆積物には複数種類の汚染物が含まれ、海洋環境を保護するために堆積物中の汚染物の堆積、移行や改質に対する研究は重要である。海底堆積物中の汚染物は、主に都市下水、工業廃水や船の排出物及び不測漏洩等に由来する。沿岸開発の活発化に従って海底堆積物中における汚染物の含有量が増加し、湾岸、港湾や沿海水域においても堆積物中に、汚染物、例えば重金属、トリブチルリン酸エステル、石油系炭化水素、ポリ塩化ビフェニル、害虫忌避剤等が高濃度に含まれている。これらの海底堆積物中の汚染物が海水へ移行し、海水の流れに従い拡散し、沿岸生態環境に対して様々な弊害を引き起こすので、海洋環境を保護するために海底堆積物の汚染物に対する監視・検出が重要である。 Seafloor sediments contain multiple types of pollutants, and research into the deposition, migration and reformation of pollutants in sediments is important to protect the marine environment. Pollutants in seafloor sediments are mainly derived from urban sewage, industrial wastewater, ship emissions and unexpected leaks. The content of pollutants in marine sediments increases with the activation of coastal development, and pollutants such as heavy metals, tributyl phosphates, petroleum hydrocarbons, and polys are also found in sediments in bays, harbors, and coastal waters. It contains high concentrations of biphenyl chloride, pest repellent, etc. Monitoring of pollutants in these seafloor sediments to protect the marine environment, as the pollutants in these seafloor sediments migrate to the seawater and diffuse according to the flow of the seawater, causing various harmful effects on the coastal ecological environment. -Detection is important.
従来から、海底堆積物と水の界面の汚染物の流量を自動的にサンプリングして監視する装置（ＣＮ２００８２００７５２７７．６を参照）が提案され、主に堆積物中の汚染物静的拡散に対する研究に用いられている。この装置は、静的条件下で供試海水を収集し、海底堆積物と水の界面領域の汚染物流量を分析・計測するが、海底堆積物中の内部汚染物は主に水力学条件下で堆積物の再度懸濁に起因して堆積物中から放出されるので、完全に密閉された汚染物の流量を自動的にサンプリングして検出する装置では、波条件下での内部汚染物の放出を研究できなくなる。また、海底流量及び堆積物の原位置複合サンプリング装置（ＣＮ２０１４１０１８１９０３．４を参照）が提案され、主に海底放出流量及び原位置サンプリングに用いられている。この装置は、底のないシャーレ状容器を有しており、その挿入深さに限界があるので、海底の表層の堆積物放出流量の研究には用いられるが、堆積物に対する波負荷の外乱試験のシミュレーションに応用できず、かつ自動サンプリング装置では濃度差の影響を考慮していないので、検出供試水と実際のフィールド供試水間の誤差が大きい。また、自然条件下で海底堆積物をフィールド観測する（ＣＮ２０１７１１２７１００９．６を参照）ことも提案されているが、直接サンプリング方式で供試水を収集するので、水力学条件が複雑で一括に制御できないことに起因して、波という単一の変数による水中の汚染物の放出量及び放出パターンに対する研究を実現できなくなる。尚、波の作用における堆積物中の内部汚染物の放出に対する研究については、一般的に室内水槽（ＣＮ２０１１２０１３４４６３．９を参照）によって行われるが、室内試験の堆積物のサンプルでは海洋中の状態が正しく示されず、且つサンプラーで堆積物をサンプリングする過程中及び搬送途中にも、堆積物に不測の影響を与え、収集した堆積物を水槽の底部に敷設する過程中に、堆積物の層構造や理化学的性質が変化するので、堆積物の元構造を維持しにくい。 Conventionally, a device for automatically sampling and monitoring the flow rate of pollutants at the interface between seafloor sediments and water (see CN200820075277.6) has been proposed, mainly for research on static diffusion of pollutants in sediments. It is used. This device collects test seawater under static conditions and analyzes and measures the pollutant flow rate at the interface between seafloor sediments and water, but internal pollutants in seafloor sediments are mainly under hydrodynamic conditions. Because the sediment is released from the sediment due to resuspension in the sediment, a device that automatically samples and detects the flow rate of a completely sealed contaminant will contain internal contaminants under wave conditions. You will not be able to study the release. In addition, a seafloor discharge and sediment in-situ composite sampling device (see CN2014101811903.4) has been proposed and is mainly used for seafloor discharge and in-situ sampling. This device has a bottomless Petri dish-like container, and its insertion depth is limited, so it is used for studying the sediment discharge flow rate on the surface layer of the seafloor, but it is a disturbance test of wave load on the sediment. Since it cannot be applied to the simulation of the above and the automatic sampling device does not consider the influence of the concentration difference, the error between the detected test