专利名称：雨水径流水质监测真空取样装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种雨水径流水质监测真空取样装置，属于水利工程给水排 水领域。
背景技术：
城市雨水利用的可行性及可利用程度不仅取决于降雨的雨量和时空分 布，而且也取决于降雨径流的水质状况，降雨径流水质的监测分析是进行城 市雨水利用的一项基础性工作，而雨水取样是否准确、及时、可靠，会直接 影响到整个水质监测工作的质量。过去，在降雨径流水质监测工作中，人们 大多采用现场人工取样，很难保证各取样点采样时间的统一，也不易把握准 确的产流时间，给进一步的分析工作带来了不便，同时，现场取样工作还要 花费大量的人力物力，多点取样的情形更是如此，尤其遇到天黑风大的情况， 现场取样人员要冒雨往返于取样点和实验室之间，现场取样工作非常辛苦。目前，有各种便携式水质监测取样器，但一台仪器只能单点取样，且其价格昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有的水质监测取样器取点单一、价格昂贵的 缺陷，提供了一种雨水径流水质监测真空取样装置。本装置可以同时对多个 取样点同时进行取样，并且具有结构简单、成本低等优点。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本装置包括真空缓冲
瓶12、真空泵14和多个结构相同的雨水取样装置。其中，真空缓冲瓶12与 真空泵14相连通，每个雨水取样装置都与真空缓冲瓶12相连通，每个雨水 取样装置的结构如下包括有室外雨水采样瓶15、室内雨水收集瓶4和雨水 样品瓶7;室外雨水采样瓶15与室内雨水收集瓶4通过室外雨水采集引入导 管2相连通，在室外雨水采集引入导管2上设置有进雨水阀门3。室内雨水收集瓶4与雨水样品瓶7通过连接雨水样品瓶导管5相连通，在连接雨水样品
瓶导管5上设置有放雨水阀门6。室内雨水收集瓶4通过室内雨水收集瓶抽真 空导管11与真空缓冲瓶12相连通，在室内雨水收集瓶抽真空导管11上设置 有抽真空阔门10。室内雨水收集瓶4通过室内雨水收集瓶通气导管8与大气 相连通，在室内雨水收集瓶通气导管8上设置有通气阀门9。
还包括有用于固定室外雨水采样瓶15的三脚固定支架16，在三脚固定 支架16上设置有警示灯17。
与现有的取样装置相比，本发明具有如下优点l)解决雨水径流多点同 时取样问题，并统一不同下垫面各取样点的取样时间；2)确定出各取样点的 准确产流时间；3)省去冒雨现场取样的劳动量，并且操作简单。
图l室内装置示意图
图2室内雨水收集瓶示意图
图3室外取样头示意图
图中1、取样平台，2、室外雨水采集引入导管，3、进雨水阀门，4、 室内雨水收集瓶，5、连接雨水样品瓶导管，6、放雨水阀门，7、雨水样 品瓶，8、室内雨水收集瓶通气导管，9、通气阀门，10、抽真空阀门，11、 室内雨水收集瓶抽真空导管，12、真空缓冲瓶，13、连接真空泵导管，14、 真空泵，15、室外雨水采样瓶，16、三脚固定支架，17、警示灯。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1 图3所示，本实施例主要包括室外取样头、室内雨水收集瓶4、 真空缓冲瓶12以及真空泵14。其中，室外取样头包括有室外雨水采样瓶15、 三脚固定支架16和警示灯17。本实施例中设置有六个室外雨水采样瓶15和 六个室内雨水收集瓶，其中室外雨水采样瓶15与室内雨水收集瓶4通过室外 雨水采集引入导管2 —一对应连接，在室外雨水采集引入导管2上安装有进
雨水阀门3。室内雨水收集瓶4与雨水样品瓶7通过连接雨水样品瓶导管5相
连，并用放雨水阀门6控制。室内雨水收集瓶4与真空缓冲瓶12通过室内雨 水收集瓶抽真空导管ll相连，并用抽真空阀门10控制。室内雨水收集瓶4 由雨水收集瓶通气导管8与大气接通，并用通气阀门9控制。真空缓冲瓶12 与真空泵14之间通过连接真空泵导管13相连。
