本发明涉及一种水体悬浮物分级分仓采样装置，属于样本采集技术领域。
背景技术：
水源地的水质保护与管理是保障居民正常生活用水的根本。一方面，源头保护可以从根本上解决日常饮水的安全问题；另一方面，遵循水循环规律，通过对生态水源系统的建设和培育，可以形成自然优化安全稳定的水源供给格局。作为储水和供水的基础设施，水源水库一直以来都是实现安全供水的关键所在。根据相关资料统计，中国共有约634处地表水集中式引用水源地。其中，多处水源水库是由农用或工用水库转变而来。在我国北方，城镇饮用水主要来自于水源水库。然而，近年来水库污染源日益増多，水体污染的事件时有发生，并且在北方尤为突出。例如：北京官厅水库、辽宁汤河水库等，均是在水库建成之后的几十年里，水质逐渐恶化，最终不得不退出供水系统。由此可见：饮用水安全已然成为影响居民健康和生活质量的主要问题。
水源水库中，污染物质存在的具体形态通常包括以下三种：溶解态、悬浮态和沉积态，其中，溶解态污染物大多溶解于水库水体中，可通过采集水源水库中的水体样本而直接获得；沉积态污染物大多存在于水库沉积物（即底泥）中，可通过采集水源水库中的沉积物样本而直接获得。而悬浮态污染物，其结构多为絮凝状，广泛存在于水库水体的中下层。在水源水库中，悬浮态污染物既可吸附多种有害物质，又包含着复杂的生化过程。因此，它是一种浓度较高、感官影响突出的复合污染物。在水源水库的长期运行过程中，水体大多是以大流量的洪水形式输入到水库当中，而流出水库的水体则大多是以符合供水需求的小流量形式从水库表层均匀输出。长此以往，这样的“进水-出水”过程导致水体中的污染物越来越多地累积在水库中，其中，较大颗粒的悬浮态污染物逐渐沉淀，中小颗粒则吸附凝聚在一起，悬浮在水源水库的下层水体中，给供水安全带来巨大隐患。由此可见，水体污染的监测与防治已经到了刻不容缓的地步。
水源水库的水质情况是由各种污染物的含量与分布决定的，其中，悬浮物对于水质情况的影响举足轻重。因此，开展水质研究的关键就是要获取具有代表性的悬浮物样本。为此，国内外专家学者们均展开了深入的研究，并研发了一系列具有针对性的采样设备。但是，现有仪器在悬浮物样本的原位采集与分析方面仍然存在较大的缺陷，这也对水源水库的高质量管理提出了很大的挑战。要解决这些问题，就必须全面掌握水库中真实的水质情况，进而在理论指导下形成相关的治理对策与技术研究。因此研究开发一套用于悬浮物样本原位采集的技术与设备，对于水源水库的综合治理与质量管理具有深远的意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前水源水库悬浮物样本的采集主要存在采样过程效率低和采集到的悬浮物样本难以有效反映水体的原始成分的问题，本发明提供了一种水体悬浮物分级分仓采样装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种水体悬浮物分级分仓采样装置，包括底座和筒体，所述的底座与筒体相固定，底座以筒体之间设置有进水孔，所述的筒体内部设置有下层悬浮物采集仓、中层悬浮物采集仓以及上层悬浮物采集仓，下层悬浮物采集仓与中层悬浮物采集仓之间设置有管道，管道处于下层悬浮物采集仓的一端上设置有一级过滤层，一级过滤层外侧设置有毛刷，毛刷与旋转臂相连接，旋转臂与水轮机相连接，水轮机设置在管道外表面，管道另一端处于中层悬浮物采集仓内部，中层悬浮物采集仓仓壁上设有二级过滤层，中层悬浮物采集仓内部设置有水轮机，水轮机连接旋转臂，旋转臂与二级过滤层之间设置有毛刷，中层悬浮物采集仓上方为上层悬浮物采集仓，中层悬浮物采集仓与上层悬浮物采集仓之间设置有隔板，隔板上开设有进水孔，上层悬浮物采集仓上方设置有抽水泵，抽水泵与上层悬浮物采集仓之间设置有三级过滤层，抽水泵两侧设置有绳索固定卡口。
一种水体悬浮物分级分仓采样装置的应用方法是：将绳索固定在绳索固定卡口上，通过绳索将水体悬浮物分级分仓采样装置缓慢放入水中，待水体悬浮物分级分仓采样装置到达指定位置后固定绳索，启动抽水泵，抽水泵将装置内的水抽出，河水从底座与筒体之间的进水孔进入水体悬浮物分级分仓采样装置内部，河水首先进入下层悬浮物采集仓，从下层悬浮物采集仓进入到管道中，管道下端设置有一级过滤层，一级过滤层将河水过滤去除河水中较大的悬浮颗粒物，河水在进入管道时推动水轮机，水轮机旋转带动工作臂旋转，毛刷对一级过滤层进行清洗防止堵塞，河水经一级过滤后进入中层悬浮物采集仓，河水经过中层悬浮物采集仓时经二级过滤层过滤，中层悬浮物采集仓内部也设置有水轮机、工作臂以及毛刷，水轮机带动毛刷对二级过滤层进行清洗，河水经中层悬浮物采集仓过滤后经隔板上的进水孔进入上层悬浮物采集仓，从上层悬浮物采集仓中进入抽水泵，抽水泵和上层悬浮物采集仓之间的三级过滤层进行第三次过滤，装置采集样本结束后关闭抽水泵，通过绳索将水体悬浮物分级分仓采样装置取出水面，完成对水体悬浮物的采集。
