采集。3)装置所配备的多点取样器，在取样过程中，取样容器不直接进入水体，进入水体的仅仅是体积很小的刻度柱与胶管，而且在取样过程中，胶管的端点面积较小，实现了水样的点源采取。4)装置所配备的多点取样器实现了在同一时间、采取同一断面上不同水深、不同起点距位置的水样，克服了传统取样在取样过程中存在的先后时差，保证了所取水样的代表性和真实性。
【附图说明】
[0013]图1是试验设备布置平面图。
[0014]图2是取样装置平面图。
[0015]图3是取样平台搭接立体图。
[0016]图4是钢架结构立体图。
[0017]图5是自动升降系统立体图。
[0018]图6是多点取样器平面图。
[0019]图7是多点取样器俯视图。
[0020]图中:1取样断面；2双体船取样平台；3控制点；4缆绳；5充气船；6承重板；7多点取样器；8自动升降系统；9样品瓶；10收纳箱小号承重板；12蓄电池；13流速计；14钢架；15螺栓；16竖向固定铁板；17铁垫板；18电线；19提拉杆；20升降杆；21T型支架；22固定凹槽；23盖板；24横向支架；25竖向支架；26转动轴；27喉卡；28钢丝吊线；29弹簧勾；30立式轴承；31摇把；32注射器；33刻度柱；34夹子；35胶管；36方形滑槽；37固定扣；38方形滑块。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步阐述。
[0022]以龙王塘水库氨氮扩散试验为例，说明用于河道污染物输移模拟的三维取样装置实施的具体步骤。试验在大连市龙王塘水库下游河道进行。
[0023]步骤1:场地布置阶段
[0024]龙王塘水库下游河道，水面宽度宽处达到68米，窄处仅约30米左右，河水水深受潮汐影响很大。取样人员通过GPS定位仪确定初始取样断面位置，每隔25米设置一个取样断面。工字轮采用型号为ΡΝ400Α型工字轮，缆绳采用10mm粗的绿色尼龙绳，单根缆绳长200 米。
[0025]步骤2:搭建双体船取样平台
[0026]采用的充气船单船载重为565kg。首先对充气船5进行充气，充气完成后对钢架14、承重板6、小号承重板11、减压板等进行组装。组装顺序为:承重板与钢架通过螺栓15连接在一起，减压板通过螺栓与钢架连在一起，在承重板与充气船添加海绵垫板以作缓冲，在钢架的头部与端部均焊接竖向固定铁板16，并卡在充气船上。同时，在钢架上还焊有铁垫板17，铁垫板朝下放在减压板上。多点取样器的自动升降系统通过焊接的T型支架21固定于小号承重板上，并用螺栓固定。流速计13通过支架固定在承重板上。承重板上还放置样品瓶、收纳箱和铅酸蓄电池12等物品。收集装置为9个100ml注射器，注射器被横向支架24与盖板23固定。
[0027]步骤3:试验准备阶段
[0028]试验取样前事先调试好多点取样器7，并通过移动方形滑槽36内的方形滑块38的位置来调节取样的起点距，调试好后用固定扣37固定其位置；通过移动夹子34在刻度柱33的位置来确定取样的深度。将调试好的多点取样器按照取样断面次序进行标号，并依次固定于自动升降系统的固定凹槽22内。
[0029]步骤4:取样阶段
[0030]取样人员登上双体船取样平台2。充气船的位置由站在岸上的试验人员通过工字轮收、放缆绳4来控制，使其随取样的行进方向移动。每艘充气船尾部都连有一根缆绳，通过该缆绳与岸上的工字轮相连，单根缆绳200米，缠绕在工字轮上。
[0031]取样人员手持GPS确定行径位置，在预定投放点投放示踪剂。然后将双体船取样平台快速行至第一个取样断面，指挥岸上工字轮控制人员将取样装置与该取样断面对齐。待污染团接近该断面时，微调双体船取样平台的位置，使污染团位于两双体船之间。迅速测定流速、水深、水温等水文参数；当污染团主体到达该断面时，控制自动升降系统的升降杆20，将多点取样器降至取样高度，旋转多点取样器的摇把31，通过转动轴26带动钢丝吊线28，将取样器上已经调试后的多个位置处的水样抽取至注射器32中。水样采集完毕后，启动自动升降系统将多点取样器抬升至原有高度。该断面测量完毕，工字轮控制人员同步收、放缆绳使充气船顺水早于污染团快速行进至下一断面，进行下一断面的水文测量和取样操作。
[0032]待所有取样断面取样结束后，将双体船取样平台拉至岸边进行样品的收集，收集样品时应按注射器的编号次序依次打开其上的弹簧勾29，再将注射器中的水样存放到与之对应的样品瓶9中。最后将所有的样品瓶按顺序放入收纳箱10内。当天试验结束后，将双体船进行拆卸、装车，连同所取样品一起送回大连理工大学水环境研究所实验室。所采取的水样样品密闭、冷藏保存，于第二个工作日采用专业的水质分析仪进行浓度测试。
