一种便携式底泥采样器及使用方法与流程

本发明涉及一种沉积物和上覆水的取样设备，特别是关于一种用于对河道、湖泊、海洋、沼泽等水域底泥、表层沉积物和上覆水取样的便携式底泥采样器及使用方法。

背景技术：

底泥是河流湖泊生态系统的一个重要组成部分，是大多数水生植物、动物及微生物的生长地和栖息地，也是水土界面物质(物理的、化学的、生物的)积极交替带，是河湖治理的一个关键。同时河湖底泥也是河湖营养物质的一个重要聚集库，不仅可以间接地反映河湖水体的污染情况、水动力状态，而且底泥在外界水动力因素影响下向上覆水体释放营养成分，成为二次污染源，影响河湖水体水质和富营养化过程。为了研究底泥与水体之间污染物迁移、转化过程，以及对水体环境影响，必须从水下钻取原装底泥样品，用于检测其中污染物含量。

目前，底泥采样方法普遍存在效率不高、取样困难等现象。传统的活塞式柱状底泥采样器主要存在几个问题：1)采样器用力向下取泥过程中，金属连接杆处易松动；2)投掷采样器可能发生倾斜，不能垂直插入底泥，导致取样发生底部漏泥的情况。3)采泥量大也容易发生漏泥现象。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种便携式底泥采样器及使用方法，其有效的解决了现有技术中金属连接杆松动和底泥漏泥的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种便携式底泥采样器，其包括把手、连接套、连接杆、采样筒、底盖、活塞牵引杆、活塞牵引绳、底盖牵引绳、固定环、活塞、半圆形切割头和挡板；所述把手采用t型结构，位于t型结构的底杆端部通过所述连接套与所述连接杆连接；所述连接杆设置为多个，两两所述连接杆之间均通过所述连接套连接，距离所述把手最远处的所述连接杆端部设置有所述采样筒，所述采样筒采用半圆柱状结构，所述采样筒底部敞开，在所述采样筒底部的圆形部设置尖锐的所述半圆形切割头；所述采样筒的底部直线部设置有所述挡板，所述挡板与所述采样筒底部之间垂直焊死；所述底盖的圆弧端设置有两个外接小孔，所述挡板内设置有有所述底盖，所述底盖的直径端与所述挡板连接；所述底盖牵引绳的两端分别连接至两个所述外接小孔内，所述底盖牵引绳的中部位于所述把手处；所述采样筒内腔中设置有所述活塞，所述活塞的顶部设置有所述活塞牵引杆；所述活塞牵引杆采用l型结构，其竖杆端部与所述活塞顶部连接，横杆与竖杆的转折处设置有所述固定环，所述活塞牵引绳一端固定在该固定环内，所述活塞牵引绳另一端与所述底盖牵引绳的中部连接。

进一步，所述采样筒顶部设置有与所述底盖上两个所述外接小孔对应的底盖牵引绳固定环；所述底盖牵引绳一端与一所述外接小孔固定，所述底盖牵引绳另一端依次穿过两个所述底盖牵引绳固定环后与另一所述外接小孔固定。

进一步，所述采样筒的顶部设置有螺纹杆，该螺纹杆与所述连接杆通过所述连接套连接。

进一步，所述底盖的直径略大于所述采样筒的端部截面直径。

进一步，所述采样筒的顶部设置有用于所述活塞牵引杆穿过的通孔，所述通孔的直径略大于所述活塞牵引杆的直径。

进一步，所述挡板的内侧设置有与所述底盖上两个外接小孔匹配的凹槽，位于该凹槽的弧形端内侧设置有挡板卡扣。

进一步，各所述连接杆表面均设有刻度。

进一步，所述采样筒4采用pvc材质。

一种基于上述采样器的使用方法，在采集底泥样品时，其包括以下步骤：1)将采样筒和连接杆通过连接套进行螺纹连接，将活塞推到采样筒的底部，再将底盖上的卡扣在卡设在挡板的底盖型凹陷处；2)将采样器投掷入水中，同时将活塞牵引绳和底盖牵引绳在保持无张力的条件下随采样器缓缓放入水中；3)采样器触及湖底后，用力下压把手使采样筒最大程度插入底泥；4)在保持紧握把手并用力保持采样筒尽量原地不动的条件下，向上提拉活塞牵引绳和底盖牵引绳直至活塞牵引杆到达连接杆上预先设定的刻度，说明底盖已经闭合且活塞已拉至最高点；5)提拉连接杆和活塞牵引绳、底盖牵引绳，将采样器提出水面，打开底盖完成原装底泥样品收集。

进一步，在采集上覆水时，采用上述使用方法的步骤，在所述步骤3)中，采样器触及湖底后，向上提5～10cm，然后执行后续步骤。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在活塞向上牵引过程中具有初步脱水的功能，使得采集到的底泥样品体积变小，方便运输。2、本发明的金属连接杆通过连接套相连，既可以根据长度需要，拼接多个金属连接杆，起到加固的作用，防止松动，也能防止金属连接杆接口处长时间泡在水里，减少生锈的可能性，延长金属连接杆的使用寿命。3、本发明的采样筒底部设计一个底盖结构，可以防止漏泥，同时可以收集上覆水。

