不同水深沉积物DGT探针的投放采集设备及测试方法

不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备及测试方法
技术领域
1.本发明属于湖泊水库水环境科学测量装置技术领域，具体涉及一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备及测试方法。


背景技术：

2.作为水体潜在的磷源，湖泊水库中的沉积物受到广大科研员人的重视，对于沉积物的原位研究十分重要。目前，绝大多数有关沉积物的研究集中在实验室模拟，原位研究较少，由于对沉积物取样时容易破坏其原有状态，泥水界面由于扰动等因素也会发生变化，所以沉积物原位信息的获取有一定困难。
3.薄膜扩散梯度(diffusive gradients in thin
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films，dgt)是一种原位采集技术，通过将dgt探针插入沉积物中，利用自由扩散原理(fick第一定律)，对目标物在扩散层的梯度扩散及其缓冲动力学过程来获得目标物在环境介质中的(生物)有效态含量、离子态
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络合态结合动力学以及固
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液之间交换动力学等原位信息。
4.虽然dgt技术具有测定泥水界面原位数据、测定分辨率高(300dpi)等优点，但是对于dgt探针的原位投放、固定及未扰动泥水界面采集存在一定困难；尤其是对于水深较大的水体，将dgt探针投放到底部泥水界面处的传统方法是通过潜水员下潜到指定位置进行投放，这样的投放方法极大的增加了dgt的使用成本，而且投放的深度也有一定的限制，投放后的固定及信息采集后dgt探针的取出和未扰动泥水界面样品的采集极难实施，使得dgt的大范围推广受到巨大限制。
5.目前，dgt装置主要有四种类型，分别是活塞式(piston type)、双模式(double mode)、平板式(flat type)和液体固定相装置，前两种装置用于土壤和水体的测定，第三种装置用于沉积物、湿地土壤的测定，最后一种装置主要用于水体的测定，对于沉积物、湿地土壤等空间异质性大的环境介质，需采用平板型dgt装置获取目标物的垂向或者二维剖面的信息。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备及测试方法。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.本发明一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备，该设备包括dgt探针、容器、长度可调操纵杆、泥门开闭控制组件，所述dgt探针通过上部销轴固定在容器内，所述容器的上端设置上盖板，所述长度可调操纵杆的两侧贯穿上盖板，用于针对五米以下水深的投放和回收，所述容器的下端设置下盖板，所述下盖板分为左右两个盖板并且分别通过泥门开闭控制组件与容器的下端配合设置。
9.上述方案中，所述长度可调操纵杆还通过绳索与地面连接，用于针对五米以上水深的投放和回收。
10.上述方案中，在投放过程中，所述泥门开闭控制组件保持两个左右两个盖板为打开状态，并且分别通过钢丝绳或尼龙绳与对应的泥门开闭控制组件连接。
11.上述方案中，所述泥门开闭控制组件包括扭力簧、销孔座、锁止销、下部销轴，所述左右两个盖板分别通过扭力簧、下部销轴铰接在容器下端的两侧，所述扭力簧的第一扭臂与对应盖板的连接，第二扭臂与锁止销形成限位关系，所述销孔座设置两个并且分别设置在容器外的下侧壁上，所述锁止销贯穿设置在销孔座对扭力簧的第二扭臂进行限位，所述锁止销的上端与钢丝绳或尼龙绳连接。
12.上述方案中，所述容器的上侧套设有配重环，所述长度可调操纵杆的两侧端部分别设置配重块，所述上盖板和配重环上均设置有透水孔。