water and the actual field test water is large. It has also been proposed to observe seafloor sediments in the field under natural conditions (see CN201711271009.6), but since the test water is collected by the direct sampling method, the hydraulic conditions are complicated and cannot be controlled collectively. This makes it impossible to study the amount and pattern of pollutants released in water by a single variable called waves. It should be noted that studies on the release of internal contaminants in sediments under the action of waves are generally carried out in indoor water tanks (see CN201120134463.9), but the sediment samples in laboratory tests show the state in the ocean. Incorrectly shown and during the process of sampling the sediment with a sampler and during transport, it has an unexpected effect on the sediment, and during the process of laying the collected sediment at the bottom of the aquarium, the layer structure of the sediment Due to the changing physicochemical properties, it is difficult to maintain the original structure of the sediment.
本発明は、従来技術の欠点を解決するために、構造が合理的で、制御しやすく、検出精度が高い波作用をシミュレーションすることによって海底堆積物中の内部汚染物の放出量を検出するための原位置試験装置及び方法を提供している。 In order to solve the shortcomings of the prior art, the present invention detects the amount of internal contaminants released in seafloor sediments by simulating wave action with a rational structure, easy control, and high detection accuracy. In-situ test equipment and methods are provided.
本発明は以下のような技術手段によって実現される。 The present invention is realized by the following technical means.
試験プラットフォームを備える原位置試験装置であって、上記試験プラットフォーム上に、電池収納部と、収集ポッドと、内部の中心に位置する試験ポッドとが実装され、試験プラットフォームの頂部に油圧装置が実装され、試験ポッドが油圧装置を介して試験プラットフォームと接続され、試験ポッドが底のない円筒状であり、かつ試験ポッドの頂部にシリンダが実装され、シリンダが連結ロッドを介して試験ポッド内部に位置するプレッシャープレートに接続され、試験ポッドの内壁に高さの異なる複数の取水孔が設けられ、試験ポッドの外壁の中間位置に給水口が設けられ、取水孔及び給水口上にそれぞれ電磁スイッチが実装され、試験ポッドの内壁と外壁との間には（ポッド壁に沿って）取水孔と給水口にそれぞれ接続された複数の収集管が分布しており、収集ポッド内に収集管と接続された複数の真空サンプリングボトルが配置されており、試験ポッドの内壁の内面（本体の内部）に孔圧プローブ及びヘイズプローブが配置され、試験ポッドと収集ポッドがそれぞれ電池収納部に接続されていることを特徴とする波作用をシミュレーションすることによって海底堆積物中の内部汚染物の放出量を検出するための原位置試験装置である。 An in-situ test device equipped with a test platform, on which a battery storage unit, a collection pod, and a test pod located in the center of the inside are mounted, and a hydraulic device is mounted on the top of the test platform. , The test pod is connected to the test platform via a hydraulic system, the test pod is bottomless cylindrical, and the cylinder is mounted on the top of the test pod, the cylinder is located inside the test pod via a connecting rod. Connected to the pressure plate, the inner wall of the test pod is provided with multiple intake holes of different heights, a water supply port is provided at an intermediate position on the outer wall of the test pod, and an electromagnetic switch is mounted on the intake hole and the water supply port, respectively. Between the inner and outer walls of the test pod, there are multiple collection pipes (along the pod wall) connected to the intake holes and water inlets, and a plurality of collection pipes connected to the collection pipes in the collection pod. The feature is that the vacuum sampling bottle is arranged, the pore pressure probe and the haze probe are arranged on the inner surface (inside of the main body) of the inner wall of the test pod, and the test pod and the collection pod are each connected to the battery compartment. It is an in-situ test device for detecting the amount of internal contaminants released in seabed deposits by simulating the wave action.
