一种深水水域深层原状底泥采样装置的制作方法

本实用新型属于纳污坑塘及湖泊治理技术领域，涉及一种深水水域深层原状底泥采样装置。

背景技术：

当前，受污染坑塘及湖泊治理正在得到越来越广泛的重视，在纳污坑塘及湖泊治理过程中，底泥的采样和调查必不可少。然而，要在水深较大、且需采集深层原状底泥的水域进行采样，仍存在一定的难度。目前，底泥采样器主要有以下几种：一是抓斗式底泥抓取器，该类采样器由绳索放至底泥表面，用抓斗抓取表层底泥；二是人工夯砸式柱状采样器，该采样器前端为一米左右的采样管（含采样刀头），多段连接杆丝扣连接，顶部为手柄及夯击点，整个采样器可延伸6米左右，采样人员将采样器插入水底，用夯锤夯击的方式将采样管压入底泥，取1米以内的原状样；三是钻杆式底泥采样器，该采样器与陆地上使用的钻杆式钻机相同，将其放置在水面平台上，采用旋转式钻头钻取泥样，由于采用旋转式钻头，该采样器无法取得原状底泥样品，另外，由于水底采样孔二次定位难度较大，该采样器无法采到深层底泥；四是支架式深水、海水底泥采样器，用吊装设备将采样设备直接放入水底，采样设备设有四角支架及配重铅锤，可以采到深层原状泥样，但是仅适用于平坦的水底，而且取样过程中容易倾斜，无法垂直采样。因此，对于河流、坑塘、湖泊等水体较深（大于6-7米），原状底泥采样深度较大（大于1米），底泥样品不可扰动也不受水体污染的采样要求，上述采样设备均无法满足要求。

技术实现要素：

为此，发明了一种可用于深水河流、坑塘、湖泊的深层原样柱状底泥采样装置，实现了深水河流、坑塘、湖泊深层原状底泥的高效采样。

本实用新型为了解决现有底泥采样器不能采集水体较深（大于6-7米）、原状底泥采样长度较大（大于1米）的样品，且无法满足底泥样品不可扰动、不被水体污染及在水底坡度较大的环境中采样等实际要求，本实用新型提供了一种深水水域深层原状底泥采样装置，其特征在于；该装置包括吊放系统和取样器系统；所述的吊放系统包括：固定于船体甲板上的龙门吊套装基座1、多吊点龙门架2、用于起吊取样架和取样器系统；其中取样架吊点3用于起吊取样架，起吊取样器系统4用于起吊取样管；

所述的取样器系统包括：取样架5、取样管6、取样头7及动力装置8；取样架5由两根平行导向滑杆9、顶部的矩形固定吊架10及底部的取样架架基11组成；取样架固定取样管，取样架上部的矩形吊架通过设置在其上部的两个取样架吊点3与多吊点龙门架连接，取样架的两根滑杆通过套管12与取样管6及动力装置8连接，取样架架基11设置为开启活页门，取样管6通过可平面摆动的样管连接器与取样架5连接；取样头（7）为内凹式取样头。

本实用新型更加详细的描述如下：

该装置包括吊放系统和取样器系统，吊放系统将取样器放入水底，取样器达到水底后，放松取样管6悬挂钢索，开启防水振动电机，取样管被振动电机压入底泥，进行取样；

所述的取样器系统包括：取样架、取样管、取样头及动力装置；取样架固定取样管，取样架上部的矩形吊架通过设置在其上部的两个取样架吊点与多吊点龙门架连接，取样架的两根滑杆通过套管与取样管及动力装置连接；

取样架架1设置为开启活页门，当取样架被提出水面时，打开活页门，将取样管拖置为与甲板平行角度进行取样操作；

取样管通过可平面摆动的样管连接器与取样架连接；取样时，取样管内存水通过取样管上部单向球阀排出，上提过程中单向球阀保证底泥样品不会被从管内压出；取内凹式取样头确保取样过程中底泥不进入衬管与取样管内壁的间隙，便于衬管顺利取出，取样头设置花瓣式刀口，确保上提过程中泥样不会从衬管中滑落。

