一种径流和潮流双向驱动下水体和泥沙原位分层采样装置

1.本实用新型涉及生态水文研究技术领域，具体为一种径流和潮流双向驱动下水体和泥沙原位分层采样装置。


背景技术：

2.水生态系统研究中经常会涉及到水样品采集，其中不乏包含一些物理、化学和生物指标，然而，由于不同地点很难保证在同一时间内完成样品的采集，这便造成了采样时间点的非同步性，因此造成科学研究数据差异性，造成规律性结果的偏差。以往对生源要素，如碳、氮、磷、硫和硅等元素的测定往往则是通过直接利用采水器采取，但是在这一采样过程中，由于装置的下放过程以及人员操作不同都会造成数据结果的偏差。同时，对于一些悬浮颗粒物，在水体中并非均质性分布，测定其空间分布往往需要在相当一段时间内完成，以达到所观测数据的稳定、可利用性，当前的取样法，如称重法、比重瓶法，却均存在取样代表性差和取样麻烦等缺陷，和不取样法，如广电法、电导法、同位素法，则在测量时总要移动探头，这将导致测定结果的不同步性，同时也避免不了对水体流场的影响。重要的是，在进行水文连通度研究时，水体中要素通量在时间和空间内的同步性结果对于计算连通度非常重要。由于水生态系统中，水文连通度包含了横向、垂向和纵向三个方向，一个测定装置很难达到各个方向的同步性测量，这对科学研究提出了重要挑战。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供一种径流和潮流双向驱动下水体和泥沙原位分层采样装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用技术方案为：一种径流和潮流双向驱动下水体和泥沙原位分层采样装置，包括立柱和至少三个水体取样瓶，所述立柱上安装有至少三个位于不同高度的搭载平台，每一所述搭载平台通过滑套可上下调节地安装在所述立柱上，所述滑套上设有固定所述搭载平台位置的紧固螺钉，所述水体取样瓶分别安装在所述搭载平台上；每一所述水体取样瓶包括瓶身，所述瓶身的顶部设有瓶口，所述瓶口处设有瓶塞，所述瓶塞连接有一个浮球，该水体取样瓶可以采集水体，水体内泥沙、浮游藻类等静置后可以沉积于取样瓶内，当水位高于一高度后，由于浮力作用，浮球上浮，拉动瓶塞，瓶口开启，水体可以通过瓶口进入瓶内，水体内的悬沙也可以自由沉降；当水位降低后，浮力球失去浮力作用，瓶塞闭合，保存水样。
5.优选的，所述瓶塞可上下滑动地安装在所述瓶口处，所述瓶口处设有限制所述瓶塞滑动形成的滑轨。作为本方案的另一种构思，所述瓶塞也可以通过铰链铰接在所述瓶口处，采用掀盖式结构。
6.优选的，所述水体取样瓶和所述瓶塞之间还设有弹簧，当浮球浮力小于弹簧拉力时候，所述弹簧可拉回瓶塞，使得瓶塞保持闭合。
7.优选的，每一所述水体取样瓶的瓶身处还设有两个孔洞，所述孔洞上分别安装有
可单一方向转动的转动薄片，所述转动薄片的转轴上安装有计算所述转动薄片转数的计数器，可单方向统计薄片转动的次数，转动的圈数记录了该段时间内水体通过的量，可以用于水体通量计算。因此，对于水体流向不定的研究区域，每个方向转动薄片的转动次数则代表了某一时间段内某一方向水体流通的速率。
8.优选的，两个所述孔洞处于同一高度，并且对称设置在所述水体取样瓶的瓶身处两侧。
9.本实用新型的有益效果是：本装置结构简单，使用方便，采用立式多层水体采样瓶设计，可以对低、中、高层水位进行采集取样，另外瓶身设计有单向计数转片，实现单一方向的水体流通强度的计算监测。
附图说明
10.图1为本实用新型的实施例1整体结构示意图；