本発明はフィールド原位置試験装置であり、主に波の作用による堆積物の内部放出過程及び放出パターンについての研究に用いられ、堆積物における汚染物の存在位置や状態に外乱を与えずに、海底堆積物の内部放出パターンを提示するので、室内での堆積物サンプリング過程中に堆積物の元構造を維持しにくい問題を解決する。 The present invention is a field in-situ test apparatus, which is mainly used for studying the internal release process and release pattern of sediments due to the action of waves, without disturbing the location and state of contaminants in the sediments. By presenting the internal release pattern of seafloor sediments, it solves the problem of difficulty in maintaining the original structure of sediments during the indoor sediment sampling process.
本発明のより好ましい技術手段としては以下の通りである。 The more preferable technical means of the present invention are as follows.
上記試験プラットフォームは四脚の台構造であり、試験プラットフォームの底部脚下に落ち込まないように支持盤が配置され、支持盤の底面に移動を効果的に防止するためにスチールピンが取り付けられ、支持盤上には試験プラットフォームの重量増加及び安定性向上のために鉛ブロックカウンタウェイトが載置されている。 The test platform has a four-legged platform structure, with support boards placed under the bottom legs of the test platform so that they do not fall, and steel pins are attached to the bottom of the support boards to effectively prevent movement. A lead block counterweight is placed on top to increase the weight and stability of the test platform.
上記試験ポッドの底部が刃先形状であり、試験ポッドの本体の周囲に支持板が取り付けられ、試験プラットフォームの頂部の油圧装置が試験ポッドをより深い堆積物中に挿入するために支持板の挿入深さに応じた圧力を印加し、支持板の下部に挿入深さを制御するためのリミットスイッチが実装され、リミットスイッチが底泥に達した場合に、油圧装置の加圧を停止する。 The bottom of the test pod is edge-shaped, a support plate is mounted around the body of the test pod, and the hydraulic system at the top of the test platform inserts the support plate depth to insert the test pod into deeper deposits. A limit switch for controlling the insertion depth is mounted on the lower part of the support plate by applying the corresponding pressure, and when the limit switch reaches the bottom mud, the pressurization of the hydraulic device is stopped.
上記真空サンプリングボトルには、大サンプリングボトルと小サンプリングボトルとがあり、大サンプリングボトルが収集管を介して取水孔に接続され、小サンプリングボトルが収集管を介して給水口に接続され、供試水を収集する場合に、大サンプリングボトル及び小サンプリングボトルを同時に開けて供試水を収集し、濃度を補正するために給水口周りの供試水が小サンプリングボトルに収集される。大サンプリングボトルと小サンプリングボトルはいずれも真空ボトルであり、海水は管路を介して連通した後に圧力差によって吸い込まれる。収集管を介して大サンプリングボトルをポッド内の取水孔と連通させると、ポッド内の海水は大サンプリングボトルに入り、収集管を介して小サンプリングボトルを外部の給水口に連通させると、外部の海水は小サンプリングボトルに入る。同時に大サンプリングボトルをサンプリングした後、試験ポッド内の海水は減少し、圧力差の作用で、外部海水は試験ポッドに補充される。 The vacuum sampling bottle includes a large sampling bottle and a small sampling bottle. The large sampling bottle is connected to the water intake hole via the collection pipe, and the small sampling bottle is connected to the water supply port via the collection pipe. When collecting water, the large sampling bottle and the small sampling bottle are opened at the same time to collect the test water, and the test water around the water supply port is collected in the small sampling bottle to correct the concentration. Both the large sampling bottle and the small sampling bottle are vacuum bottles, and seawater is sucked in by a pressure difference after communicating through a pipeline. When the large sampling bottle is communicated with the intake hole in the pod via the collection pipe, the seawater in the pod enters the large sampling bottle, and when the small sampling bottle is communicated with the external water supply port via the collection pipe, the outside Seawater goes into a small sampling bottle. After sampling a large sampling bottle at the same time, the seawater in the test pod is reduced and the external seawater is replenished in the test pod by the action of the pressure difference.
