一种河流垂向悬移质采样装置的制作方法

本发明涉及一种可同时采集河流垂向不同深度悬移质的装置，属于含沙量测量技术领域。

背景技术：

我国是水土流失比较严重的国家之一，突出的问题是河流含沙量较高，例如黄河流域，根据《中国河流泥沙公报》资料，1950～2005年黄河干流下游重要水文站实测多年平均输沙量为9亿吨左右，每年的平均含沙量为25kg/m³左右，局部河段可达几百甚至上千千克每立方米。含沙量的测量是水土流失自动监测体系中的重要内容，如何快速、准确、连续测量含沙量对于土壤侵蚀研究、引水灌溉、港口航运和水利工程运行安全等具有重要意义。

目前常用的悬移质采样器，有瞬时式和积时式两类。

（1）瞬时式采样器，主要是横式采样器。取样筒由薄壁钢管制成，容积0.5～2.0升，两端有盖，盖缘装有拉力弹簧。采样时，张开筒盖，水流从筒中流过，然后操纵开关，借弹簧拉力将筒盖关闭，采集水样。这种仪器结构简单，适用范围广。缺点是受泥沙脉动影响严重，单点取样成果的代表性差。

（2）积时式采样器，有积点式和积深式两种。积点式采样器是在测点上吸取水样，测定某一时段内平均含沙量的仪器，仪器内有水样仓和调压仓，两者用连通管连接，仪器入水后，调压仓内进水，空气受压缩使采样器内外静水压力相平衡，以保持仪器取样时进水管内流速与天然流速一致。积深式采样器是一种沿垂线连续吸取水样，测定垂线平均含沙量的仪器，适用于浅水河流取样。取样时，要求仪器提放速度均匀并小于垂线平均流速的三分之一。

在实际河流含沙量的测量过程当中，当我们需要同时采取不同深度的悬移质时，由于上述装置只能单点采样或只能测定垂线平均含沙量，均无法满足现实需求。因此，我们亟需发明一种可同时采集不同深度悬移质的采样装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以同时采集河流内不同深度悬移质的采样装置，进一步的提供一种结构简单，安装方便的采样装置， 进一步的提供一种可以分离不同粒径泥沙的采样装置，进一步的提供一种采集不同深度温度的采集装置，更进一步的提供一种可以测量采样装置体在水中深度的采样装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种河流垂向悬移质采样装置，包括采集装置和放置装置，所述采集装置为方体容器，所述采集装置包括左侧板、右侧板、底板以及盖板，所述采集装置前开口与后开口处设置有可上下活动的隔水板，所述放置装置包括若干个垂向活动连接的用于放置所述采集装置的箱体、拉伸装置、顶板以及设置在顶板上的第一连接装置，所述箱体包括左侧板、右侧板以及底板，所述箱体高度大于所述采集装置高度，所述采集装置活动安装在所述箱体底板上，所述拉伸装置与所述隔水板连接，所述拉伸装置顶部设有第二连接装置。

所述隔水板上部设有第一突出部，所述拉伸装置上设有用于固定所述第一突出部的第二固定装置。

所述拉伸装置为U型结构，所述U型结构开口朝下，所述U型结构两条边分别为第一拉伸杆和第二拉伸杆，所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆上对称设置有所述第二固定装置。

所述箱体左侧板或右侧板朝向所述箱体内部的板面上设置有两个上下贯通的卡槽，所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆分别活动安装在两个所述卡槽里。

所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆上端设置有第三连接装置，所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆下端设置有与所述第三连接装置配套的第四连接装置。

所述箱体左侧板和/或右侧板与所述箱体底板活动连接，所述采集装置底板两端设有第二突出部，所述箱体底板两端设有与所述第二突出部相配套的凹槽。

所述采集装置左侧板和/或右侧板下板面上设置有排水孔，所述排水孔上设有滤网，所述滤网孔径小于需要研究的泥沙的最小粒径。

所述采集装置内从其前面至后面设有多层活动安装的滤网，所述滤网孔径从前面至后面逐渐缩小。

所述采集装置的左侧板或右侧板上设置有温度计。

所述第一连接装置为伸缩装置，所述伸缩装置外部设有刻度。

本发明所达到的有益效果：采用多个箱体的垂向连接以及拉伸装置的组合设置，可以同时采集河流中不同深度处的悬移质，还可以应用于不同深度的河流，拉伸装置采用U型结构与隔水板连接，使结构比较简单，方便操作；将拉伸装置设置在箱体内，可以使整个采样装置结构更加紧凑，拉伸装置的两个拉伸杆采用活动连接的设置，可以便于根据水深调整拉伸装置的长度，箱体采用侧板可拆卸连接方法，可以便于放置采集装置以及更换损坏板，采用不同粒径滤网的设置，可以同时测定悬移质中不同粒径的含量，采用温度计的设置，可以同时采集不同深度河流的温度，第一连接装置采用伸缩装置，可以减小装置体积，外部带有刻度，可以同时测量采样装置在水中的深度。

