[发明专利]一种适用于潮滩湿地松软沉积物柱状样采集及分割一体采样器及其采样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于潮滩湿地松软沉积物柱状样采集及分割一体采样器及其采样方法。

背景技术

研究样地位于闽江河口区面积最大的天然洲滩湿地—鳝鱼滩湿地，地理坐标介于26°00′36″～26°03′42″N、119°34′12″～119°41′40″E，属于中亚热带与南亚热带的过渡区，气候暖热湿润，年均温度19.3 ℃，年降水量1380 mm左右。鳝鱼滩湿地为琅岐岛与长乐市潭头一文岭一梅花之间的梅花水道中，闽江水流从上游搬运来的泥沙在梅花水道中淤积，形成河口浅滩，经过长期的演变在浅滩上形成一条西北—东南走向，长约21 km，宽约20 m的沙洲，一般潮汐情况下显露于水面。湿地土壤为滨海盐土和沙土，植被主要为短叶茳芏、芦苇和互花米草等维管束植被类型，生物多样性较为显著，已于2007年建立省级自然保护区。在实际的沉积物采样过程中发现由于湿地植物茂盛，根系发达，导致很难采集完整的沉积物柱状样品，同时准确分割也存在很大问题，所以急需要研制一套沉积物采集及分割为一体的采样器。

发明内容

鉴于目前面临的上述问题，本发明的目的是设计一种能高效的对沉积物采集及分割为一体的设备及其采样方法。

本发明的目的是这样实现的，所述的一种适用于潮滩湿地松软沉积物柱状样采集及分割一体采样器，包括沉积物采集系统和沉积物分割系统，其特点为所述沉积物采集系统包括膨胀圈、双层钢管、充气管、活塞、活塞杆、拴孔、手柄、限位孔、充放气筒和底座，在双层钢管的前端制成或连接有具有锋利的细锯齿状刃口，在位于细锯齿状刃口下面的双层钢管上设置有能膨胀使双层钢管的开口变小而达到切断底端沉积物的膨胀圈，膨胀圈与置于双层钢管的内管与外管之间所形成的夹层空腔中的充气管的一端连通，充气管的另一端外接充放气筒；在双层钢管的后端设置有手柄，通过施压手柄能使双层钢管前端压入土中，在双层钢管的后端开口处设有限位孔，在双层钢管的内管中设有活塞，活塞与置于双层钢管的内管中的活塞杆一端连接，活塞杆另一端穿过双层钢管的后端开口处设有的限位孔与底座连接，所述活塞内径小于双层钢管的内管的直径、使活塞能容易地在双层钢管的内管中移动，在活塞杆上每间隔一段距离设置有固定栓能穿过的拴孔，当固定栓穿过拴孔后能使活塞定位在双层钢管的内管中的某个所要求的位置中；所述活塞由固定钢片、橡胶圈、加压钢片和活塞环加压阀组成，在固定钢片和加压钢片之间设有橡胶圈，活塞杆一端穿过加压钢片、橡胶圈与固定钢片固定，活塞环加压阀包括栓头、定位栓和板钮，定位栓穿过加压钢片、橡胶圈和固定钢片后其栓头压在固定钢片的背面上，板钮位于加压钢片的前面且与定位栓转动连接，板钮的前端为板手、后端为钮头，当板手掰开后其钮头转动而顶在加压钢片上并向内压迫加压钢片，从而使加压钢片与固定钢片挤压其间的橡胶圈使之向外膨胀，膨胀的橡胶圈外缘紧压在双层钢管的内管壁上，当板钮的前端的板手复位后，其后端的钮头也复位不压住加压钢片，则橡胶圈复位，其外缘不会紧压在双层钢管的内管壁上，从而使活塞能在双层钢管的内管中自由移动；

所述沉积物分割系统包括具有刻度尺的延伸管、底泥切割限位器和切割刀片，所述底泥切割限位器中间设有竖向的限位器通孔，限位器通孔的内径与双层钢管的内管直径相同，使得沉积物样品能容易从双层钢管的内管进入底泥切割限位器中间所设有的竖向的限位器通孔中，所述延伸管的外径小于等于底泥切割限位器的竖向的限位器通孔的内径，以方便延伸管插入限位器通孔中，使得沉积物样品能容易进入延伸管中；在底泥切割限位器的侧面设有切割刀片能插入或移出的切割刀片槽，所述的切割刀片中心处设有中心孔，所述中心孔直径与限位器通孔的内径相匹配使得切割刀片在插入到切割刀片槽中后其中心孔能与限位器通孔对准。

本发明所述的一种适用于潮滩湿地松软沉积物柱状样的采样和分割的方法，其特征在于将双层钢管的前端开口朝下，首先通过旋转手柄将双层钢管的下端具有锋利的细锯齿状刃口的双层钢管慢慢压入土中，活塞杆受到沉积物的顶托慢慢地沿着限位孔伸出双层钢管外，此时沉积物不断地进入双层钢管的内管中，待活塞上的活塞环加压阀露出双层钢管的顶端时将活塞环加压阀的板钮的前端板手掰开，此时夹在固定钢片和加压钢片之间的橡胶圈受到后端的钮头挤压后膨胀，从而使活塞的橡胶圈和双层钢管的内壁达到完全紧贴并使其双层钢管的内腔产生负压，此时通过充放气筒向设置在双层钢管的开口处内壁的膨胀圈进行充气，待充气使膨胀圈膨胀足够大而能切断双层钢管内的底端沉积物时停止充气，最后通过旋转手柄旋转充满沉积物的双层钢管，使之缓缓拔出等待沉积物分割；