高さの異なる複数の取水孔が供試水を収集するために用いられ、真空サンプリングボトルで供試水の収集を開始すると、取水孔及び給水口を開けられ、それ以外は常時閉状態になる。水圧バランスを取り、サンプリング過程中に底部隙間からの水補充による干渉を防止するために、給水口が設けられている。 Multiple intake holes of different heights are used to collect the test water, and when the sample water collection is started with the vacuum sampling bottle, the intake holes and the water supply port are opened, and the others are always closed. .. A water supply port is provided to balance the water pressure and prevent interference due to water replenishment from the bottom gap during the sampling process.
上記プレッシャープレートの形状及び面積が試験ポッドの内部の断面と同じであり、シリンダによってプレッシャープレートの振幅値、周波数等の条件を制御し異なる循環波負荷を出力することによって、異なる自然条件下での負荷状況のシミュレーションを行う。 The shape and area of the pressure plate are the same as the internal cross section of the test pod, and conditions such as the amplitude value and frequency of the pressure plate are controlled by the cylinder to output different circulating wave loads under different natural conditions. Simulate the load situation.
上記原位置試験装置を使用して波作用をシミュレーションすることによって海底堆積物中の内部汚染物の放出量を検出するための試験方法は、
（１）印加される波の負荷のパラメータを設定し、孔圧プローブ、ヘイズプローブの２つの機器を調整し、、収集ポッドを調整して、大、小サンプリングボトルを実装し、支持板の位置を調節してから、試験ポッドを海底の深いところに設置するステップと、
（ここで、波の負荷のパラメータは、異なる波の高さによって計算された波の圧力の大きさに基づいて設定された数値である。孔圧プロープは、底床の堆積物の孔圧の変化をリアルタイムに監視するために用いられるセンサであり、ヘイズプローブは、試験ポッドに配置されており、試験ポッド内における水体の濁度変化をリアルタイムに監視及び記録するセンサである。孔圧プロープ及びヘイズプローブによって測定されたデータは、試験後のデータ分析に用いられる。具体的には、汚染物質濃度の変化と孔隙間の水圧、濁度との間の関係を分析するために使用される。）
（２）船の巻上げ機によって試験プラットフォームを海底へ移動させ、装置が海底に達した後、油圧装置によって試験ポッドを堆積物中に挿入させてから３０分経ったら、試験ポッド内の懸濁堆積物が沈降した後、制御システムによって動力装置を動作させるステップと、
（３）制御システムの制御下で、シリンダによってプレッシャープレートから負荷を印加し、所定時間が経ったら負荷を加えることを停止し、電磁スイッチを制御し、給水口を開けて供試水の収集を始め、供試水の収集が完了すると給水口を自動的に閉じ、同時に給水口から試験ポッドへ補充した水を収集するステップと、
（４）設定時間になり、全ての負荷を印加すること、サンプリング過程が完了すると、試験プラットフォームを水から取り出し、回収して、真空サンプリングボトル中の水を取り出して汚染物検出を行うステップと、を含む。
A test method for detecting the amount of internal contaminants released in seafloor sediments by simulating wave action using the above in-situ test equipment is
(1) Set the parameters of the applied wave load, adjust the two devices of the pore pressure probe and haze probe, adjust the collection pod, mount the large and small sampling bottles, and position the support plate. After adjusting, the step of installing the test pod deep in the seabed,
(Here, the wave load parameter is a numerical value set based on the magnitude of the wave pressure calculated by different wave heights. The pore pressure probe is the pore pressure of the bottom floor deposits. A sensor used to monitor changes in real time, the haze probe is located in the test pod and is a sensor that monitors and records changes in the turbidity of the water body in the test pod in real time. The data measured by the haze probe is used for post-test data analysis. Specifically, it is used to analyze the relationship between changes in pollutant concentration and pore water pressure and turbidity. )
(2) The test platform is moved to the seabed by the ship's hoist, and after the device reaches the seabed, 30 minutes after the test pod is inserted into the sediment by the hydraulic system, suspension deposition in the test pod After the object has settled, the steps to operate the power unit by the control system,
(3) Under the control of the control system, a load is applied from the pressure plate by the cylinder, the load is stopped after a predetermined time, the electromagnetic switch is controlled, the water supply port is opened, and the test water is collected. At the beginning, when the collection of test water is completed, the water supply port is automatically closed, and at the same time, the step of collecting the replenished water from the water supply port to the test pod, and
(4) When the set time is reached, all loads are applied, and when the sampling process is completed, the test platform is taken out from the water, recovered, and the water in the vacuum sampling bottle is taken out to detect contaminants. including.
