[实用新型]径流小区集流桶含沙量全深剖面采样器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种水沙混合物的采样器，特别适用于在水土流失监测工作中对径流小区集流桶中水沙样品的采集和含沙量的测定。

背景技术

径流小区作为土壤侵蚀领域中普遍而重要的一种研究方法被应用于世界各地，其中对集流桶中含沙量的测定，是能否准确获取土壤侵蚀量的关键。对含沙量的测量方法大体可以分为两类：传统和现代方法。传统方法往往将集流桶内的浑水搅匀，边搅动边从桶内采出一定体积的浑水样品，用烘干法得到含沙量。这种办法普遍应用于黄土高原和北京山区等地。现代方法主要包括振动法、光电法、γ射线法、超声法和激光法等，然而受仪器稳定性、测量范围、测量精度和费用等因素的影响，尚未普遍应用，而传统测量方法仍被广泛使用。然而由于北方土石山区土壤质地粗，普遍存在土壤“砂化”、“石化”现象，使用传统方法在该地区的测量精度较低。砾石和砂粒的大量存在使得泥沙不易被搅动，并且沉降速度极快，因此用传统搅拌方法得到的样品，水沙比例与实际情况不同，泥沙颗粒组成有差异，无法采到相应比例的粗颗粒(砾石、砂粒等)，最终使得含沙量测量结果大大偏低。

发明内容

为克服现有方法不能够准确测量集流桶含沙量的缺点，本实用新型提供一种集流桶含沙量全深剖面采样器，该采样器能够有效保证所采集的水沙样品充分代表集流桶中的水沙组成，保证含沙量的测量精度，从而提高土石山区土壤侵蚀监测结果的准确性和科学性。

本实用新型所采取的技术方案是：通过两根支杆连接底盘和固定环形成一个支架，采样管在支架的固定和支撑作用下，自集流桶表面水层垂直插入底部沙层，到达底盘，取得水沙混合物自水面至桶底的纵剖体；之后在采样管上管口塞上橡皮塞，利用气压和水压形成的密封性使得样品在管底不漏水漏沙，保证了水沙纵剖面的完整性；该纵剖体可代表集流桶中的水沙组成，根据纵剖体的水沙比例计算含沙量，则代表了全桶的含沙量水平。

本实用新型的核心部件——采样管可灵活上下拉动，其底端削为薄壁(壁厚不足2mm)，便于插入沙层。在固定环的作用下，当立起支杆至与桶底垂直时，采样管可自集流桶表面的水层垂直插入底部沙层中，到达底盘，采集到完整的水沙纵剖体。采到样品后，为保证采样管和底盘的接缝处不漏水漏沙，采用橡皮塞塞住上管口，增大管中气压及水压，利用水压形成的自密封性可使得接缝处的水、沙不外漏。采样管采用有机玻璃材料，结实并且轻便，便于野外工作的开展。

3个固定环与底盘平行，每个环长12cm、宽8cm、高1cm。环面为矩形，中间为一空心圆，其圆心与底盘中心在一条垂直线上，保证了采样管插入沙层到达桶底时正好落于底盘的中心位置。3个固定环距底盘的高度分别为30cm、50cm和80cm，这个高度分布有利于保持采样时采样管的稳定性。较低位置的环可根据实际使用的需要调整高度，保证固定环高于集流桶中的泥沙厚度。固定环的两个侧面分别安有1颗螺钉，帮助固定采样管。

2根支杆将固定环、底盘连接在一起，保证了整个采样器的稳定性。其设计为一高一低，高杆为手提的主力杆，高于采样管；低柄提供稳定和采样过程中辅助抓举作用，为减轻采样器整体重量，高度较高杆适当放低。2根支杆均采用不锈钢材料，为减轻重量，为空心结构。底盘为厚2mm的不锈钢板，能够承受整管水沙样的重量。

本实用新型的有益效果是，可以完整采集到集流桶中的水沙混合物的纵剖体，可很好地代表桶中的水、沙组成，从而可以精确测定桶中的含沙量水平。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是A-A剖视图，图3是B-B剖视图。

图中1.采样管，2.支杆，3.固定环，4.底盘，5.橡皮塞，6.螺钉

具体实施方式

在图1中，支杆(2)、固定环(3)、底盘(4)相嵌套，形成一个稳定的支架；采样管置于其中，可自由上下拉动，支架对采样管起固定和支撑作用。实际过程中，按以下步骤操作：①提起采样管(1)，估计管底与底盘(4)的距离大于桶中泥沙的厚度，将采样器整体斜插入桶中，保证底盘(4)到达桶底；②将底盘(4)在桶底轻划一小段距离后，使得采样器立正并垂直于桶底；③将采样管(1)向下插入泥沙，到达底盘(4)处；④轻轻旋转采样管(1)，圆滑管子底部与底盘的接合线，使其紧密相接，在上管口塞上橡皮塞(5)；⑤静置片刻后，慢慢将采样器提出水面，并将内承的水沙混合物转移至另备小桶中；⑥按以上步骤，在集流桶中选三个点各采一管样品，均转移至同一小桶中，之后采用烘干法测定出的含沙量即为集流桶的含沙量。