一种多层土壤水样的采集方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多层土壤水样的采集方法及装置，第一抽水将置于不同深度的土壤内的采样管采集的水样，输送至分水箱内对应的分水仓；第二抽水装置再将分水仓内的水样输送至对应的集水管内。采样管密闭，管壁设有若干陶土头用于渗透土壤水；通过单片机控制抽水装置，使得各个部件协同工作，有效实现收集不同土层深度的土壤水样；提高了采集地下水样的效率，批量、差异化、同步的水样采集，可显著提高批次采样时间间隔的精确性，提高试验数据的准确性。可通过单片机实现自动化、定期或预设时间的水样采集，极大的降低了人工采集的难度，避免了因自然天气等因素，人工无法采集，及采集的水样混杂等情况，可对于同位素水文学的进步具有很重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种多层土壤水样的采集方法及装置
本专利技术涉及一种水样的采集方法及装置，具体涉及一种多层土壤水样的采集方法及装置，属于同位素水文学研究

技术介绍
现阶段，水资源短缺问题越来越成为社会关注的热点问题。很多研究都集中在洪水和干旱的预报，缺乏对于径流到达出口断面的路径研究。在探究径流路径的过程中，水文学家发现土壤水对于流域的产流影响相当大，同时也发现影响土壤水运移的影响因素复杂多变。这些因素可以大致归纳为以下几点：1、城市化影响；世界各个国家如今都在推进城市化进程，城市的不断扩张使得原本由土壤覆盖的下垫面变成沥青，混凝土这些不透水材料覆盖，而地下输水，排水管网的漏水也在不断改变土壤水的补给以及排泄途径；2、全球气候的变化；近些年来，全球气温变暖导致厄尔尼诺和拉尼娜现象影响越来越显著，极端降水和极端干旱影响越来越大；历史资料对于极端事件的记录很难应用到现在的流域产汇流的研究。因此对于土壤水来源，流径，变化的影响因素的研究变得迫在眉睫。研究土壤水中的溶质的变化，离不开收集土壤水。收集土壤水的方法包括自流法、直接取土法、负压法；其中，直接取土法主要面临工程量大，后期处理土样繁琐；自流法仅仅适用于土壤含水量丰富的实验研究；负压法能够满足长期定位研究的需求，对于除土壤水特别贫乏以外的土壤均为适用。现阶段应用负压法进行土壤水水样的采集过程中面临很多缺陷：1、取样时间的间隔控制不够精确，当我们采集不同土深的土壤水时候，由于试验人员有限，我们无法同时同步采集土壤水，这就可能导致后期对于数据的处理出现各种各样的问题；2、代表性问题：通常采集土壤水会选择一个剖面进行收集，上层的土壤水的抽取会对下层土壤水的采集有很大的影响；3、人工采样的困难性：在进行试验流域的选择上，通常会选择人类活动影响较小的地区，而这些地区常常远离市区，这样长期采样对于采样人员也是很大的挑战。因此，为了提高土壤水采集的代表性以及减少人工采样的强度，专利技术一种自动定时分层采集土壤水的装置很有必要。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种可实时、同步采集不同层深的土壤水样的采集方法及装置。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种多层土壤水样的采集方法，第一抽水装置，将置于不同深度的土壤内的采样管采集的水样，输送至分水箱内对应的分水仓；第二抽水装置，再将分水仓内的水样输送至对应的集水管内。上述采样管采集水样的方式包括：水渗透采集管的管壁。上述第一抽水装置包括负压装置或水泵；所述负压装置包括真空泵，为通过第一水管密闭连接的采样管和分水箱提供负压。上述第二抽水装置包括水泵。适用于上述的一种多层土壤水样的采集方法的装置，包括若干采样管、分水箱、集水管、第一抽水装置、第二抽水装置；所述分水箱内设由若干由隔板分隔的分水仓，所述采样管密闭，管壁设有若干陶土头，分别通过第一水管接分水箱内对应的分水仓；所述分水仓，分别通过第二水管接对应的集水管；第一抽水装置为第一水管提供水动力，第二抽水装置为第二水管提供水动力。上述第一抽水装置包括负压装置或水泵，第二抽水装置包括水泵；所述负压装置包括与分水箱连接的真空泵、设于分水仓与第二水管驳接口的闭合阀、通过若干空气管与采样管连接的空气箱；所述空气箱设有与空气连通的闭合阀。上述闭合阀包括电磁阀，或与推拉式电磁铁连接的连杆，连杆的另一端设有若干密封塞。上述第二水管的末段设有若干集水口，分别通过集水盘接集水瓶，且集水口设有闭合阀。上述闭合阀包括电磁阀，或与推拉式电磁铁连接的连杆，连杆的另一端设有若干密封塞；且，连杆贯通集水盘，并一体设置。上述闭合阀和水泵、真空泵，由单片机驱动。本专利技术的有益之处在于：本专利技术的一种多层土壤水样的采集方法及装置，通过单片机控制多个电磁铁和真空泵、水泵，使得各个部件协同工作，有效实现收集不同土层深度的土壤水样；提高了采集地下水样的效率，同时，批量、差异化、同步的水样采集，可显著提高批次采样时间间隔的精确性，提高试验数据的准确性。