一种土壤渗流水原位分层采样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种土壤渗流水原位分层采样装置，包括一级取样管，所述一级取样管沿轴向分隔成若干采样室，在最底部的采样室底部设置有一个圆锥体；所述采样室由上至下的1/4部分的管壁上设置有导流孔，在1/2高度的下半部分管壁上设置有取样窗，取样窗一侧通过合页铰接连接有窗门，另一侧与窗门上分别设置有弧形插口和把手，插口和把手通过插销固定连接来关闭窗门；在采样室的导流孔与取样窗之间设置有喇叭开口朝上的漏斗，所述漏斗的开口边缘与采样室内壁固定连接；所述采样室的底板为载样台，在该载样台上放置有集液瓶，所述漏斗的出液口伸入在集液瓶的瓶口内。本实用新型专利技术可反复使用，清洗方便，装置简单，易于操作，技术人员易学、易掌握。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤渗流水原位分层采样装置
本技术属于土壤水采样
，具体地说，涉及一种土壤渗流水原位分层采样装置。
技术介绍
在山地丘陵地带，特别是像我国西南喀斯特地区，潜水位埋藏比较深，而土壤剖面通常发育较为浅薄(一般几米厚甚至更薄)，其大多情况下完全处于饱气环境，岩石风化成土作用依赖降雨渗入土壤后形成的渗流水(即重力水)作为主要的侵蚀营力。对于这类土壤剖面，渗流水在水-岩反应以及溶质(包括胶体颗粒)运移中扮演了重要角色，已逐渐成为风化作用地球化学研究中关注的内容。此外，渗流水也是环境污染物在土壤剖面迁移转化的主要载体，是土壤环境质量评价中的研究对象。利用渗流水开展上述研究的前提是能够沿土壤剖面不同深度原位采集到样品。目前广泛应用于土壤水原位采集的方法是基于负压原理的多孔陶土杯或其他材质的抽吸法，当用于渗流水采集时，存在以下问题：(1)由于是通过一定吸力得到的样品，会对采样点周围的流场产生扰动，影响渗流水的自由下渗，采样的原位性难以保证；(2)该类装置只能单点采样，不能同时完成剖面不同深度土壤水的采集；(3)由于渗流水主要出现在降雨时段，现场作业不方便，尤其是用真空泵进行抽气操作时更是如此。另外，在文献报道及专利公开的信息中，介绍了两种针对土壤渗流水取样的装置和方法。一是通过挖坑埋设截水槽与集液瓶的采样方法，二是在土壤剖面插入圆柱形塑料集液筒的分层采样方法。对于前者，由于截水槽上覆土壤为回填土，破坏了土壤的原状结构，甚至存在不同层位土壤的混合，收集的样品难以真实代表流经原始土壤剖面的渗流水组成，另外该装置也只能单点采样。对于后者，虽然沿圆柱筒纵向焊接成若干独立的集液室，并在各室侧壁钻孔从而可以同时收集不同深度的渗流水，但也存在一些不足：(1)由于集液筒装置焊接成一体不可活动和拆卸，清洗不方便；(2)开挖的放置集液筒的圆柱形土穴直径大于集液筒，在用预先所取的分层土样填实二者之间缝隙的过程中，难以完全做到填隙土壤的原位性；(3)该装置设计的取样深度为1m，对于更深的土壤剖面取样，需要焊接更长的集液筒，其强度难以保证。另一方面，采样越深，填实土穴与集液筒间缝隙的难度越大，一旦二者间出现空隙，将导致土壤渗流水取样失败。
技术实现思路
有鉴于此，本技术所要解决的技术问题是提供一种能同时原位采集几米深度内土壤剖面不同层位的渗流水的土壤渗流水原位分层采样装置。一种土壤渗流水原位分层采样装置，包括一级取样管，所述一级取样管为圆柱管，沿轴向分隔成若干个采样室，在最底部的采样室的底部设置有一个圆锥体；所述采样室由上至下的1/4部分的管壁上设置有导流孔，在采样室1/2高度的下半部分管壁上设置有取样窗，取样窗一侧通过合页铰接连接有窗门，所述取样窗另一侧与窗门上分别设置有弧形插口和把手，弧形插口和把手通过插销固定连接来关闭窗门；在采样室的导流孔区域底部与取样窗之间设置有喇叭开口朝上的漏斗，所述漏斗的开口边缘与采样室内壁固定连接；所述采样室的底板为载样台，在该载样台上放置有集液瓶，所述漏斗的出液口伸入在集液瓶的瓶口内。