專利名稱：雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置，屬于水利工程給水排 水領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市雨水利用的可行性及可利用程度不僅取決于降雨的雨量和時(shí)空分 布，而且也取決于降雨徑流的水質(zhì)狀況，降雨徑流水質(zhì)的監(jiān)測(cè)分析是進(jìn)行城 市雨水利用的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，而雨水取樣是否準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠，會(huì)直接 影響到整個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量。過去，在降雨徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，人們 大多采用現(xiàn)場(chǎng)人工取樣，很難保證各取樣點(diǎn)采樣時(shí)間的統(tǒng)一，也不易把握準(zhǔn) 確的產(chǎn)流時(shí)間，給進(jìn)一步的分析工作帶來了不便，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)取樣工作還要 花費(fèi)大量的人力物力，多點(diǎn)取樣的情形更是如此，尤其遇到天黑風(fēng)大的情況， 現(xiàn)場(chǎng)取樣人員要冒雨往返于取樣點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室之間，現(xiàn)場(chǎng)取樣工作非常辛苦。目前，有各種便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)取樣器，但一臺(tái)儀器只能單點(diǎn)取樣，且其價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)取樣器取點(diǎn)單一、價(jià)格昂貴的 缺陷，提供了一種雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置。本裝置可以同時(shí)對(duì)多個(gè) 取樣點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行取樣，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。本裝置包括真空緩沖
瓶12、真空泵14和多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雨水取樣裝置。其中，真空緩沖瓶12與 真空泵14相連通，每個(gè)雨水取樣裝置都與真空緩沖瓶12相連通，每個(gè)雨水 取樣裝置的結(jié)構(gòu)如下包括有室外雨水采樣瓶15、室內(nèi)雨水收集瓶4和雨水 樣品瓶7;室外雨水采樣瓶15與室內(nèi)雨水收集瓶4通過室外雨水采集引入導(dǎo) 管2相連通，在室外雨水采集引入導(dǎo)管2上設(shè)置有進(jìn)雨水閥門3。室內(nèi)雨水收集瓶4與雨水樣品瓶7通過連接雨水樣品瓶導(dǎo)管5相連通，在連接雨水樣品
瓶導(dǎo)管5上設(shè)置有放雨水閥門6。室內(nèi)雨水收集瓶4通過室內(nèi)雨水收集瓶抽真 空導(dǎo)管11與真空緩沖瓶12相連通，在室內(nèi)雨水收集瓶抽真空導(dǎo)管11上設(shè)置 有抽真空闊門10。室內(nèi)雨水收集瓶4通過室內(nèi)雨水收集瓶通氣導(dǎo)管8與大氣 相連通，在室內(nèi)雨水收集瓶通氣導(dǎo)管8上設(shè)置有通氣閥門9。
還包括有用于固定室外雨水采樣瓶15的三腳固定支架16，在三腳固定 支架16上設(shè)置有警示燈17。
與現(xiàn)有的取樣裝置相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)l)解決雨水徑流多點(diǎn)同 時(shí)取樣問題，并統(tǒng)一不同下墊面各取樣點(diǎn)的取樣時(shí)間；2)確定出各取樣點(diǎn)的 準(zhǔn)確產(chǎn)流時(shí)間；3)省去冒雨現(xiàn)場(chǎng)取樣的勞動(dòng)量，并且操作簡(jiǎn)單。


圖l室內(nèi)裝置示意圖
圖2室內(nèi)雨水收集瓶示意圖
圖3室外取樣頭示意圖