进一步，可通过单片机实现自动化的、定期或预设时间的水样采集，极大的降低了人工采集的难度，避免了因自然天气等因素，人工无法采集，及采集的水样混杂等情况。本专利技术的结构简单，使用方便，可根据实际的使用情况，匹配合适的抽水设备，有效降低研究经费，综合考虑了取样时间的同步性、水样代表性以及采样人员的安全性，可对于同位素水文学的进步具有很重要的意义，具有很强的实用性和广泛的适用性。附图说明图1为本专利技术的一种多层土壤水样的采集装置的结构示意图；图2为本专利技术的采样管的结构示意图；图3为本专利技术的分水箱的结构示意图；图4为本专利技术的集水瓶的结构示意图。附图中标记的含义如下：1、闭合阀，2、空气箱，3、空气管，4、采样管，5、第一水管，6、分水箱，7、真空泵，8、第二水管，9、水泵，10、集水瓶，11、集水盘，12、陶土头，13、隔板，14、电磁铁，15、连杆，16、密封塞。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。一种多层土壤水样的采集装置，由若干采样管、分水箱、若干集水管、负压装置、水泵、单片机组成。多个采样管分别埋于不同深度的土壤内，用来采集不同土深的土壤水；管口用密实塞堵塞，使采样管呈密闭状；管壁嵌设若干陶土头，陶土头由微孔陶土材料制成用于渗透土壤水。空气箱置于地面，若干空气管的一端接通空气箱内腔，另一端穿过采样管的密实塞，接通采样管内腔；且，空气箱设有与空气连通的闭合阀（空气阀）。分水箱外接真空泵，内设若干隔板，将分水箱内腔分隔为若干分水仓；采样管分别通过第一水管接对应的分水仓；各分水仓的底部设有出水口，通过第二水管接对应的集水管；出水口也设有闭合阀。第二水管串接水泵，末段设有若干集水口，集水口的开合由闭合阀控制，集水口的底部设有集水盘，由集水盘承接水样并导水进入集水瓶。优选的，上述闭合阀由推拉式电磁铁连接的连杆组成，连杆的另一端设有若干密封塞。于空气箱，连杆的另一端接1个密封塞，控制空气箱内腔与空气的连通；于分水箱，连杆的另一端接若干个密封塞，分别控制各分水仓底部出水口的闭合；于第二水管，连杆的另一端接若干个密封塞，分别控制各集水口的闭合，且连杆可贯通集水盘，与集水盘一体设置；实际操作时，为便于独立控制集水瓶，也可单独设置，即连杆的另一端接1个密封塞，单独控制1个集水口。优选的，推拉式电磁铁、水泵、真空泵分别接单片机，并由单片机控制，电源通过单片机供电。使用时，首先，分水箱和空气箱的闭合阀不工作，分水箱和采样管连通，并处于密闭状态；开启真空泵，采样管的逐渐被抽成负压状态。负压状态下的采样管装置，使得土壤水开始沿着陶土头进入采样管中，然后分别顺着第一水管流入到集水瓶中对应的分水仓中。水样采集完成后，开启空气箱的闭合阀，使得外界的空气经空气管流入各采样管，即取消分水箱内的负压状态，停止抽取土壤水，同时便于开启分水箱内的闭合阀，使得分水仓内的水样便于流入第二水管。开启水泵，使得分水仓内的水样分别沿着第二水管流出；开启集水口的闭合阀，使得水样从集水口流出，由集水盘承接并导入集水瓶内。当采样瓶采集到一定的水样后，单片机控制支路电磁铁停止工作，橡胶塞将支路进口堵住，多余的水样沿第二水管排出。一次采样结束，后续采样均按照此方法进行，采样瓶全部采满水样后，更换采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层土壤水样的采集方法，其特征在于，第一抽水装置，将置于不同深度的土壤内的采样管采集的水样，输送至分水箱内对应的分水仓；第二抽水装置，再将分水仓内的水样输送至对应的集水管内。

【技术特征摘要】
1.一种多层土壤水样的采集方法，其特征在于，第一抽水装置，将置于不同深度的土壤内的采样管采集的水样，输送至分水箱内对应的分水仓；第二抽水装置，再将分水仓内的水样输送至对应的集水管内。2.根据权利要求1所述的一种多层土壤水样的采集方法，其特征在于，所述采样管采集水样的方式包括：水渗透采集管的管壁。3.根据权利要求1所述的一种多层土壤水样的采集方法，其特征在于，所述第一抽水装置包括负压装置或水泵；所述负压装置包括真空泵，为通过第一水管密闭连接的采样管和分水箱提供负压。4.根据权利要求1所述的一种多层土壤水样的采集方法，其特征在于，所述第二抽水装置包括水泵。5.适用于权利要求1-4任一所述的一种多层土壤水样的采集方法的装置，其特征在于，包括若干采样管、分水箱、集水管、第一抽水装置、第二抽水装置；所述分水箱内设由若干由隔板分隔的分水仓，所述采样管密闭，管壁设有若干陶土头，分别通过第一水管接分水箱内对应的分水仓；所述分水仓，分别通过第二水管接对应的集水管；第一抽水装置为第一水管提...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾建峰，瞿思敏，陈浩，田丹，石朋，苏治国，李大辰，张文浩，周慧妍，谢佳黎，陈昊，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32