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，在各采样室分布有导流孔的区域外壁粘贴有一层尼龙网。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，所述取样窗的高度为采样室高度的1/2，所述取样窗四周安装有密封胶条，所述取样窗开口角为180°，即取样窗的开口以过采样室横截面的中心为开口断面，所述各采样室的取样窗位于一级取样管的同侧。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，所述一级取样管外壁焊接有单螺旋叶片，在所述单螺旋叶片上分布有钻孔，单螺旋叶片的焊接部位避开所述取样窗的窗门。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，包括手柄，在所述一级取样管的顶部设置有用于与所述手柄固定连接的第一连接部。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，包括延长管，所述延长管为圆柱管，沿轴向分隔成若干个采样室；在该延长管的底部设置有第二连接部，该第二连接部能够与所述一级取样管顶部的第一连接部固定连接。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，所述第一连接部为一个矩形体卡头，在该卡头上设置有一个能够插入插销的通孔；所述第二连接部设置有一个与所述卡头规格相适应的矩形体卡口，在该卡口上设置有插销能够插入的通孔，当延长管与一级取样管组合时，将卡头嵌入卡口内通过插销固定连接。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，在延长管的顶部设置有一个与所述第一连接部结构一样的连接体，所述手柄为T型手柄，在该T型手柄的底部设置有一个卡槽，该卡槽的规格与所述矩形体卡口一样，所述T型手柄通过卡槽与一级取样管顶部的第一连接部或者延长管顶部的连接体固定连接。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，所述一级取样管、延长管的材质为耐腐蚀的奥氏体不锈钢；所述漏斗、载样台、集液瓶的材质为聚氯乙烯塑料。进一步地，如上所述的土壤渗流水原位分层采样装置，所述漏斗、载样台与采样室内壁固定连接的粘结剂用环己酮和聚氯乙烯溶液调制，并密封不漏水。与现有技术相比，本技术可以获得包括以下技术效果：(1)在埋设采样装置之前，用洛阳铲预先挖掘了直径比一级取样管(延长管，不包括单螺旋叶片的宽度)小1cm的圆柱形土穴，因此旋进到土穴中的采样装置，其管壁与四周土壤紧密贴合，避免了渗流水沿管壁形成优先流。另外，在单螺旋叶片上钻取了若干小孔，也是为了防止渗流水沿单螺旋叶片旋进方向形成优先流。由此，沿土壤剖面下渗的渗流水流经各采样室上端管壁的导流孔处时，通过侧渗作用汇入集液瓶，使各采样室能收集到来自土壤剖面相应深度的渗流水，从而可以保证沿土壤剖面同时分层采集的渗流水的原位性。(2)本技术的采样装置，经现场试验验证表明，采样深度最深可达到5m，即在一级取样管的基础上，可以续接4节延长管，利用焊接在一级取样管和延长管外壁的单螺旋叶片，通过手动T型手柄的旋进操作，较易实现采样装置在土壤剖面的埋设。(3)本技术的采样装置，其与土壤渗流水相接触的各组成部件均使用惰性材料制成，如一级取样管、延长管的材质为耐腐蚀的奥氏体不锈钢，漏斗、载样台、集液瓶的材质为耐酸碱的聚氯乙烯塑料。另外，粘结剂也为耐酸碱的惰性材料，保证了采集的样品不受污染。