[实用新型]一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置

说明书

本实用新型公开了一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，涉及岩溶动力系统技术领域。本实用新型包括主体，主体包括水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器，水化学记录模块包括滴水收集器和监测探头，滴率测定模块包括收集盒、翻斗和数据记录器，自动取样模块包括取样器和控制板，通过设置水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器，达到能高分辨率地连续自动监测洞穴滴水的水化学变化过程，获取长时间尺度的数据，分析其机理以及连续自动取样的效果。

技术领域

本实用新型属于岩溶动力系统技术领域，特别是涉及一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置。

背景技术

洞穴滴水在古环境重建和岩溶表层带研究中占有重要地位，监测滴水的水化学成分、同位素组成等对研究岩溶表层带(饱气带)与环境的响应(如气温、降雨)至关重要，形成洞穴的基岩由于岩性、构造的差异，往往形成裂隙和管道。降雨经过土壤入渗后进入下部的基岩后，沿着裂隙或管道，形成洞穴滴水点。不同来源的滴水具有不同的水文水化学特征和同位素组成：裂隙滴水点由于其主要来源于土壤孔隙和基岩裂隙，水岩相互作用时间长，滴速(滴水速率)较慢，变化较小，流量稳定，水化学成分一般过饱和，滴水进入洞穴后，一般迅速脱气，在地面上的滴水点往往形成石笋；而管道型滴水点主要来源于基岩中的溶蚀管道，汇水比较集中，水岩相互作用过程短，受降雨影响大，滴速变化大，流量不稳定，雨季最大流量比平均流量大10倍以上，形成快速流，而枯季时甚至断流。限于研究手段，传统对洞穴滴水的研究，采用定期人工取样、现场测试水化学参数和计时测量滴水速率的方法。这种方法的主要缺陷在于人工劳动强度大、费时费力，对于比较偏远的研究点来说，由于交通的限制，过密的监测间隔不太容易实现，能够获得的监测数据有限。由于岩溶洞穴系统对环境的敏感性和滴水的特殊性，过少的数据其代表性也不是太好，因而迫切需要一种能够高分辨率监测记录滴水水化学参数，并根据需要自动进行取样的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，解决现有的人工操作难度大，费时费力的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种洞穴滴水的水文水化学自动监测取样装置，包括主体，所述主体包括水化学记录模块、滴率测定模块、自动取样模块和信息记录器；

所述水化学记录模块包括滴水收集器和监测探头，所述滴水收集器包括收集漏斗和收集管，所述收集漏斗位于主体外表面，所述收集管位于主体内部，所述收集漏斗底部的漏口与收集管相通，所述监测探头位于收集管内部，所述监测探头通过数据线与信息记录器连接，通过收集漏斗收集的水滴进入收集管，位于收集管内部的监测探头可以进行工作，进行信息收集，并且传送到信息记录器内记录；

所述滴率测定模块包括收集盒、翻斗和数据记录器，所述收集盒外表面设有贯穿孔，所述贯穿孔通过管道连接与主体外表面相通，将收集到多余的水滴排出主体外面，所述收集盒与收集管之间通过软管连接，所述翻斗通过转轴安装在收集盒内对应所述软管的位置处，所述收集盒内部设有干簧管，所述翻斗上设有与干簧管相对应的磁钢，所述翻斗在翻转后穿过干簧管，所述磁钢产生开关脉冲信号，激活数据记录器，将单位时间内的所述脉冲信号数换算成洞穴滴水的速率或流量，所述数据记录器通过数据线与信息记录器连接；

所述自动取样模块包括取样器、控制板和若干腔室，所述取样器一端设有管道在收集盒内部，所述取样器另一端与腔室连接，所述控制板与取样器连接，通过控制板调整好自动收集的时间，控制取样器工作，使取样器按照规定的时间进行取样，放入不同的腔室内，方便后期取样，所述控制板在主体外表面。

进一步地，所述监测探头包括pH值监测器、温度监测器和电导率监测器。

进一步地，所述主体外表面设有取样口，所述取样口与腔室相通，可以在后期方便取出收集的样品。

进一步地，所述收集漏斗外表面设有防尘盖，可以在不用的时候防止污渍进入。