13.上述方案中，所述长度可调操纵杆由若干节连杆通过螺纹连接组成。
14.上述方案中，所述容器的两侧侧壁上设置有固定孔，所述钢丝绳或尼龙绳贯穿上盖板、配重环、固定孔后与锁止销上端连接。
15.本发明实施例还提供一种用于如上述方案中任意一项不同水深不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备的测试方法，该方法通过以下步骤实现：
16.步骤1、通过上部销轴在容器内固定dgt探针；
17.步骤2、根据投放深度选择长度可调操纵杆的延长长度、或者长度可调操纵杆上连接绳索的长度；
18.步骤3、装配好后，通过泥门开闭控制组件控制下盖板的左右两个盖板在投放过程中保持打开状态；
19.步骤4、分别将两根钢丝绳或尼龙绳穿过上盖板、配重环、固定孔后，再与泥门开闭控制组件连接紧固，设备装备完毕，准备投放设备；
20.步骤5、将设备插入沉积物指定位置，此时设备已经固定；
21.步骤6、等待24小时后，分别拉起两根钢丝绳或尼龙绳改变泥门开闭控制组件的状态，所述下盖板的左右两个盖板回弹关闭，拉动绳索取回设备，完成dgt探针的回收，同时完成上覆水和沉积物的采集。
22.上述方案中，所述步骤3具体为：装配好后，拉开下盖板的左右两个盖板并且与容器侧壁平行，将锁止销插入销孔座内，并且锁止销的下端抵接扭力簧的第二扭臂，使得下盖板的左右两个盖板在投放过程中保持打开状态。
23.上述方案中，所述步骤6具体为：等待24小时后，分别拉起两根钢丝绳或尼龙绳将锁止销从销孔座内抽出，在所述扭力簧的作用下，所述下盖板的左右两个盖板回弹关闭，拉动绳索取回设备，完成dgt探针的回收，同时完成上覆水和沉积物的采集。
24.与现有技术相比，本发明能够实现不同水深湖泊水库底泥dgt探针布置和布置后在原位固定24小时，同时能够在保持不同水深泥水界面在未扰动条件下，保持原有状态完成取样。
附图说明
25.此处所说明的附图用来公开对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1为本发明实施例提供一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备的立体图；
27.图2为本发明实施例提供一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备的立面图。
28.图3为本发明实施例提供不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备的侧向剖视图；
29.图4为本发明实施例提供一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备的测试方法的流程图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
33.本发明实施例提供一种不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备，如图1
‑
3所示，该设备包括dgt探针1、容器2、长度可调操纵杆3、泥门开闭控制组件4，所述dgt探针1通过上部销轴11固定在容器2内，所述容器2的上端设置上盖板21，所述长度可调操纵杆3的两侧贯穿上盖板21，所述容器2的下端设置下盖板22，所述下盖板22分为左右两个盖板并且分别通过泥门开闭控制组件4与容器2的下端配合设置。
34.所述长度可调操纵杆由若干节连杆通过螺纹连接组成；例如，第一节连杆采用1.5米，剩余连杆采用1米，根据水深情况，在第一节连杆上增加对应数量的连杆即可。
35.针对五米以下的水深，采用长度可调操纵杆即可完成投放和回收。
36.针对五米以上的水深，所述长度可调操纵杆3只采用第一节连杆，然后通过绳索与地面连接，用于投放和回收。
37.在投放过程中，所述泥门开闭控制组件4保持两个左右两个盖板为打开状态，并且分别通过钢丝绳或尼龙绳与对应的泥门开闭控制组件4连接。