圖中1、取樣平臺(tái)，2、室外雨水采集引入導(dǎo)管，3、進(jìn)雨水閥門，4、 室內(nèi)雨水收集瓶，5、連接雨水樣品瓶導(dǎo)管，6、放雨水閥門，7、雨水樣 品瓶，8、室內(nèi)雨水收集瓶通氣導(dǎo)管，9、通氣閥門，10、抽真空閥門，11、 室內(nèi)雨水收集瓶抽真空導(dǎo)管，12、真空緩沖瓶，13、連接真空泵導(dǎo)管，14、 真空泵，15、室外雨水采樣瓶，16、三腳固定支架，17、警示燈。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1 圖3所示，本實(shí)施例主要包括室外取樣頭、室內(nèi)雨水收集瓶4、 真空緩沖瓶12以及真空泵14。其中，室外取樣頭包括有室外雨水采樣瓶15、 三腳固定支架16和警示燈17。本實(shí)施例中設(shè)置有六個(gè)室外雨水采樣瓶15和 六個(gè)室內(nèi)雨水收集瓶，其中室外雨水采樣瓶15與室內(nèi)雨水收集瓶4通過室外 雨水采集引入導(dǎo)管2 —一對(duì)應(yīng)連接，在室外雨水采集引入導(dǎo)管2上安裝有進(jìn)
雨水閥門3。室內(nèi)雨水收集瓶4與雨水樣品瓶7通過連接雨水樣品瓶導(dǎo)管5相
連，并用放雨水閥門6控制。室內(nèi)雨水收集瓶4與真空緩沖瓶12通過室內(nèi)雨 水收集瓶抽真空導(dǎo)管ll相連，并用抽真空閥門10控制。室內(nèi)雨水收集瓶4 由雨水收集瓶通氣導(dǎo)管8與大氣接通，并用通氣閥門9控制。真空緩沖瓶12 與真空泵14之間通過連接真空泵導(dǎo)管13相連。
真空泵14要由室外雨水采集引入導(dǎo)管2的鋪設(shè)情況和管徑大小，由水力 計(jì)算確定合適的真空泵型號(hào)。
室外取樣頭由室外雨水采樣瓶15、三腳固定支架16、警示燈17組成。 本實(shí)施例中的室外雨水采樣瓶15采用的是500ml塑料飲料瓶，塑料瓶正置， 在塑料瓶蓋上打孔，與內(nèi)徑6mm的室外雨水采集引入導(dǎo)管2相連，注意連接 處要嚴(yán)格密封，塑料瓶底打直徑6mm的進(jìn)雨水孔6個(gè)，呈梅花狀均勻排列， 瓶?jī)?nèi)裝入約半瓶直徑大于6mm的砂礫，主要起固定瓶身、防止瓶身傾斜的作 用，室外雨水采集引入導(dǎo)管2插入砂礫直至接近瓶底，以保證取到產(chǎn)流第一 時(shí)刻的水樣。三腳固定支架16采用的是普通折疊式琴譜架，壓支在室外雨水 采樣瓶15之上，起固定作用。警示燈17為彩色閃光燈，干電池供電，安置 在三腳固定支架16頂部，起安全警示作用，防止行人誤撞取樣頭。采樣時(shí)， 靠吸力使雨水從雨水采樣瓶15進(jìn)入室外雨水采集引入導(dǎo)管2。
室外雨水采集引入導(dǎo)管2采用直徑6mm的塑料管，鋪設(shè)通過道路時(shí)要加 套鋼管，架設(shè)來自屋頂?shù)氖彝庥晁杉雽?dǎo)管2要注意避免死彎，以保證 輸水暢通。另外，各取樣點(diǎn)要使用不同顏色的導(dǎo)管，以便于檢查維護(hù)。
每個(gè)室內(nèi)雨水收集瓶4都與對(duì)應(yīng)的室外取樣頭相連，室內(nèi)雨水收集瓶4 依次排列倒置架設(shè)在取樣平臺(tái)1的垂直面板上，室內(nèi)雨水收集瓶4采用2500mm 的玻璃倒口瓶，在其瓶口安置室外雨水采集引入導(dǎo)管2和連接雨水樣品瓶導(dǎo) 管5，室外雨水采集引入導(dǎo)管2應(yīng)插到接近瓶底的位置，以防使用時(shí)出現(xiàn)淹沒 出流狀態(tài)，而連接雨水樣品瓶導(dǎo)管5插入瓶口即可，以保證取到即時(shí)水樣， 在室內(nèi)雨水收集瓶4的底部側(cè)向瓶口安裝有雨水收集瓶通氣導(dǎo)管8和室內(nèi)雨水收集瓶抽真空導(dǎo)管ll。
真空緩沖瓶12為容積5000ml的玻璃瓶，起提高真空泵的抽真空效果之 用，另外，當(dāng)雨水收集瓶4中雨水過多，來不及由連接雨水樣品瓶導(dǎo)管5放 出時(shí)，真空緩沖瓶12也可起到暫時(shí)存儲(chǔ)多余水樣的作用。
本實(shí)施例中，除室外取樣頭15、 16、 17和室外雨水采集引入導(dǎo)管2外，裝 置的其余部分都安裝在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。
降雨來臨之前，首先在室外各取樣點(diǎn)安置好室外取樣頭15、 16、 17，降 雨一開始，即立刻在室內(nèi)開啟真空泵14，通過真空緩沖瓶12對(duì)室內(nèi)各雨水收 集瓶4同時(shí)抽真空，降雨產(chǎn)流形成后，雨水則由放置在各取樣點(diǎn)的室外取樣頭 15、 16、 17通過室外雨水采集引入導(dǎo)管2流入室內(nèi)的各雨水收集瓶4，同時(shí)開 啟雨水收集瓶4的通氣閥門9和放雨水閥門6，即可將雨水收集瓶4的雨水放入 雨水樣品瓶7，以備測(cè)定各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)。