附图说明

图1是本发明采集装置的结构示意图；

图2是本发明采集装置的主视图；

图3是本发明采集装置的右视图；

图4是本发明采集装置的俯视图；

图5是本发明放置装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种河流垂向悬移质采样装置，包括采集装置11和放置装置12，所述采集装置11为方体容器，所述采集装置11包括左侧板、右侧板、底板以及盖板，所述采集装置11前开口与后开口处设置有可上下活动的隔水板2，向上拉动所述隔水板2时，可以使所述采集装置11前后开口，向下向上拉动所述2时，可以使所述采集装置11前后开口闭合，所述放置装置12包括若干个垂向活动连接的用于放置所述采集装置11的箱体6、拉伸装置10、顶板以及设置在顶板上的第一连接装置5，所述箱体6之间可以通过铆钉连接、销连接、卡勾连接或其他活动连接方法连接，所述箱体6包括左侧板、右侧板以及底板，所述箱体6高度大于所述采集装置11高度，可以避免下面采集装置的挡水板挡住上面采集装置的开口，所述箱体6左侧板与所述箱体6底板活动连接，所述采集装置11底板两端设有第二突出部8，所述箱体6底板两端设有与所述第二突出部8相配套的凹槽9，安装时将左侧板拆开，将所述采集装置11卡入所述凹槽9中，在不将左侧板拆开的情况下，还可以采用螺栓连接，卡勾连接等将所述采集装置11活动安装在所述箱体6底板上，所述拉伸装置10与所述隔水板2连接，所述隔水板2上部沿长度方向一端设有第一突出部7，所述拉伸装置10为U型结构，所述U型结构开口朝下，所述U型结构两条边分别为第一拉伸杆和第二拉伸杆，所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆上对称设置有所述第二固定装置，所述第二固定装置为与所述第一突出部7配套的小孔，将所述第一突出部7插入小孔后，上下拉动所述拉伸装置10时，可以带动所述隔水板2上下活动，所述第一突出部7还可以设置在所述隔水板2上部边缘或其他位置上，所述拉伸装置的位置随之相应调整，所述拉伸装置10顶部设有第二连接装置，用于上下拉动所述拉伸装置10。

所述箱体6左侧板或右侧板朝向所述箱体内部的板面上设置有两个上下贯通的卡槽，所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆分别活动安装在两个所述卡槽里，所述拉伸装置10可以沿所述卡槽上下滑动，将拉伸装置设置在箱体内，可以使整个采样装置结构更加紧凑。

所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆上端设置有第三连接装置，所述第一拉伸杆与所述第二拉伸杆下端设置有与所述第三连接装置配套的第四连接装置，在组合不同数量的箱体时，所需的拉伸装置10长度不同，采用以上设计可以通过增加拉伸杆数量来延长拉伸装置的长度。

在所述采集装置11左侧板和/或右侧板下板面上设置排水孔3，所述排水孔3上设有滤网，所述滤网孔径小于需要研究的泥沙的最小粒径，在采集装置取得水样后，通过排水孔，可以将水从采集装置中直接排出。

在所述采集装置11内从其前面至后面设有多层活动安装的滤网1，所述滤网1孔径从前面至后面逐渐缩小，滤网的最小孔径小于需要研究的泥沙的最小粒径，使用时，可以仅安装前面的隔水板2。

在所述采集装置11的左侧板或右侧板上设置有温度计4，可以在采集时，同时记录不同水深的温度。

所述第一连接装置5为伸缩装置，所述伸缩装置外部设有刻度，采用伸缩装置可以减小第一连接装置占用体积，采用刻度设计，可以用来计算采集装置在水中的深度。

使用该装置时，首先根据实际工程情况确定测量深度h，得采样装置数量n=[h/m]＋1个，m为所述箱体高度，具体情况下为保证有一定的富余量，可适当增加一个或两个采样装置，由于在水下该组合装置受线性增加的水压力，产生较大的弯矩，因此数量也不可过多，应当考虑制作装置的材料的刚度合理选择。

根据确定的n值，将n个采集装置、n个箱体、拉伸装置、顶板以及第二连接装置进行组装，将采集装置底板上的第二突出部卡入箱体底板上的凹槽内，将2n个隔水板的第一突出部7卡入拉伸装置U型结构两条边上的小孔内。

将装置放入水中，稳定后拉起拉伸装置10从而拉起隔水板2，静置一分钟下压拉伸装置10，带动隔水板2关闭采集装置11前后两面的开口，从水中拿出该采样装置，取出采集装置，将水排出，采用传统的称量法测出含沙量，取出每层样本称重质量m，其中取采样装置长宽高的乘积为体积V，将每个装置中的含沙量测出就得到了垂向的含沙量分布，采取多组这样的组装装置多次测量可以得到垂向含沙量分布随时间改变的变化情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。