本發(fā)明涉及海洋沉積物采集技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種適用于海洋牧場底棲環(huán)境調(diào)查的沉積物采集與分切裝置。

背景技術(shù)：

底質(zhì)沉積物樣品采集是海洋潮間帶環(huán)境調(diào)查的重要組成部分,沉積物樣品可用于相關(guān)的海岸帶地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境研究與分析。海洋牧場構(gòu)建是海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用和發(fā)展的重要一環(huán)，其建設(shè)與維護(hù)需要科學(xué)的環(huán)境調(diào)查與評估工作。海洋牧場底棲環(huán)境是眾多重要海洋經(jīng)濟(jì)生物(如海參、鮑魚等)的棲息地，且其表層10cm內(nèi)沉積物樣品為底棲生物提供了主要的棲息場所與食物來源，對其進(jìn)行經(jīng)常性的調(diào)查采樣是監(jiān)測環(huán)境變化、預(yù)測養(yǎng)殖風(fēng)險的重要手段。值得強(qiáng)調(diào)的是，底棲環(huán)境調(diào)查中常需要同時采集用于環(huán)境非生物指標(biāo)測定與底棲生物群落測定的兩種樣品。

目前對海洋牧場底棲環(huán)境調(diào)查取樣分為不分層采樣與分層采樣兩種，前者以箱式采泥器或抓斗采泥器實(shí)現(xiàn)，后者以各類柱狀采泥器實(shí)現(xiàn)。由于分層樣品可以提供海洋牧場關(guān)于底棲環(huán)境更加精確詳細(xì)的數(shù)據(jù)，在采得樣品量充足情況下，分層采樣優(yōu)于不分層采樣。目前已有柱狀采泥器主要有重力式柱狀采泥器、活塞式柱狀采泥器、多通道柱狀采泥器、小型柱狀采泥器等。其中，前三者使用時需要大型機(jī)械設(shè)備輔助，不適用于海洋牧場小型船只采樣，而市售小型柱狀采泥器(如KC-Denmark公司出產(chǎn)的kajak采泥器)單次下沉只能取得一根柱狀樣，因而不能滿足海洋牧場底棲環(huán)境調(diào)查中在同一小面積區(qū)域(<1m²)內(nèi)取得3～4只柱狀樣、以減小重復(fù)樣品空間變異性的采樣要求。

海洋沉積物柱狀樣裝載容器主要有不銹鋼管、有機(jī)玻璃管、與PP塑料管三種。因成本較低，PP塑料管采樣后常將樣品與采樣管按所需分段長度整體切割，而不銹鋼管與有機(jī)玻璃管樣品需要配套通樣裝置將樣品自下向上通出。目前市售通樣裝置多為金屬制成而易腐蝕，或配備較為復(fù)雜的樣品高度測量與分切部件，不利于樣品現(xiàn)場快速準(zhǔn)確切割，且已有針對小型沉積物柱狀樣的分切裝置均只能進(jìn)行水平分層切割，不能垂直等分切割，難以滿足同一柱狀樣提供環(huán)境非生物指標(biāo)測定與底棲生物群落測定的兩種樣品的取樣要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的在于提供一種適用于海洋牧場底棲環(huán)境調(diào)查的沉積物采集與分切裝置，其中采樣框可以使?jié)撍畣T在一次下潛中，在海洋牧場底部同一小面積區(qū)域(<1m²)內(nèi)取得3～4只柱狀樣品，利用通樣座與高度確定的切樣環(huán)可以快速地將表層10cm所需深度的分層樣品通出并等分兩份，分別用于環(huán)境指標(biāo)測定與底棲生物群落測定。

發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種適用于海洋牧場底棲環(huán)境調(diào)查的沉積物采集與分切裝置，包括采樣框、采樣管、網(wǎng)兜、通樣座和切樣環(huán)，其中所述采樣框包括框身和框蓋，所述框蓋一側(cè)與所述框身頂端一側(cè)鉸接，所述框身內(nèi)均分成多格，多個采樣管分別放置于所述框身內(nèi)的不同分格中，在所述框蓋自由側(cè)設(shè)有用于與框身掛接的掛鉤，網(wǎng)兜設(shè)于所述框身一側(cè)，采樣管完成采樣后兩端通過膠塞堵住，所述膠塞放置于所述網(wǎng)兜中，所述通樣座上端設(shè)有頂板，樣品切分時所述采樣管由采樣框內(nèi)取出且下端去除膠塞后套在所述通樣座的頂板上，然后所述采樣管拔去上端膠塞后下移，樣品由所述采樣管上端露出后通過所述切樣環(huán)分切。