本实用新型进一步公开了采用深水水域深层原状底泥采样装置进行采样的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）由吊放系统将取样器放入水底，取样器达到水底后，放松取样管悬挂钢索，开启防水振动电机，取样管被振动电机压入底泥，进行取样；

（2）取样器系统由取样架、取样管、取样头及动力装置组成，取样架由两根平行导向滑杆、顶部的矩形固定吊架及底部的架基组成，取样架的作用为固定取样管，取样架上部的矩形吊架通过设置在其上部的两个起吊点与吊放龙门架连接，取样架的两根滑杆通过套管与取样管及动力装置连接。取样架架基设置可开启活页门，当取样架被提出水面时，打开活页门，将取样管拖置为与甲板平行角度进行取样操作；

（3）取样管通过可平面摆动的样管连接器与取样架连接，取样时，取样管内存水通过取样管上部单向球阀排出，上提过程中单向球阀保证底泥样品不会被从管内压出，取样管内采用标准PVC衬管作为“样皮”，取样管出水后，打开取样架架基上的活页门，将取样管拖置为与甲板水平状态，卸下取样头，取出衬管，样品在衬管的保护下运回实验室分析；内凹式取样头可确保取样过程中底泥不进入衬管与取样管内壁的间隙，便于衬管顺利取出，取样头设置花瓣式刀口，确保上提过程中泥样不会从衬管中滑落。

本实用新型更进一步公开了深水水域深层原状底泥采样装置在用于水深大于6-7米的河流、坑塘、湖泊等底泥样品采集方面的应用。特别是用于原状底泥采样深度大于1米的样品采集方面的应用。本实用新型所描述的采样方法可以达到底泥样品不被扰动、不被水体污染的目的，更适合在水底坡度较大的环境中进行采集样品，实验结果证明：该采样装置能够在水深大于6-7米的河流、坑塘、湖泊进行采样，能采集到原状底泥4米长的样品，对倾斜度较大的水底也能高效采样。

本实用新型的吊放系统相比在船体外侧设置伸出式吊臂，本实用新型在船体甲板中间部分设置采样孔，用设在采样船甲板上的龙门吊将底泥取样器装置吊放入水底的方式，可以最大限度的减小用船的体积量及作业面积，便于采样船进入面积有限的水域进行采样作业。为此，本系统设计了专用吊放系统，包括便于快速安装、拆卸的龙门吊套装基座及多吊点龙门架，用于起吊取样架和取样管系统。

（2）取样器系统：本系统取样架架基截面积较小，架基的作用仅为固定平行导向滑杆用，不用于在湖底支撑取样架以确保其垂直，设置在取样架上部的矩形吊架的两个起吊点与吊放龙门架通过钢索连接，以确保取样过程中取样架在水底保持垂直状态，这种设计可以确保取样系统在任何不平坦的水底进行深层采样。

取样管由内径为110mm的无缝钢管制成，取样管上部设有单向球阀，确保取样时管内水顺利排除，同时，又不至于在取样管上提过程中管内样品被水压从取样管内压出。取样管内采用标准PVC衬管作为“样皮”，取样管出水后，卸下取样头，取出衬管，样品在衬管的保护下运回实验室分析。

本实用新型设置内凹式取样头，该设计可确保取样过程中泥样不进入衬管与取样管内壁的间隙，以便于衬管顺利取出，取样头设置花瓣式刀口，确保上提过程中泥样不会从衬管中滑落。

本实用新型公开的一种深水水域深层原状底泥采样装置与现有技术相比所具有的积极效果在于：

（1）相对于现有技术本实用新型重点解决了水体深度大于6-7米的河流、坑塘、湖泊等底泥采样困难甚至无法采样的问题，而且解决了现有技术无法采集1米以上而不被水体污染的原状底泥样品的问题。