為了準(zhǔn)確定出取樣時(shí)間，在使用前，要對(duì)各取樣點(diǎn)雨水流到室內(nèi)雨水收 集瓶4的時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，在實(shí)際取樣記錄時(shí)，應(yīng)將該時(shí)間扣除以得到準(zhǔn)確的 取樣時(shí)間。
為此，我們研制了雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置，并將其用于科研實(shí) 踐，取得了較好的效果。
本實(shí)施例的具體操作步驟如下
1) 降雨前將室外取樣頭(15、 16、 17)放置到位，三腳固定支架16固 定牢固，開啟警示燈17;
2) 關(guān)閉各放雨水閥門6和通氣閥門9，打幵抽真空閥門10;
3) 開啟真空泵14;
4) 觀察并記錄各室內(nèi)雨水收集瓶4的出流時(shí)間；
5) 按水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案要求的時(shí)間間隔放取水樣，若有一個(gè)雨水收集瓶4開 始流進(jìn)雨水徑流，則開始計(jì)時(shí)，其它雨水收集瓶4也以此時(shí)開始劃分時(shí)間間 隔段，到時(shí)間間隔點(diǎn)則放空所有雨水收集瓶4，放雨水時(shí)真空泵14不停，只
需開啟通氣闊門9和放雨水閥門6即可。
6) 將水樣分別裝入雨水樣品瓶7，并貼好標(biāo)簽，若不到取樣時(shí)間間隔點(diǎn) 時(shí)，雨水收集瓶4中水面已接近瓶頂，應(yīng)及時(shí)放雨水至雨水樣品瓶7，并記錄 放水時(shí)間，貼好標(biāo)簽，作為加測(cè)水樣，或作為棄水處理，這樣可防止雨水流 入真空緩沖瓶12，同時(shí)也可保證雨水收集瓶4中的水樣是剛從取樣點(diǎn)抽取的 最新水樣。但在確定的時(shí)間間隔點(diǎn)仍要放空所有雨水收集瓶4中的雨水，以保 證在規(guī)定的時(shí)間間隔點(diǎn)有采集水樣。取雨水樣和棄水時(shí)，均須開啟通氣閥門9 和放雨水閥門6，將水樣放入雨水樣品瓶7。
7) 降雨結(jié)束或觀測(cè)結(jié)束時(shí)，放空雨水收集瓶4，關(guān)閉真空泵14。 本實(shí)施例的維護(hù)和保養(yǎng)
1) 室外取樣頭(15、 16、 17)在觀測(cè)結(jié)束后要及時(shí)取回，折疊好三腳架 16，用清水沖洗室外雨水采樣瓶15中的砂礫，以備下次使用。
2) 觀測(cè)結(jié)束后要在各取樣點(diǎn)放置清水，開啟真空泵14進(jìn)行清洗操作， 保證室外雨水采集引入導(dǎo)管2和室內(nèi)雨水收集瓶4的清潔。
3) 對(duì)于由于意外造成的真空緩沖瓶12中的雨水在觀測(cè)結(jié)束后也要及時(shí) 放出，并清洗真空緩沖瓶12。
4) 真空泵14要按說明書要求進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)。
本實(shí)施例的應(yīng)用效果
在實(shí)際降雨徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，通過使用該取樣裝置達(dá)到了如下效果
1) 解決了雨水徑流多點(diǎn)同時(shí)取樣問題，統(tǒng)一了不同下墊面各取樣點(diǎn)的取
樣時(shí)間,并得到了準(zhǔn)確的取樣時(shí)間
過去采用人工現(xiàn)場(chǎng)取樣很難精確確定取樣時(shí)間，使用該取樣裝置，打開
放雨水閥6的時(shí)間減去該取樣點(diǎn)雨水流到室內(nèi)雨水收集瓶4的時(shí)間即可得到
準(zhǔn)確的取樣時(shí)間，另外，還可以統(tǒng)一各取樣點(diǎn)的取樣時(shí)間，以便相互比較水 質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。
2) 定出各取樣點(diǎn)的產(chǎn)流時(shí)間
過去采用人工現(xiàn)場(chǎng)取樣很難精確確定產(chǎn)流時(shí)間，使用該取樣裝置，水流 流入室內(nèi)雨水收集瓶4的時(shí)間減去該取樣點(diǎn)的雨水流到室內(nèi)雨水收集瓶4的 時(shí)間即可得到準(zhǔn)確的產(chǎn)流時(shí)間。