その好ましい技術手段は以下の通りである。 The preferred technical means are as follows.
ステップ（１）において、汚染物の埋蔵深さに応じた挿入深さ試験ポッドが設置されるように、支持板の位置を調整する。 In step (1), the position of the support plate is adjusted so that the insertion depth test pod is installed according to the storage depth of the contaminant.
ステップ（３）において、大サンプリングボトルによって試験ポッド中の供試水を収集し、小サンプリングボトルによって給水口から補充した海水供試水を収集する。 In step (3), the test water in the test pod is collected by the large sampling bottle, and the seawater test water replenished from the water supply port is collected by the small sampling bottle.
ステップ（４）において、真空サンプリングボトル中の水をサンプルとするが、その汚染物濃度が水収集タイミングの試験ポッド内の汚染物の現実濃度と同じでは無く、以下のような補正式によって両者の濃度誤差を補正する必要がある。
サンプリングの過程において、外部の海水が試験ポッドに補充され続けるため、試験ポッド内汚染物質の濃度は海水によって希釈される。後から研究室で測定された大サンプリングボトル内の供試水の汚染物質の濃度は、水を収集した時点の実際の濃度とは等しくない、二者間には誤差があるため、濃度補正を行う必要がある
In step (4), the water in the vacuum sampling bottle is used as a sample, but the concentration of the contaminants is not the same as the actual concentration of the contaminants in the test pod at the water collection timing, and both are corrected by the following correction formula. It is necessary to correct the density error.
During the sampling process, the concentration of contaminants in the test pod is diluted by the seawater as external seawater continues to be replenished in the test pod. The concentration of contaminants in the test water in the large sampling bottle, which was later measured in the laboratory, is not equal to the actual concentration at the time the water was collected.There is an error between the two, so the concentration should be corrected. There is a need to do
本発明は設計が合理的で、柔軟に応用できるので、海底堆積物の原位置試験に用いられ、室内の試験堆積物サンプリング過程中に堆積物の元構造を維持しにくい問題を解決し、プレッシャープレートの振幅値、周波数等の条件を変更して異なる循環波負荷を出力し、異なる自然条件下での負荷状況のシミュレーションを行うことによって、海底堆積物の内部放出パターンを提示する。 Due to its rational design and flexible application, the present invention is used for in-situ testing of seafloor sediments, solving the problem of difficulty in maintaining the original structure of sediments during the indoor test sediment sampling process, and pressure. By changing the conditions such as the amplitude value and frequency of the plate to output different circulating wave loads and simulating the load conditions under different natural conditions, the internal release pattern of seafloor sediments is presented.