【主权项】
1.一种用于河道污染物输移模拟的三维取样方法，其特征包括如下步骤: 该三维取样方法使用的三维取样装置结构如下: 由双体船取样平台和多点取样器组成，所述的双体船取样平台主要由充气船和承重板两部分构成；承重板两端各搭接在充气船上，并通过螺栓连接；承重板与充气船之间添加海绵垫板、钢架和减压板，添加的各层之间通过螺栓进行固定连接；钢架的头部与端部均通过焊接的竖向铁板固定在双体船上；钢架上焊有铁垫板，铁垫板朝下放在减压板上；承重板的中间部分连接有小号承重板，与承重板搭接成井字形；小号承重板上通过焊接的T型支架固定可遥控的自动升降系统；自动升降系统上设有升降杆、提拉杆以及固定多点取样器的固定凹槽，其动力由放置于一侧的蓄电池提供；自动升降系统上装载多个多点取样器；多点取样器主要由固定装置、收集装置、控制装置和动力装置4部分构成；固定装置由横向支架、盖板和竖向支架三部分组成，其中横向支架与盖板均为长木块同心打孔制成，同时横向支架与盖板之间还设有多个螺栓孔；在横向支架的左右两侧分别设有竖向支架，并用螺丝进行固定；横向支架的北侧还设有一个方形滑槽，作为方形滑块的滑道；收集装置包括多个大容量注射器，各注射器通过横向支架与盖板进行固定；控制装置由固定扣、方形滑块、刻度柱、胶管和夹子构成，动力装置主要由摇把、转动轴和轴承3部分构成；位于横向支架左右两侧的竖向支架顶端用螺栓固定两个立式轴承；用顶丝将转动轴固定于两个轴承之间；转动轴的一端与摇把连接，并用顶丝固定；在转动轴上根据注射器的位置与其数量选取喉卡的固定位置，每个喉卡固定1根钢丝吊线，钢丝吊线的另一端连接一个弹簧勾；用弹簧勾与注射器尾部的圆环相连； 使用上述装置进行河道污染物输移模拟的三维取样，步骤如下: 1)根据河道走势以及取样点的位置选取控制点，在控制点位置布置用于缆绳收放的工字轮； 2)在双体船取样平台上对所有多点取样器进行调试，通过移动方形滑块与刻度柱的位置调节取样位置的起点距；通过移动夹子在刻度柱的位置确定取样位置的深度；并将调试好的多点取样器按照取水断面次序进行编号，并依次固定于自动升降系统的固定凹槽内；然后在河流中施放示踪剂后，指挥岸上的工字轮控制人员通过缆绳使充气船先于污染团到达某控制断面； 3)当污染团临近该断面时，调整双体船的位置，使污染团位于两艘充气船之间、不受干扰；并使取样装置与该取样断面对齐；然后再用流速仪测定该断面流速、水温、水深等水温参数，并用遥控自动升降系统将对应的多点取样器降低到取样高度，旋转多点取样器的摇把转动轴，该转动轴再带动其上固定的钢丝吊线，同时对取样器上多个位置处抽取水样；多点取样器在取样前不进入水体，在取样时仅连接有胶管的刻度柱没入水体； 4)水样采集完毕后，通过自动升降系统将多点取样器抬升至原有高度；同时，指挥岸上工字轮控制人员同步收、放缆绳，使双体船追逐污染团顺水行进至下一断面，重复上述水文测量和水样采取过程； 5)待所有取样断面取样结束后，将各多点取样器于各断面所采取的水样进行统一标号、收集。2.如权利要求1所述的三维取样方法，其特征是:所述的多点取样器的横向支架上设有方形滑槽，槽内设有滑动的方形滑块，并由固定扣对其位置进行固定；方形滑块的下方与刻度柱的顶端相连，刻度柱由空心铝杆制成；每一个注射器的前端都与胶管相连，胶管的尾部都固定一个夹子，夹子将胶管固定于刻度柱上；通过移动方形滑块与刻度柱的位置来调节取样位置的起点距，通过移动夹子在刻度柱的位置来确定取样位置的深度。
【专利摘要】一种用于河道污染物输移模拟的三维取样方法，其特征在于进行污染物输移现场模拟试验时，双体船先于污染团到达测试断面，待污染团接近测试断面时，调整双体船位置，使污染团位于两艘船之间不受扰动，然后采用多点取样器提取该断面不同水深、不同起点距的水样，以测出河道污染物浓度的三维分布。本发明提出的三维取样方法，实现了对多个采样点同时、快速取样，保证了所取水样的代表性和真实性。
【IPC分类】G01N1/16
【公开号】CN105403437
【申请号】CN201511025548
【发明人】张弛, 宋国栋, 王瑞奇, 武正诚, 徐向舟
【申请人】大连理工大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月31日