38.所述泥门开闭控制组件4包括扭力簧41、销孔座42、锁止销43、下部销轴44，所述左右两个盖板分别通过扭力簧41、下部销轴44铰接在容器2下端的两侧，所述扭力簧41的第一扭臂与对应盖板的连接，第二扭臂与锁止销43形成限位关系，所述销孔座42设置两个并且分别设置在容器2外的下侧壁上，所述锁止销43贯穿设置在销孔座42对扭力簧41的第二扭臂进行限位，所述锁止销43的上端与钢丝绳或尼龙绳连接。
39.沿所述下部销轴44的轴向均匀设置多个扭力簧41。
40.由于现有技术中底部下盖板是靠重力作用下环绕所述旋转轴转动，下落至述采样
管下端敞口处对所述下端敞口形成封闭，此过程在实际应用过程中可能会由于底泥的密度大和下盖板材料的重量不足而不能下落至指定位置导致沉积物采集的失败，而本技术在容器2和下盖板22的连接处设置了扭力簧41，解除扭力簧41的限位后，在扭力簧41的回复力作用下将下盖板22闭合，使容器2容易形成封闭，增加了沉积物采集的可靠性。
41.所述容器2的上侧套设有配重环23，所述长度可调操纵杆3的两侧端部分别设置配重块12，所述上盖板21和配重环23上均设置有透水孔231。
42.所述上盖板21上有透水孔231，水可以进入到容器2内，当设备到达沉积物附近时就可以采集到靠近沉积物的上覆水。
43.通过配重环23和配重块12，增加了dgt探针1插入沉积物后泥面处的受力面积，使泥面上的整个设备更加稳定，进而增加了dgt探针1在沉积物中固定24小时及更长时间的可靠性，同时配重块12确保装置能插入沉积物中,配重环23是一个环型结构，表面积较大，设备下沉到配重环23位置就会被泥(沉积物)挡住不易继续下沉，所以能够避免深度过大，限制了dgt探针1插入沉积物中的深度，在使用过程中避免了因dgt探针1插入沉积物中的深度过大而检测不到水体
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沉积物界面。
44.所述容器2的两侧侧壁上设置有固定孔24，所述钢丝绳或尼龙绳贯穿上盖板21、配重环23、固定孔24后与锁止销43上端连接。
45.本发明实施例还提供一种用于不同水深沉积物dgt探针的投放采集设备的测试方法，如图4所示，该方法通过以下步骤实现：
46.步骤1、通过上部销轴11在容器2内固定dgt探针1；
47.具体地，所述上部销轴1两端的销孔处安装m8
×
6螺钉固定销轴，标准m6
×
50螺栓配合m6螺母固定dgt探针1。
48.步骤2、根据投放深度选择长度可调操纵杆的延长长度、或者长度可调操纵杆上连接绳索的长度；
49.具体地，针对五米以下的水深，采用长度可调操纵杆即可完成投放和回收。
50.针对五米以上的水深，所述长度可调操纵杆3只采用第一节连杆，然后通过绳索与地面连接，用于投放和回收。
51.步骤3、装配好后，通过泥门开闭控制组件4控制下盖板22的左右两个盖板在投放过程中保持打开状态；
52.具体地，装配好后，拉开下盖板22的左右两个盖板并且与容器2侧壁平行，将锁止销43插入销孔座42内，并且锁止销43的下端抵接扭力簧41的第二扭臂，使得下盖板22的左右两个盖板在投放过程中保持打开状态。
53.步骤4、分别将两根钢丝绳或尼龙绳穿过上盖板21、配重环23、固定孔24后，再与泥门开闭控制组件4连接紧固，设备装备完毕，准备投放设备；
54.具体地，两根钢丝绳或尼龙绳与锁止销43连接紧固。
55.步骤5、将设备插入沉积物指定位置，此时设备已经固定；
56.具体地，根据配重块12、配重环23的重量选择，将设备投入到适合的深度。
57.步骤6、等待24小时后，分别拉起两根钢丝绳或尼龙绳改变泥门开闭控制组件4的状态，所述下盖板22的左右两个盖板回弹关闭，拉动绳索取回设备，完成dgt探针1的回收，同时完成上覆水和沉积物的采集。
58.具体地，等待24小时后，分别拉起两根钢丝绳或尼龙绳将锁止销43从销孔座42内抽出，在所述扭力簧41的作用下，所述下盖板22的左右两个盖板回弹关闭，拉动绳索取回设备，完成dgt探针1的回收，同时完成上覆水和沉积物的采集。
59.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。