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図面には本発明の具体的な実施例が示される。該実施例では、試験プラットフォーム１を備える原位置試験装置であって、上記試験プラットフォーム１上に、電池収納部４と、収集ポッド３と、内部の中心に位置する試験ポッド２とが実装されている。試験プラットフォーム１の頂部には、油圧装置１１が実装されている。試験ポッド２が油圧装置１１を介して試験プラットフォーム１と接続されている。試験ポッド２は底のない円筒状であり、かつ試験ポッド２の頂部にシリンダ５が実装されている。シリンダ５は、連結ロッド１２を介して試験ポッド２の内部に位置するプレッシャープレート１３に接続されている。試験ポッド２の内壁には、高さの異なる複数の取水孔１４が設けられている。試験ポッド２の外壁の中間位置には、給水口１５が設けられている。取水孔１４及び給水口１５上には、それぞれ電磁スイッチ１６が実装されている。試験ポッド２の内壁と外壁との間には、取水孔１４と給水口１５とにそれぞれ接続された複数の収集管が分布している。収集ポッド３内には、収集管と接続された複数の真空サンプリングボトル６が配置されている。試験ポッド２の内壁の内面に孔圧プローブ９及びヘイズプローブ１０が配置されている。試験ポッド２と収集ポッド３は、それぞれ電池収納部４に接続されている。
なお、孔圧プローブ９は、海底堆積物における間隙の水圧変化を測定するものである。ヘイズプローブ１０は、試験ポッド２内の懸濁液の土砂濃度を測定するものである。
The drawings show specific embodiments of the present invention. In the embodiment, the in-situ test apparatus including the test platform 1 has a battery storage unit 4, a collection pod 3, and a test pod 2 located at the center of the inside mounted on the test platform 1. There is. A hydraulic device 11 is mounted on the top of the test platform 1. The test pod 2 is connected to the test platform 1 via a hydraulic device 11. The test pod 2 has a bottomless cylindrical shape, and a cylinder 5 is mounted on the top of the test pod 2. The cylinder 5 is connected to a pressure plate 13 located inside the test pod 2 via a connecting rod 12. A plurality of intake holes 14 having different heights are provided on the inner wall of the test pod 2. A water supply port 15 is provided at an intermediate position on the outer wall of the test pod 2. Electromagnetic switches 16 are mounted on the water intake holes 14 and the water supply ports 15, respectively. A plurality of collection pipes connected to the intake hole 14 and the water supply port 15 are distributed between the inner wall and the outer wall of the test pod 2. A plurality of vacuum sampling bottles 6 connected to the collection tube are arranged in the collection pod 3. A pore pressure probe 9 and a haze probe 10 are arranged on the inner surface of the inner wall of the test pod 2. The test pod 2 and the collection pod 3 are each connected to the battery storage unit 4.
The pore pressure probe 9 measures the change in water pressure in the gap in the seafloor sediment. The haze probe 10 measures the sediment concentration of the suspension in the test pod 2.
上記試験プラットフォーム１は四脚の台構造であり、試験プラットフォーム１の底部脚下には、支持盤１７が配置されている。支持盤１７の底面には、スチールピン１８が取り付けられている。支持盤１７上には、鉛ブロックカウンタウェイトが載置されている。上記試験ポッド２の底部は、刃先形状となっている。試験ポッド２の本体の周囲には、支持板１９が取り付けられている。支持板１９の下部には、リミットスイッチ２０が実装されている。上記真空サンプリングボトル６には、大サンプリングボトル７と小サンプリングボトル８とがある。大サンプリングボトル７は、収集管を介して取水孔１４に接続されている。小サンプリングボトル８は、収集管を介して給水口１５に接続されている。上記プレッシャープレート１３の形状及び面積は、試験ポッド２の内部断面と同じである。 The test platform 1 has a four-legged base structure, and a support plate 17 is arranged under the bottom leg of the test platform 1. A steel pin 18 is attached to the bottom surface of the support board 17. A lead block counterweight is placed on the support board 17. The bottom of the test pod 2 has a cutting edge shape. A support plate 19 is attached around the main body of the test pod 2. A limit switch 20 is mounted on the lower portion of the support plate 19. The vacuum sampling bottle 6 includes a large sampling bottle 7 and a small sampling bottle 8. The large sampling bottle 7 is connected to the water intake hole 14 via a collection pipe. The small sampling bottle 8 is connected to the water supply port 15 via a collection pipe. The shape and area of the pressure plate 13 are the same as the internal cross section of the test pod 2.
具体的な試験ステップは、以下の通りである。 The specific test steps are as follows.