3)減輕人工取樣的勞動(dòng)量
過去采用人工現(xiàn)場(chǎng)取樣，十個(gè)取樣點(diǎn)要十個(gè)人分別到各取樣點(diǎn)取樣，如 果采用五分鐘間隔的采樣方案，采樣人員要一直冒雨往返在實(shí)驗(yàn)室和取樣點(diǎn) 之間，尤其遇到天黑風(fēng)大的情況，現(xiàn)場(chǎng)取樣工作非常辛苦。現(xiàn)在采用該取樣 裝置只需一個(gè)人在實(shí)驗(yàn)室取樣臺(tái)前開關(guān)閥門(6、 9)、替換裝滿水的雨水樣品 瓶7，即可準(zhǔn)確、及時(shí)、輕松地完成取樣工作，其他人員則可集中精力進(jìn)行現(xiàn) 場(chǎng)水質(zhì)化驗(yàn)。
我們用本裝置完成了玻璃屋面、瀝青屋面、鋪砌屋面、汽車道、自行車
道、人行道等六種不同下墊面取樣點(diǎn)的同時(shí)雨水徑流取樣，共觀測(cè)降雨18場(chǎng)， 采集水樣423個(gè)，由此獲得有效分析與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)5233個(gè)，系統(tǒng)工作正常，達(dá) 到了預(yù)期的目的。
權(quán)利要求
1、雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置，其特征在于包括真空緩沖瓶(12)、真空泵(14)和多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雨水取樣裝置；其中，真空緩沖瓶(12)與真空泵(14)相連通，每個(gè)雨水取樣裝置都與真空緩沖瓶(12)相連通，單個(gè)雨水取樣裝置的結(jié)構(gòu)如下包括有室外雨水采樣瓶(15)、室內(nèi)雨水收集瓶(4)和雨水樣品瓶(7)；室外雨水采樣瓶(15)與室內(nèi)雨水收集瓶(4)通過室外雨水采集引入導(dǎo)管(2)相連通，在室外雨水采集引入導(dǎo)管(2)上設(shè)置有進(jìn)雨水閥門(3)；室內(nèi)雨水收集瓶(4)與雨水樣品瓶(7)通過連接雨水樣品瓶導(dǎo)管(5)相連通，在連接雨水樣品瓶導(dǎo)管(5)上設(shè)置有放雨水閥門(6)；室內(nèi)雨水收集瓶(4)通過室內(nèi)雨水收集瓶抽真空導(dǎo)管(11)與真空緩沖瓶(12)相連通，在室內(nèi)雨水收集瓶抽真空導(dǎo)管(11)上設(shè)置有抽真空閥門(10)；室內(nèi)雨水收集瓶(4)通過室內(nèi)雨水收集瓶通氣導(dǎo)管(8)與大氣相連通，在室內(nèi)雨水收集瓶通氣導(dǎo)管(8)上設(shè)置有通氣閥門(9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置，其特征在于還包括有用于固定室外雨水采樣瓶(15)的三腳固定支架(16)，在三腳固定支 架(16)上設(shè)置有警示燈(17)。
全文摘要
本發(fā)明是一種雨水徑流水質(zhì)監(jiān)測(cè)真空取樣裝置，屬于水利工程給水排水領(lǐng)域。包括真空緩沖瓶(12)、真空泵(14)和多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的雨水取樣裝置。真空緩沖瓶與真空泵相連，每個(gè)雨水取樣裝置都與真空緩沖瓶相連通，單個(gè)雨水取樣裝置的結(jié)構(gòu)為包括室外雨水采樣瓶(15)、室內(nèi)雨水收集瓶(4)和雨水樣品瓶(7)；室外雨水采樣瓶與室內(nèi)雨水收集瓶通過室外雨水采集引入導(dǎo)管相連通；室內(nèi)雨水收集瓶與雨水樣品瓶通過連接雨水樣品瓶導(dǎo)管相連通。室內(nèi)雨水收集瓶通過室內(nèi)雨水收集瓶抽真空導(dǎo)管與真空緩沖瓶相連通。室內(nèi)雨水收集瓶通過室內(nèi)雨水收集瓶通氣導(dǎo)管與大氣相連通。本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)解決雨水徑流多點(diǎn)同時(shí)取樣問題，省去冒雨現(xiàn)場(chǎng)取樣的勞動(dòng)量。
文檔編號(hào)G01N1/14GK101196441SQ20071030453
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者劉世良, 周玉文, 汪明明, 趙樹旗 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)