附图说明

图1是本发明采样器的整体结构示意图；

图2是本发明的金属连接杆结构示意图；

图3是本发明采样筒底部挡板结构示意图；

图4是本发明采样器的侧视图；

图5是本发明采样筒底部挡板的侧视图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等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发明和简化描述，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发明的限制。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图5所示，本发明提供一种便携式底泥采样器，其包括把手1、连接套2、连接杆3、采样筒4、活塞和活塞牵引杆之间的连接螺丝5、底盖6、活塞牵引杆7、活塞牵引绳8、底盖牵引绳9、固定环12、活塞14、半圆形切割头15、挡板16。

把手1采用t型结构，位于t型结构的底杆端部通过连接套2与连接杆3进行连接；连接杆3可以设置为多个，两两连接杆3之间均通过连接套2进行连接，距离把手1最远处的连接杆3端部设置有采样筒4，采样筒4采用半圆柱状结构，便于底泥的采样。采样筒4底部敞开，在采样筒4的底部圆形部设置尖锐的半圆形切割头15，用于减小进泥阻力，在底部直线部设置挡板16，挡板16与采样筒4底部之间垂直焊死。底盖6的圆弧端设置有两个外接小孔，挡板16内设置有有底盖6，底盖6的直径端与挡板16连接，向下采泥时底盖6收入挡板6内。底盖牵引绳9的两端分别连接至两个外接小孔内，底盖牵引绳9的中部位于把手1处；通过底盖牵引绳9控制底盖6在向上提泥时保持闭合状态，防止漏泥。采样筒4内腔中设置有活塞14，活塞14的顶部设置有活塞牵引杆7；活塞牵引杆7采用l型结构，其竖杆端部与活塞14顶部连接，横杆与竖杆的转折处设置有固定环12，活塞牵引绳8一端固定在该固定环12内，方便在水深时提拉活塞牵引杆7，活塞牵引绳8另一端与底盖牵引绳9的中部连接，以防止因为绳子长又多而打结缠绕。

上述实施例中，把手1、连接套2和各连接杆3都采用金属材料制成。

上述各实施例中，把手1的表面设置橡胶涂层，可防止手滑、便于发力。

上述各实施例中，把手1的底杆上以及各连接杆3上都设置有扳手缺口10，便于拼接连接杆3。

上述各实施例中，把手1的底杆与连接杆3之间以及相邻两个连接杆3之间的连接套2可以完全包住接口处。

上述各实施例中，位于采样筒4顶部设置有与底盖6上两个外接小孔对应的底盖牵引绳固定环11。底盖牵引绳9一端与一外接小孔固定，底盖牵引绳9另一端依次穿过两个底盖牵引绳固定环11后与另一外接小孔固定。

上述各实施例中，位于采样筒4的顶部设置有螺纹杆，该螺纹杆与连接杆3通过连接套2连接。

上述各实施例中，底盖6的直径略大于采样筒4的端部截面直径，以有效防止用力过度导致底盖6收到采样筒4内。

上述各实施例中，位于采样筒4的顶部设置有用于活塞牵引杆7穿过的通孔13，通孔13的直径略大于活塞牵引杆7的直径，防止水渗入活塞14上部后，再拉活塞牵引杆7有滋水现象发生。

上述各实施例中，如图3、图5所示，挡板16的内侧设置有与底盖6上两个外接小孔匹配的凹槽18，位于该凹槽18的弧形端内侧设置有挡板卡扣17，将底盖6在向下采泥时旋转并卡在挡板16的凹槽18处，防止投掷采样器时妨碍进泥。

上述各实施例中，把手1、连接杆3、连接套2、采样筒4之间均通过螺纹连接。

上述各实施例中，为方便在采样过程中观察，采样筒4采用pvc材质。

上述各实施例中，各连接杆3表面均设有刻度，方便记录牵引高度。

基于上述采样器，本发明还提供一种便携式底泥采样器的使用方法，其包括以下步骤：

1)将采样筒4和连接杆3通过连接套2进行螺纹连接，将活塞14推到采样筒4的底部，再将底盖6上的卡扣在卡设在挡板16的底盖型凹陷18处。

2)将采样器投掷入水中，同时将活塞牵引绳8和底盖牵引绳9在保持无张力的条件下随采样器缓缓放入水中，若长度不够可以适当增加连接杆3的数量。

3)采样器触及湖底后，用力下压把手1使采样筒4最大程度插入底泥。

4)在保持紧握把手1并用力保持采样筒4尽量原地不动的条件下，向上提拉活塞牵引绳8和底盖牵引绳9直至活塞牵引杆7到达连接杆3上预先设定的刻度，说明底盖6已经闭合且活塞14已拉至最高点。

5)提拉连接杆3和活塞牵引绳8、底盖牵引绳9，将采样器提出水面，打开底盖6即可收集原装底泥样品。

上述各步骤中，采集上覆水的步骤与采集底泥样品相同，只是在采样器触及湖底后，向上稍提5～10cm，然后提拉活塞牵引绳8、底盖牵引绳9直至活塞牵引杆7到达连接杆3上预先设定的刻度，最后同时提拉连接杆3和两个牵引绳，将采样器提出水面，打开底盖6即可收集上覆水。

在采样过程中通过手拉活塞牵引绳8、底盖牵引绳9，使底盖6封住采样筒4下端口，水则从采样筒4上端的通孔13排出，避免采样筒4内压力太大，妨碍采样。在提拉采样器的使用过程中，底泥在由采样筒4和底盖6围成的封闭空间中提高了采样效率，防止底泥和上覆水泄漏。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。