[发明专利]一种沙质河床沉积物孔隙水采集装置及其制作方法

说明书

一种沙质河床沉积物孔隙水采集装置及其制作方法，以解决目前河床沉积物孔隙水采集成功率低、受外界扰动大以及成本高昂的问题。装置：上部钢管、中部钢管、下部钢管、进水段、底部钢管由上至下依次设置，实心受力钢球设置在上部钢管的顶端，圆锥钻头设置在底部钢管的下端，上部钢管的管壁上相对于轴线对称设置有两个取样孔，进水段的外钢管的管壁上设置有数个外钢管进水孔，内钢管的管壁上设置有数个内钢管进水孔，外钢管的内壁设置有外钢管滤网，内钢管的外壁设置有内钢管滤网，内钢管设置在外钢管中，内钢管与外钢管之间的腔体填充石英砂。方法：一、制备装置材料；二、组装；三、激光打标刻度。本发明用于沙质河床沉积物孔隙水的采集。

技术领域

本发明属于水文地质技术领域，具体涉及一种沙质河床沉积物孔隙水采集装置及其制作方法。

背景技术

沉积物是河流地表水与地下水交互作用的关键带，探究沉积物孔隙水的同位素组成以及水质的变化是明确河水入渗过程中地表水与地下水转换关系和水质净化过程的关键步骤。科学适用的调查装置和方法是开展河床沉积物关键带地球化学过程研究的基础，更是促使现代化水文地质监测体系日臻完善的关键环节。

目前河床沉积物孔隙水的采集方法相当有限，主要包括反循环钻孔成井取样、原状沉积物采集分割后离心取样以及钻孔的PVC/PPR管固定滤网后砸进沉积物取样。反循环钻孔成井取样成功率高，且能够保障取水层位，但其成本高昂，不适用于大区域的样品采集；利用沉积物采样器采集原状沉积物分割后离心取样简单易操作，成本较低，但沉积物样品采集过程中容易造成不同层位孔隙水的混合，导致取样精度难以保证；利用钻孔的PVC/PPR管固定滤网后砸进沉积物取样则存在滤网在砸进过程中容易脱落，泥沙堵塞进水孔的问题，导致取样成功率偏低。因此，研发取样精度高、成本低廉、适用于大范围取样、且对生态环境干扰程度低的取样装置及与之配套的科学高效的取样方法，已成为水文地质调查领域亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明为了解决目前河床沉积物孔隙水采集成功率低、受外界扰动大以及成本高昂的问题，提供了一种沙质河床沉积物孔隙水采集装置及其制作方法。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：

一种沙质河床沉积物孔隙水采集装置，其组成包括实心受力钢球、上部钢管、中部钢管、下部钢管、进水段、底部钢管和圆锥钻头，上部钢管、中部钢管、下部钢管、进水段、底部钢管由上至下依次设置，实心受力钢球设置在上部钢管的顶端，圆锥钻头设置在底部钢管的下端，上部钢管的管壁上相对于轴线对称设置有两个取样孔，取样孔的直径为2.5cm，上部钢管、中部钢管和下部钢管的内径均应大于2.5cm，上部钢管与中部钢管、中部钢管与下部钢管均采用螺纹连接；进水段包括外钢管、内钢管、外钢管滤网、内钢管滤网、石英砂和两个挡环，外钢管的管壁上设置有数个外钢管进水孔，内钢管的管壁上设置有数个内钢管进水孔，外钢管的内壁设置有外钢管滤网，内钢管的外壁设置有内钢管滤网，内钢管设置在外钢管中，内钢管与外钢管之间的顶部和底部均采用挡环封堵，内钢管与外钢管之间的腔体填充石英砂。

进一步的，所述装置还包括六角套管，上部钢管与中部钢管螺纹连接处和中部钢管3与下部钢管螺纹连接处的外壁均焊接有六角套管。

进一步的，所述装置还包括刻度线，所述刻度线沿上部钢管、中部钢管和下部钢管的外表面竖向设置。

一种沙质河床沉积物孔隙水采集装置的制作方法，所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、制备装置材料：

⑴、制备实心受力钢球：选取直径为8cm的不锈钢钢球作为实心受力钢球；

⑵、制备上部钢管：选取长度为100cm、外径为5cm的不锈钢管作为上部钢管，上部钢管的下端内径处设置内螺纹、外径处焊接一个六角套管，在上部钢管的管壁上相对于轴线对称开有两个取样孔，其直径为2.5cm；