[发明专利]孔隙水长期原位取样和分析装置及其方法

权利要求书

1.一种孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，包括支架、探针、升降电梯、分流装置、第一储水装置、第二储水装置、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置，

所述升降电梯与支架固定，所述升降电梯上设有滑轨，所述探针上连接有滑块，所述探针与所述升降电梯通过滑块和滑轨的配合而连接，所述升降电梯顶部设有电机，所述电机通过驱动组件驱动所述滑块沿所述滑轨的长度方向滑动；

所述分流装置设置于所述探针的上方，并与所述支架固定；

所述第一储水装置与所述分流装置通过第一管道连接；

所述第二储水装置设置于所述探针的顶部，并与所述探针通过第二管道连接；

所述蠕动泵分别与所述第二储水装置和分流装置通过柔性连通件连接；

所述孔隙水气体含量分析装置和所述原位环境参数测量装置分别通过第三管道与所述分流装置连接。

2.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，还包括中控系统，升降电梯的电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置均与中控系统电性连接，所述中控系统用于控制电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置的工作状态，以使探针以预定的时间和/或时间间隔插入浅表层沉积物中，通过蠕动泵将探针内的孔隙水依次通过第二储水装置、分流装置抽取至第一储水装置、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置中。

3.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，还包括释放器、锚链和配重锚块，

所述释放器设置于所述支架外侧，并与所述支架固定；

所述配重锚块设置于所述释放器的下方，并通过锚链与所述释放器可拆卸的连接；

所述支架上部包裹浮力材料；

所述释放器，用于接收位于水面的调查船或平台发送的回收控制信号，根据所述回收控制信号，释放所述配重锚块。

4.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，还包括中控系统和水声通讯装置，水声通讯装置、升降电梯的电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置均与中控系统电性连接；

所述水声通讯装置，用于将孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置的数据发送至调查船或平台。

5.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，所述第一储水装置为多个第一储水罐，多个所述第一储水罐绕所述分流装置一周分布；所述第二储水装置为多个第二储水罐，多个所述第二储水罐分别通过第二管道与所述探针连接。

6.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，所述探针由五个部分组成，五个部分分别抽取五个层位的孔隙水；所述第二储水装置为五个第二储水罐，五个所述第二储水罐分别通过第二管道与所述探针的五个部分连接。

7.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，还包括电池仓，所述电池仓与所述支架固定连接。

8.一种孔隙水长期原位取样和分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)孔隙水的采集，将探针插入浅表层沉积物中，采用负压方法抽取孔隙水：蠕动泵电机开启，第二储水装置内形成负压，负压造成第二储水装置内部的弹簧压缩，弹簧力形成负压再抽取孔隙水；

2)孔隙水的储存及分析，将获取的不同时段、不同沉积层位的孔隙水分配到第一储水罐中，保压存储，待孔隙水长期原位取样和分析装置回收后，在实验室对存储的孔隙水进行分析测试，获取Cl^-、SO₄^2-离子的异常及其分布特征；

3)孔隙水的原位测量，使用孔隙水气体含量分析装置，在水下原位对采集的孔隙水顶空气中CH₄和CO₂气体含量以及气体中碳同位素比率进行测试；使用原位环境参数测量装置，对孔隙水采集站位的环境参数进行采集，包括温度、盐度、压力和溶解氧，为孔隙水特征分析提供基础环境数据。