真空泵14要由室外雨水采集引入导管2的铺设情况和管径大小，由水力 计算确定合适的真空泵型号。
室外取样头由室外雨水采样瓶15、三脚固定支架16、警示灯17组成。 本实施例中的室外雨水采样瓶15采用的是500ml塑料饮料瓶，塑料瓶正置， 在塑料瓶盖上打孔，与内径6mm的室外雨水采集引入导管2相连，注意连接 处要严格密封，塑料瓶底打直径6mm的进雨水孔6个，呈梅花状均匀排列， 瓶内装入约半瓶直径大于6mm的砂砾，主要起固定瓶身、防止瓶身倾斜的作 用，室外雨水采集引入导管2插入砂砾直至接近瓶底，以保证取到产流第一 时刻的水样。三脚固定支架16采用的是普通折叠式琴谱架，压支在室外雨水 采样瓶15之上，起固定作用。警示灯17为彩色闪光灯，干电池供电，安置 在三脚固定支架16顶部，起安全警示作用，防止行人误撞取样头。采样时， 靠吸力使雨水从雨水采样瓶15进入室外雨水采集引入导管2。
室外雨水采集引入导管2采用直径6mm的塑料管，铺设通过道路时要加 套钢管，架设来自屋顶的室外雨水采集引入导管2要注意避免死弯，以保证 输水畅通。另外，各取样点要使用不同颜色的导管，以便于检查维护。
每个室内雨水收集瓶4都与对应的室外取样头相连，室内雨水收集瓶4 依次排列倒置架设在取样平台1的垂直面板上，室内雨水收集瓶4采用2500mm 的玻璃倒口瓶，在其瓶口安置室外雨水采集引入导管2和连接雨水样品瓶导 管5，室外雨水采集引入导管2应插到接近瓶底的位置，以防使用时出现淹没 出流状态，而连接雨水样品瓶导管5插入瓶口即可，以保证取到即时水样， 在室内雨水收集瓶4的底部侧向瓶口安装有雨水收集瓶通气导管8和室内雨水收集瓶抽真空导管ll。
真空缓冲瓶12为容积5000ml的玻璃瓶，起提高真空泵的抽真空效果之 用，另外，当雨水收集瓶4中雨水过多，来不及由连接雨水样品瓶导管5放 出时，真空缓冲瓶12也可起到暂时存储多余水样的作用。
本实施例中，除室外取样头15、 16、 17和室外雨水采集引入导管2外，装 置的其余部分都安装在实验室内。
降雨来临之前，首先在室外各取样点安置好室外取样头15、 16、 17，降 雨一开始，即立刻在室内开启真空泵14，通过真空缓冲瓶12对室内各雨水收 集瓶4同时抽真空，降雨产流形成后，雨水则由放置在各取样点的室外取样头 15、 16、 17通过室外雨水采集引入导管2流入室内的各雨水收集瓶4，同时开 启雨水收集瓶4的通气阀门9和放雨水阀门6，即可将雨水收集瓶4的雨水放入 雨水样品瓶7，以备测定各项水质参数。
为了准确定出取样时间，在使用前，要对各取样点雨水流到室内雨水收 集瓶4的时间进行测定，在实际取样记录时，应将该时间扣除以得到准确的 取样时间。
为此，我们研制了雨水径流水质监测真空取样装置，并将其用于科研实 践，取得了较好的效果。
本实施例的具体操作步骤如下
1) 降雨前将室外取样头(15、 16、 17)放置到位，三脚固定支架16固 定牢固，开启警示灯17;
2) 关闭各放雨水阀门6和通气阀门9，打幵抽真空阀门10;
3) 开启真空泵14;
4) 观察并记录各室内雨水收集瓶4的出流时间；
5) 按水质监测方案要求的时间间隔放取水样，若有一个雨水收集瓶4开 始流进雨水径流，则开始计时，其它雨水收集瓶4也以此时开始划分时间间 隔段，到时间间隔点则放空所有雨水收集瓶4，放雨水时真空泵14不停，只
需开启通气阔门9和放雨水阀门6即可。
6) 将水样分别装入雨水样品瓶7，并贴好标签，若不到取样时间间隔点 时，雨水收集瓶4中水面已接近瓶顶，应及时放雨水至雨水样品瓶7，并记录 放水时间，贴好标签，作为加测水样，或作为弃水处理，这样可防止雨水流 入真空缓冲瓶12，同时也可保证雨水收集瓶4中的水样是刚从取样点抽取的 最新水样。但在确定的时间间隔点仍要放空所有雨水收集瓶4中的雨水，以保 证在规定的时间间隔点有采集水样。取雨水样和弃水时，均须开启通气阀门9 和放雨水阀门6，将水样放入雨水样品瓶7。
7) 降雨结束或观测结束时，放空雨水收集瓶4，关闭真空泵14。 本实施例的维护和保养