11.图2为本实用新型的实施例2电路控制原理框图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
13.实施例1
14.如图1所示，一种径流和潮流双向驱动下水体和泥沙原位分层采样装置，包括立柱1和至少三个水体取样瓶3，所述立柱1上安装有至少三个位于不同高度的搭载平台2，每一所述搭载平台2通过滑套可上下调节地安装在所述立柱1上，所述滑套上设有固定所述搭载平台2位置的紧固螺钉，所述水体取样瓶3分别安装在所述搭载平台2上；每一所述水体取样瓶3包括瓶身，所述瓶身的顶部设有瓶口，所述瓶口处设有瓶塞31，所述瓶塞连接有一个浮球4，该水体取样瓶可以采集水体，水体内泥沙、浮游藻类等静置后可以沉积于取样瓶内，当水位高于一高度后，由于浮力作用，浮球上浮，拉动瓶塞，瓶口开启，水体可以通过瓶口进入瓶内，水体内的悬沙也可以自由沉降；当水位降低后，浮力球失去浮力作用，瓶塞闭合，保存水样。每一所述水体取样瓶3的瓶身处还设有两个孔洞(32和33)，所述孔洞(32和33)上分别安装有可单一方向转动的转动薄片，所述转动薄片的转轴上安装有计算所述转动薄片转数的计数器，可单方向统计薄片转动的次数，转动的圈数记录了该段时间内水体通过的量，可以用于水体通量计算。因此，对于水体流向不定的研究区域，每个方向转动薄片的转动次数则代表了某一时间段内某一方向水体流通的速率。本设计采用瓶口+瓶身两个孔洞的设计，主要是为了区分水文连通的垂向、横向的定量测定。由于有些区域水位的差异，必须要根据水体情况进行适当的关闭和开放。上方的开与合代表了总体数值，本实施例将根据最终的瓶身两个侧壁的孔，通过一个总分的解析过程，来确定究竟是哪个方向起到关键作用。
15.优选的，所述瓶塞31可上下滑动地安装在所述瓶口处，所述瓶口处设有限制所述瓶塞滑动形成的滑轨。作为本方案的另一种构思，所述瓶塞也可以通过铰链铰接在所述瓶口处，采用掀盖式结构。
16.优选的，所述水体取样瓶3和所述瓶塞31之间还设有弹簧，当浮球浮力小于弹簧拉力时候，所述弹簧可拉回瓶塞，使得瓶塞保持闭合。
17.优选的，两个所述孔洞(32和33)处于同一高度，并且对称设置在所述水体取样瓶
的瓶身处两侧，左侧的孔洞32对应安装的转动薄片为顺时针可转，右侧的孔洞33对应安装的转动薄片为逆时针可转。
18.在使用过程，可以根据需要，通过安装搭载平台的数量，实现对几个或多个水层水体样品的采集。
19.在科学研究中，根据研究区域内所划定的研究点位或站点，在空间内不同区域放置该装置若干，监测单位时间内水体采集瓶内的水样和泥沙沉积物样品。将取回的样品进行样品分析。样品分析可以是盐度分析、营养盐分析、生源要素同位素分析、泥沙浓度分析、粒径分析、浮游藻类分析等等。最终根据所采集的样品进行空间点各要素通量的相对或绝对变化量，进而实现水文连通、化学连通和生物连通的定量化计算。
20.实施例2
21.如图2所示，一种径流和潮流双向驱动下水体和泥沙原位分层采样装置，其结构与实施例1结构相仿，为了进行某一时间点，精确时段内，水体样品的采集以及相关物理、化学和生物指标的测定，每个水体取样瓶3瓶身的浮球4、转动薄片可以设计为电子控制式，瓶身配有防水电池，计数转片、浮球牵连的内部弹簧薄片和外部牵线，则受到遥控装置的控制。通过控制控制遥控装置，同时或者某一个或多个采集瓶功能部件的正常工作。
22.以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。