（2）相对于现有技术本实用新型主要考察了在水底坡度大、水体深度大于6-7米的河流、坑塘、湖泊进行采样，并且采集4米长的原状底泥样品，而不被水体污染。

（3）相对于现有技术本实用新型最大的成功在于采用了吊放系统悬吊取样器进行取样，因此适用于深层水体采样，且不是把取样平台直接放入水底，因此，对于坡度较大的水底也能成功采样。另外设置了4米长的采样管，可以采集1米以上的原状底泥样品。

附图说明

图1为深水水域深层原状底泥采样装置结构示意图；其中：

1；龙门吊套装基座 2：多吊点龙门架 3：取样架吊点 4：起吊取样管系统

5：取样架 6：取样管 7：取样头 8：动力装置

9：滑杆 10：顶部的矩形固定吊架

11：取样架架基 12：套管。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本实用新型。除非特别说明，本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本实用新型的范围，本实用新型的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本实用新型的保护范围。结合图描述使用的实际例子如下：

实施例 1

一种深水水域深层原状底泥采样装置，该装置包括吊放系统和取样器系统；所述的吊放系统包括：固定于船体甲板上的龙门吊套装基座1、多吊点龙门架2、用于起吊取样架和取样器系统；其中取样架吊点用于起吊取样架，起吊取样器系统4用于起吊取样管；吊放系统将取样器放入水底，取样器达到水底后，放松取样管悬挂钢索，开启防水振动电机，取样管被振动电机压入底泥，进行取样；

所述的取样器系统包括：取样架5、取样管6、取样头7及动力装置8；取样架由两根平行导向滑杆9、顶部的矩形固定吊架10及底部的取样架架基11组成，取样架固定取样管，取样架上部的矩形吊架通过设置在其上部的两个取样架吊点与多吊点龙门架连接，取样架的两根滑杆通过套管12与取样管及动力装置连接；

取样架架基设置为开启活页门，当取样架被提出水面时，打开活页门，将取样管拖置为与甲板平行角度进行取样操作；

取样管通过可平面摆动的样管连接器与取样架连接；取样时，取样管内存水通过取样管上部单向球阀排出，上提过程中单向球阀保证底泥样品不会被从管内压出；采用内凹式取样头确保取样过程中底泥不进入衬管与取样管内壁的间隙，便于衬管顺利取出，取样头设置花瓣式刀口，确保上提过程中泥样不会从衬管中滑落。

实施例2

采用深水水域深层原状底泥采样装置进行采样的方法：

（1）由吊放系统将取样器放入水底，取样器达到水底后，放松取样管悬挂钢索，开启防水振动电机，取样管被振动电机压入底泥，进行取样；

（2）取样器系统由取样架5、取样管6、取样头7及动力装置8组成，取样架由两根平行导向滑杆9、顶部的矩形固定吊架10及底部的架基11组成，取样架的作用为固定取样管，取样架上部的矩形吊架通过设置在其上部的两个起吊点3与吊放龙门架连接，取样架的两根滑杆通过套管12与取样管6及动力装置8连接。取样架架基11设置可开启活页门，当取样架被提出水面时，打开活页门，将取样管拖置为与甲板平行角度进行取样操作；

（3）取样管6通过可平面摆动的样管连接器与取样架连接，取样时，取样管内存水通过取样管上部单向球阀排出，上提过程中单向球阀保证底泥样品不会被从管内压出，取样管内采用标准PVC衬管作为“样皮”，取样管出水后，打开取样架架基上的活页门，将取样管拖置为与甲板水平状态，卸下取样头，取出衬管，样品在衬管的保护下运回实验室分析；内凹式取样头可确保取样过程中底泥不进入衬管与取样管内壁的间隙，便于衬管顺利取出，取样头设置花瓣式刀口，确保上提过程中泥样不会从衬管中滑落。

实施例3

比较试验

本实用新型公开了的深水水域深层原状底泥采样装置，用于原状底泥采样深度大于1米的样品采集方面的应用。本实用新型所描述的采样方法可以达到底泥样品不被扰动、不被水体污染的目的，更适合在水底坡度较大的环境中进行采集样品，实验结果证明：该采样装置能够在水深大于6-7米的河流、坑塘、湖泊进行采样，能采集到原状底泥4米长的样品，对倾斜度较大的水底也能高效采样。