（１）汚染物の埋蔵深さに応じた挿入深さに試験ポッドが設置されるよう、リミットスイッチ２０を挿入深さまで調節し、印加波負荷のパラメータを設定し、孔圧プローブ９、ヘイズプローブ１０のパラメータを調整する、
（２）船の巻上げ機によって試験プラットフォーム１を海底へ移動させ、装置が海底に達した後、油圧装置１１によって試験ポッド２を堆積物中に挿入させてから３０分経ったら、試験ポッド２内の懸濁堆積物が沈降した後、制御システムによって動力装置を動作させる、
（３）制御システムによって動力装置を動作させ、シリンダ５によってプレッシャープレート１３から負荷を印加し、所定時間が経ったら圧力印加を停止し、電磁スイッチ１６を制御し給水口１５を開けて供試水の収集を始め、供試水の収集が完了すると給水口１５を自動的に閉じ、同時に給水口１５から試験ポッド２へ補充した水を収集し、
（４）設定時間になり、全ての加圧、サンプリング過程が完了すると、試験プラットフォーム１を水から取り出し、回収して、真空サンプリングボトル６中の水を取り出し、汚染物検出を行う。
真空サンプリングボトル６中の水をサンプルとするが、その汚染物濃度が水収集タイミングの試験ポッド内の汚染物の現実濃度と同じでは無く、以下のような補正式によって両者の濃度誤差を補正する必要がある。
(2) The test platform 1 is moved to the seabed by the ship hoisting machine, and after the device reaches the seabed, 30 minutes after the test pod 2 is inserted into the sediment by the hydraulic device 11, the inside of the test pod 2 is reached. After the suspended sediments have settled, the control system operates the power unit,
(3) The power unit is operated by the control system, the load is applied from the pressure plate 13 by the cylinder 5, the pressure application is stopped after a predetermined time, the electromagnetic switch 16 is controlled, the water supply port 15 is opened, and the test water is tested. When the collection of test water is completed, the water supply port 15 is automatically closed, and at the same time, the water replenished to the test pod 2 is collected from the water supply port 15.
(4) When the set time is reached and all the pressurization and sampling processes are completed, the test platform 1 is taken out from the water, recovered, and the water in the vacuum sampling bottle 6 is taken out to detect contaminants.
The water in the vacuum sampling bottle 6 is used as a sample, but the concentration of the contaminants is not the same as the actual concentration of the contaminants in the test pod at the water collection timing, and the concentration error between the two is corrected by the following correction formula. There is a need.
１ 試験プラットフォーム
２ 試験ポッド
３ 収集ポッド
４ 電池収納部
５ シリンダ
６ 真空サンプリングボトル
７ 大サンプリングボトル
８ 小サンプリングボトル
９ 孔圧プローブ
１０ ヘイズプローブ
１１ 油圧装置
１２ 連結ロッド
１３ プレッシャープレート
１４ 取水孔
１５ 給水口
１６ 電磁スイッチ
１７ 支持盤
１８ スチールピン
１９ 支持板
２０ リミットスイッチ
1 Test platform 2 Test pod 3 Collection pod 4 Battery compartment 5 Cylinder 6 Vacuum sampling bottle 7 Large sampling bottle 8 Small sampling bottle 9 Pore pressure probe 10 Hayes probe 11 Hydraulic device 12 Connecting rod 13 Pressure plate 14 Water intake hole 15 Water supply port 16 Electromagnetic switch 17 Support plate 18 Steel pin 19 Support plate 20 Limit switch
Claims (9)
前記試験プラットフォーム（１）上に、電池収納部（４）と、収集ポッド（３）と、内部の中心に位置する試験ポッド（２）とが実装され、
前記試験プラットフォーム（１）の頂部に油圧装置（１１）が実装され、前記試験ポッド（２）が前記油圧装置（１１）を介して試験プラットフォーム（１）と接続され、前記試験ポッド（２）が底のない円筒状であり、かつ前記試験ポッド（２）の頂部にシリンダ（５）が実装され、前記シリンダ（５）が連結ロッド（１２）を介して前記試験ポッド（２）の内部に位置するプレッシャープレート（１３）に接続され、
前記試験ポッド（２）の内壁に高さの異なる複数の取水孔（１４）が設けられ、前記試験ポッド（２）の外壁の中間位置に給水口（１５）が設けられ、前記取水孔（１４）及び前記給水口（１５）上にそれぞれ電磁スイッチ（１６）が実装され、前記試験ポッド（２）の内壁と外壁との間には、前記取水孔（１４）と前記給水口（１５）にそれぞれ接続された複数の収集管が分布しており、前記収集ポッド（３）内に前記収集管と接続された複数の真空サンプリングボトル（６）が配置されており、
前記試験ポッド（２）の内壁の内面に孔圧プローブ（９）及びヘイズプローブ（１０）が配置され、前記試験ポッド（２）と前記収集ポッド（３）がそれぞれ前記電池収納部（４）に接続されていることを特徴とする波作用をシミュレーションすることによって海底堆積物中の内部汚染物の放出量を検出するための原位置試験装置。 An in-situ test apparatus equipped with a test platform (1).
