[发明专利]海底沉积物间隙水原位采集系统

说明书

技术领域

本发明属于物质或物体的探测技术领域，具体涉及一种海底沉积物间隙水原位采集系统。

背景技术

在海洋中，在水柱中的颗粒物质沉降到海底形成沉积物的过程中，部分海水将留存于沉积物颗粒之间的空隙里，形成沉积物间隙水。海底沉积物间隙水的物理化学特征是沉积物中各种过程的综合反映，对间隙水进行研究可为认识海底有关过程提供重要窗口，因此，国内外开展了大量的有关沉积物间隙水的研究。越来越多的资料表明，海底沉积物中发生的过程不仅存在空间上的变化，还具有随时间变化的特征。而获取海底沉积物间隙水的高质量的时间序列样品，成为有效地揭示这些时空变化的关键因素之一。

海底沉积物间隙水的采集方法可分为两类：一是先采集沉积物样品，再利用离心法或者压榨法获取沉积物中的间隙水；二是在原位采集沉积物间隙水。离心或压榨的操作过程，可能会带来污染以及因环境条件变化而引起的沉积物间隙水自身的变化，因此离心或压榨的方法所获得的间隙水往往不能很好反应原位的状况，而且不能获得时间序列样品。利用空腔实现了在海底原位采集沉积物间隙水，并且实现了原位的分层采集，但是每次作业对一个采样层位也只能采集一个样品，不能进行同一位置的时间序列样品采集。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海底沉积物间隙水原位采集系统，可实现原位、长期、连续、分层采集沉积物间隙水。具体包括流体长期连续采集器和间隙水原位分层渗透部件等构成的系统。

本发明的海底沉积物间隙水原位采集系统，由吊点1、浮球2、支架3、释放器4、流体采集器5、连接部件6和分层渗透连接件7 组成，其中：吊点1位于支架3上方，分层渗透连接件7位于支架3下方；分层渗透连接件7由渗透连接件和过滤环组装而成，其功能在于插入沉积物中使不同层位的间隙水原位渗透进入从而被采集；过滤环安装于连接部件6之间，每一过滤环的采样口分别通过管道与流体采集器5相连，流体采集器5由渗透泵和细长样品管组成，可在海底自动长期连续采集流体样品，采集的流体样品保存在细长样品管中；流体采集器5、释放器4和浮球2分别安装于支架3上，释放器4一端连接支架3，另一端连接分层渗透连接件7，在长期采样完成后，在船上用释放器甲板单元向释放器4发出释放指令，释放器4释放，使安装流体采集器5的支架3与原位分层渗透部件7分离，携带流体采集器5上浮至海面回收。

本发明实现了对海底沉积物间隙水进行原位长期连续分层采集，一次投放和回收作业可连续采集到长达1年的时间序列样品。

本发明中，所述分层渗透连接件7采用连接件装配而成，装配层间距有100mm、300mm和500mm三种规格。

本发明中，所述分渗透连接件7末端采用变径结构，分渗透连接件7外径从87mm过渡到50mm。

本发明的工作过程如下：（1）在考察船上，将该采样系统装配好，将需要回收的采集器和释放器装配在支架上，并用浮球将支架配置成在海水中浮力大于重力，支架与分层渗透部件通过释放器连接；（2）在工作海区，从考察船上将装配好的该采样系统吊放入水、插入沉积物中；记录作业位置，考察船离开，此时，在海底，沉积物原位间隙水将通过该采样系统的过滤环向渗透连接件内侧渗透并被与该层位连接的流体采集器长期连续采集；（3）在预定采集时间（如1年）到达后，将考察船驶至上次投放工作点附近，通过释放器的甲板单元向该采样系统装配的释放器发出释放指令，释放器释放；安装流体采集器等的支架与原位分层渗透部件脱离，由于支架被配置成海水中浮力大于重力，因此它将携带流体采集器等上浮至海面，由考察船进行回收；（4）回收流体采集器，即可获得长期连续采集的不同层位的间隙水样品。

本发明的有益效果在于能够同时对不同层位的沉积物间隙水进行原位长期连续采集，一次投放作业和回收作业，即可获得长达一年的连续采集的间隙水样品，与其它采样方法相比，采样效率大为提高，并且样品的时间分辨率高。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图中标号：1为吊点，2为浮球，3为支架，4为释放器，5为流体采集器，6为连接部件，7为分层渗透连接件（连接件之间安装过滤环）。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：将渗透连接件和过滤环组装起来，组成间隙水原位分层渗透连接件7；过滤环安装于相邻连接件之间，对应每一安装过滤环层位的采样口分别通过外径3mm、内径1mm的PE管与流体采集器5相连；流体采集器5与释放器4和浮球2等安装于支架3上，并配置成海水中浮力大于重力；支架3通过释放器与分层渗透连接件7相连，组成如图1所示的采样系统。在工作海区，从考察船上将装配好的该采样系统吊放入水、插入沉积物中；记录作业位置，考察船离开，此时，在海底，沉积物原位间隙水将通过该采样系统的过滤环向分层渗透连接件7内侧渗透并被与该层位连接的流体采集器5长期连续采集。在预定采集时间（如1年）到达后，将考察船驶至上次投放工作点附近，通过释放器的甲板单元向该采样系统装配的释放器4发出释放指令，释放器4释放；安装流体采集器5等的支架3与原位分层渗透部件7脱离，由于支架3被配置成海水中浮力大于重力，因此它将携带流体采集器5等上浮至海面，由考察船进行回收。回收流体采集器5，即可获得长期连续采集的不同层位的间隙水样品。