(4)本技术的采样装置中，一级取样管和延长管的管壁厚0.5cm，其强度可以抵抗在土穴中旋进过程中的抗剪力，以保证采样装置在土穴中埋设和提升过程中不被破损。(5)本技术的采样装置中，集液瓶设计的容量为150ml，实际上，就常规分析而言，一般采集10ml就足够了。(6)本技术的装置，可反复使用，清洗方便，装置简单，易于操作，技术人员易学、易掌握。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术实施例一级取样管结构示意图；图2是本技术实施例延长管结构示意图；图3是本技术实施例取样窗结构示意图；图4是本技术实施例T型手柄结构示意图；图5是本技术实施例一级取样管、延长管和T型手柄组合后的结构示意图；图中，1、一级取样管；2、延长管；3、手柄；4、卡头；5、采样室；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤渗流水原位分层采样装置，其特征在于，包括一级取样管(1)，所述一级取样管(1)为圆柱管，沿轴向分隔成若干个采样室(5)，在最底部的采样室(5)的底部设置有一个圆锥体；所述采样室(5)由上至下的1/4部分的管壁上设置有导流孔(6)，在采样室1/2高度的下半部分管壁上设置有取样窗(7)，取样窗(7)一侧通过合页(8)铰接连接有窗门(18)，所述取样窗(7)另一侧与窗门(18)上分别设置有弧形插口(10)和把手(9)，弧形插口(10)和把手(9)通过插销(17)固定连接来关闭窗门(18)；在采样室(5)的导流孔(6)区域底部与取样窗(7)之间设置有喇叭开口朝上的漏斗(11)，所述漏斗(11)的开口边缘与采样室(5)内壁固定连接；所述采样室(5)的底板为载样台(12)，在该载样台(12)上放置有集液瓶(13)，所述漏斗(11)的出液口伸入在集液瓶(13)的瓶口内。

【技术特征摘要】
1.一种土壤渗流水原位分层采样装置，其特征在于，包括一级取样管(1)，所述一级取样管(1)为圆柱管，沿轴向分隔成若干个采样室(5)，在最底部的采样室(5)的底部设置有一个圆锥体；所述采样室(5)由上至下的1/4部分的管壁上设置有导流孔(6)，在采样室1/2高度的下半部分管壁上设置有取样窗(7)，取样窗(7)一侧通过合页(8)铰接连接有窗门(18)，所述取样窗(7)另一侧与窗门(18)上分别设置有弧形插口(10)和把手(9)，弧形插口(10)和把手(9)通过插销(17)固定连接来关闭窗门(18)；在采样室(5)的导流孔(6)区域底部与取样窗(7)之间设置有喇叭开口朝上的漏斗(11)，所述漏斗(11)的开口边缘与采样室(5)内壁固定连接；所述采样室(5)的底板为载样台(12)，在该载样台(12)上放置有集液瓶(13)，所述漏斗(11)的出液口伸入在集液瓶(13)的瓶口内。2.根据权利要求1所述的土壤渗流水原位分层采样装置，其特征在于，在各采样室(5)分布有导流孔(6)的区域外壁粘贴有一层尼龙网。3.根据权利要求1所述的土壤渗流水原位分层采样装置，其特征在于，所述取样窗(7)的高度为采样室(5)高度的1/2，所述取样窗(7)四周安装有密封胶条，所述取样窗(7)开口角为180°，即取样窗(7)的开口以过采样室(5)横截面的中心为开口断面，所述各采样室(5)的取样窗(7)位于一级取样管(1)的同侧。4.根据权利要求1所述的土壤渗流水原位分层采样装置，其特征在于，所述一级取样管(1)外壁焊接有单螺旋叶片(14)，在所述单螺旋叶片(14)上分布有钻孔，单螺旋叶片(14)的焊接部位避开所述取样窗(7)的窗门(18)。5.根据权利要求1所述的土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志刚，韩世礼，马强，孔秋梅，刘炫志，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43