A battery storage unit (4), a collection pod (3), and a test pod (2) located in the center of the interior are mounted on the test platform (1).
A hydraulic device (11) is mounted on the top of the test platform (1), the test pod (2) is connected to the test platform (1) via the hydraulic device (11), and the test pod (2) is connected. It has a bottomless cylindrical shape, and a cylinder (5) is mounted on the top of the test pod (2), and the cylinder (5) is positioned inside the test pod (2) via a connecting rod (12). Connected to the pressure plate (13)
A plurality of intake holes (14) having different heights are provided on the inner wall of the test pod (2), a water supply port (15) is provided at an intermediate position on the outer wall of the test pod (2), and the intake holes (14) are provided. ) And the electromagnetic switch (16) are mounted on the water supply port (15), respectively, and the water intake hole (14) and the water supply port (15) are provided between the inner wall and the outer wall of the test pod (2). A plurality of collection tubes connected to each are distributed, and a plurality of vacuum sampling bottles (6) connected to the collection tube are arranged in the collection pod (3).
A pore pressure probe (9) and a haze probe (10) are arranged on the inner surface of the inner wall of the test pod (2), and the test pod (2) and the collection pod (3) are respectively placed in the battery storage portion (4). An in-situ test device for detecting the amount of internal contaminants released in seafloor sediments by simulating wave action, characterized by being connected.
（１）印加される波の負荷のパラメータを設定し、孔圧プローブ、ヘイズプローブの２つの機器を調整するステップと、
（２）試験プラットフォームを水中へ置き、油圧装置によって試験ポッドを堆積物中に挿入させるステップと、
（３）所定時間に基づいて、シリンダによってプレッシャープレートから負荷を印加し、所定時間が経ったら圧力印加を停止し、電磁スイッチ（１６）を制御し、前記取水孔（１４）及び前記給水口（１５）を開け、前記取水孔（１４）及び前記給水口（１５）を介して供試水の収集を始め、供試水の収集が完了したら給水口を自動的に閉じ、同時に給水口から試験ポッドへ補充した水を収集するステップと、
（４）設定時間になり、全ての過程が完了すると、試験プラットフォームを水から取り出し、真空サンプリングボトル中の水を取り出し汚染物検出を行うステップとを含む、ことを特徴とする波作用をシミュレーションすることによって海底堆積物中の内部汚染物の放出量を検出するための試験方法。 A test method for detecting the amount of internal contaminants released in seafloor sediments by simulating wave action using the in-situ test apparatus according to claim 1.
(1) The step of setting the parameters of the applied wave load and adjusting the two devices, the pore pressure probe and the haze probe,
(2) The step of placing the test platform in water and inserting the test pod into the sediment by a hydraulic system,
(3) Based on the predetermined time, a load is applied from the pressure plate by the cylinder, the pressure application is stopped after the predetermined time has passed, the electromagnetic switch (16) is controlled, and the water intake hole (14) and the water supply port ( 15) is opened, the collection of test water is started through the intake hole (14) and the water supply port (15), and when the collection of test water is completed, the water supply port is automatically closed, and at the same time, the test is performed from the water supply port. Steps to collect the refilled water in the pod,
(4) When the set time is reached and all processes are completed, the wave action is simulated, including the steps of removing the test platform from the water, removing the water in the vacuum sampling bottle, and detecting contaminants. A test method for detecting the amount of internal contaminants released in seafloor sediments.
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