所述的一级过滤层孔径大于二级过滤层，二级过滤层孔径大于三级过滤层。
所述的筒体采用分段式设计，可拆卸。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中在筒体中设置了三层悬浮物采集仓，河水通过管道或者进水孔从三层悬浮物采集仓中经过，每层悬浮物采集仓中都设置有过滤层，且每层过滤层的孔径大小不同，河水逐一经过层层过滤，从而达到将水中的悬浮颗粒物分级采样的效果，同时又能将悬浮颗粒物完整地采集，确保采样分析后数据的准确性。
（2）本发明中在下层悬浮物采集仓和中层悬浮物采集仓中设置了水轮机、工作臂和毛刷，河水在通体内流动时带动水轮机转动，水轮机带动旋转臂和毛刷对过滤层表面进行清洁，防止过滤层在长时间工作后悬浮颗粒物堵塞过滤层，造成装置的悬浮物采集效果下降，影响后续的数据分析。
（3）本发明中筒体采用分段式设计，装置在采样时筒体固定在一起，且密封性能好，当采样结束后将筒体去除水面提取样本时可将筒体分段拆卸，将各层悬浮物采集仓分解，从而取出各个悬浮物采集仓内的样本进行数据分析。
附图说明
图1为本发明水体悬浮物分级分仓采样装置的构造示意图。
其中，1、抽水泵；2、上层悬浮物采集仓；3、三级过滤层；4、进水孔；5、水轮机；6、毛刷；7、二级过滤层；8、管道；9、一级过滤层；10、底座；11、绳索固定卡口；12、筒体；13、隔板；14、中层悬浮物采集仓；15、旋转臂；16、水轮机；17、下层悬浮物采集仓；18、进水孔。
具体实施方式
一种水体悬浮物分级分仓采样装置，包括底座10和筒体12，所述的底座10与筒体12相固定，底座10以筒体12之间设置有进水孔18，所述的筒体12内部设置有下层悬浮物采集仓17、中层悬浮物采集仓14以及上层悬浮物采集仓2，下层悬浮物采集仓17与中层悬浮物采集仓14之间设置有管道8，管道8处于下层悬浮物采集仓17的一端上设置有一级过滤层9，一级过滤层9外侧设置有毛刷6，毛刷6与旋转臂15相连接，旋转臂15与水轮机16相连接，水轮机16设置在管道8外表面，管道8另一端处于中层悬浮物采集仓14内部，中层悬浮物采集仓14仓壁上设有二级过滤层7，中层悬浮物采集仓14内部设置有水轮机5，水轮机5连接旋转臂15，旋转臂15与二级过滤层7之间设置有毛刷6，中层悬浮物采集仓14上方为上层悬浮物采集仓2，中层悬浮物采集仓14与上层悬浮物采集仓2之间设置有隔板13，隔板13上开设有进水孔4，上层悬浮物采集仓2上方设置有抽水泵1，抽水泵1与上层悬浮物采集仓2之间设置有三级过滤层3，抽水泵1两侧设置有绳索固定卡口11。一种水体悬浮物分级分仓采样装置的应用方法是：将绳索固定在绳索固定卡口11上，通过绳索将水体悬浮物分级分仓采样装置缓慢放入水中，待水体悬浮物分级分仓采样装置到达指定位置后固定绳索，启动抽水泵1，抽水泵1将装置内的水抽出，河水从底座10与筒体12之间的进水孔18进入水体悬浮物分级分仓采样装置内部，河水首先进入下层悬浮物采集仓17，从下层悬浮物采集仓17进入到管道8中，管道8下端设置有一级过滤层9，一级过滤层9将河水过滤去除河水中较大的悬浮颗粒物，河水在进入管道8时推动水轮机16，水轮机16旋转带动工作臂15旋转，毛刷6对一级过滤层9进行清洗防止堵塞，河水经一级过滤后进入中层悬浮物采集仓14，河水经过中层悬浮物采集仓14时经二级过滤层7过滤，中层悬浮物采集仓14内部也设置有水轮机5、工作臂15以及毛刷6，水轮机5带动毛刷6对二级过滤层7进行清洗，河水经中层悬浮物采集仓14过滤后经隔板13上的进水孔4进入上层悬浮物采集仓2，从上层悬浮物采集仓2中进入抽水泵1，抽水泵1和上层悬浮物采集仓2之间的三级过滤层3进行第三次过滤，装置采集样本结束后关闭抽水泵1，通过绳索将水体悬浮物分级分仓采样装置取出水面，完成对水体悬浮物的采集。所述的一级过滤层9孔径大于二级过滤层7，二级过滤层7孔径大于三级过滤层3。所述的筒体12采用分段式设计，可拆卸。