1) 室外取样头(15、 16、 17)在观测结束后要及时取回，折叠好三脚架 16，用清水冲洗室外雨水采样瓶15中的砂砾，以备下次使用。
2) 观测结束后要在各取样点放置清水，开启真空泵14进行清洗操作， 保证室外雨水采集引入导管2和室内雨水收集瓶4的清洁。
3) 对于由于意外造成的真空缓冲瓶12中的雨水在观测结束后也要及时 放出，并清洗真空缓冲瓶12。
4) 真空泵14要按说明书要求进行常规保养。
本实施例的应用效果
在实际降雨径流水质监测中，通过使用该取样装置达到了如下效果
1) 解决了雨水径流多点同时取样问题，统一了不同下垫面各取样点的取
样时间,并得到了准确的取样时间
过去采用人工现场取样很难精确确定取样时间，使用该取样装置，打开
放雨水阀6的时间减去该取样点雨水流到室内雨水收集瓶4的时间即可得到
准确的取样时间，另外，还可以统一各取样点的取样时间，以便相互比较水 质监测结果。
2) 定出各取样点的产流时间
过去采用人工现场取样很难精确确定产流时间，使用该取样装置，水流 流入室内雨水收集瓶4的时间减去该取样点的雨水流到室内雨水收集瓶4的 时间即可得到准确的产流时间。
3)减轻人工取样的劳动量
过去采用人工现场取样，十个取样点要十个人分别到各取样点取样，如 果采用五分钟间隔的采样方案，采样人员要一直冒雨往返在实验室和取样点 之间，尤其遇到天黑风大的情况，现场取样工作非常辛苦。现在采用该取样 装置只需一个人在实验室取样台前开关阀门(6、 9)、替换装满水的雨水样品 瓶7，即可准确、及时、轻松地完成取样工作，其他人员则可集中精力进行现 场水质化验。
我们用本装置完成了玻璃屋面、沥青屋面、铺砌屋面、汽车道、自行车
道、人行道等六种不同下垫面取样点的同时雨水径流取样，共观测降雨18场， 采集水样423个，由此获得有效分析与监测数据5233个，系统工作正常，达 到了预期的目的。
权利要求
1、雨水径流水质监测真空取样装置，其特征在于包括真空缓冲瓶(12)、真空泵(14)和多个结构相同的雨水取样装置；其中，真空缓冲瓶(12)与真空泵(14)相连通，每个雨水取样装置都与真空缓冲瓶(12)相连通，单个雨水取样装置的结构如下包括有室外雨水采样瓶(15)、室内雨水收集瓶(4)和雨水样品瓶(7)；室外雨水采样瓶(15)与室内雨水收集瓶(4)通过室外雨水采集引入导管(2)相连通，在室外雨水采集引入导管(2)上设置有进雨水阀门(3)；室内雨水收集瓶(4)与雨水样品瓶(7)通过连接雨水样品瓶导管(5)相连通，在连接雨水样品瓶导管(5)上设置有放雨水阀门(6)；室内雨水收集瓶(4)通过室内雨水收集瓶抽真空导管(11)与真空缓冲瓶(12)相连通，在室内雨水收集瓶抽真空导管(11)上设置有抽真空阀门(10)；室内雨水收集瓶(4)通过室内雨水收集瓶通气导管(8)与大气相连通，在室内雨水收集瓶通气导管(8)上设置有通气阀门(9)。
2、 根据权利要求l所述的雨水径流水质监测真空取样装置，其特征在于还包括有用于固定室外雨水采样瓶(15)的三脚固定支架(16)，在三脚固定支 架(16)上设置有警示灯(17)。
全文摘要
本发明是一种雨水径流水质监测真空取样装置，属于水利工程给水排水领域。包括真空缓冲瓶(12)、真空泵(14)和多个结构相同的雨水取样装置。真空缓冲瓶与真空泵相连，每个雨水取样装置都与真空缓冲瓶相连通，单个雨水取样装置的结构为包括室外雨水采样瓶(15)、室内雨水收集瓶(4)和雨水样品瓶(7)；室外雨水采样瓶与室内雨水收集瓶通过室外雨水采集引入导管相连通；室内雨水收集瓶与雨水样品瓶通过连接雨水样品瓶导管相连通。室内雨水收集瓶通过室内雨水收集瓶抽真空导管与真空缓冲瓶相连通。室内雨水收集瓶通过室内雨水收集瓶通气导管与大气相连通。本发明有如下优点解决雨水径流多点同时取样问题，省去冒雨现场取样的劳动量。
文档编号G01N1/14GK101196441SQ20071030453
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者刘世良, 周玉文, 汪明明, 赵树旗 申请人:北京工业大学