在所述框身內(nèi)的每個分格上下端內(nèi)側(cè)各設(shè)有一個固定環(huán)，每個分格中的采樣管上下兩端分別通過所述固定環(huán)固定。

所述切樣環(huán)內(nèi)徑與所述采樣管內(nèi)徑相同，在所述切樣環(huán)中部沿著所述切樣環(huán)的軸向設(shè)有一個隔板。

所述通樣座包括頂板、支撐管和底板，所述頂板通過支撐管與底板相連，所述頂板外徑與所述采樣管和切樣環(huán)內(nèi)徑相同。

在所述框身上端設(shè)有吊繩。

所述采樣管一端設(shè)有45°倒角。

發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1、本發(fā)明的采樣框使?jié)撍畣T在一次下潛采樣中可以在同一地點(diǎn)采得3～4只柱狀樣，滿足了海洋牧場底棲環(huán)境調(diào)查的采樣要求，并大大提高了采樣效率。

2、本發(fā)明利用通樣座與高度確定的切樣環(huán)可以快速地將表層10cm所需深度的分層樣品通出并等分兩份，分別用于環(huán)境指標(biāo)測定與底棲生物群落測定，保證了兩種測定的背景一致性，且切樣環(huán)使樣品通出時不變形，并使切取一定深度樣品更為方便快速。

3、本發(fā)明的采樣管與通樣座均采用有機(jī)玻璃材質(zhì)制成，使采樣與切樣時的可視性良好，且采樣管的管口設(shè)有45°的倒角，利于扎入底泥中。

4、本發(fā)明的膠塞可以將上覆水與沉積物樣品嚴(yán)密封存于采樣柱內(nèi)，保證在運(yùn)輸中一定程度的震蕩不影響沉積物形態(tài)，且膠塞使用快速便捷。

5、本發(fā)明的采樣框、切樣環(huán)等部件均采用不銹鋼材質(zhì)制成，有效提高部件的耐腐蝕性，延長了裝置的使用壽命。

6、本發(fā)明的采樣框頂部安裝有框蓋，可保證采樣管在下降與上升中穩(wěn)固安放于采樣框內(nèi)。

7、本發(fā)明的網(wǎng)兜可在采樣框下沉過程中盛放膠塞，方便潛水員水下快速取用。

8、本發(fā)明各部分加上樣品后的重量成年男子即可拉動，相對輕便靈活，適合于海洋牧場小型船只上進(jìn)行操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的采樣框使用狀態(tài)示意圖，

圖2為圖1中的采樣框結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為圖2中采樣框的俯視圖，

圖4為本發(fā)明的通樣座和切樣環(huán)的使用狀態(tài)示意圖。

其中，1為采樣框，2為采樣管，3為膠塞，4為網(wǎng)兜，5為框蓋，6為固定環(huán)，7為掛鉤，8為框身，9為吊繩，10為通樣座，11為頂板，12為支撐管，13為底板，14為樣品，15為切樣環(huán)，16為隔板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1～4所示，本發(fā)明包括采樣框1、采樣管2、網(wǎng)兜4、通樣座10和切樣環(huán)15，其中所述采樣框1包括框身8和框蓋5，所述框蓋5一側(cè)與所述框身8頂端一側(cè)通過鉸鏈鉸接，所述框身8為方形不銹鋼框，沿垂直方向看去，所述框身8內(nèi)均分成多格，每格可放置一個采樣管2，在每格上下端內(nèi)側(cè)各焊接有一個固定環(huán)6，每個格中的采樣管2上下兩端分別通過所述固定環(huán)6限位固定，在所述框蓋5遠(yuǎn)離所述鉸鏈一側(cè)中部設(shè)有掛鉤7，所述掛鉤7與框身8頂端遠(yuǎn)離所述鉸鏈一側(cè)掛接并通過橡皮筋綁定，從而實(shí)現(xiàn)框蓋5與框身8固連，防止采樣管2冒出或離開框身8，網(wǎng)兜4綁定于所述框身8一側(cè)，采樣完成后所述采樣管2兩端通過膠塞3堵住，所述膠塞3即放置于所述網(wǎng)兜4中，所述通樣座10上端設(shè)有頂板11，樣品切分時所述采樣管2下端膠塞3去除并套在所述通樣座10的頂板11上，然后拔去所述采樣管2上端膠塞3并緩慢下移所述采樣管2，樣品14即由所述采樣管2上端露出并通過所述切樣環(huán)15分切。

所述切樣環(huán)15內(nèi)徑與所述采樣管2內(nèi)徑相同，且可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置所述切樣環(huán)15高度，本實(shí)施例中采用1cm、2cm、3cm、4cm、5cm共計五組不同高度的切樣環(huán)15進(jìn)行采樣，如圖4所示，在所述切樣環(huán)15中部沿著所述切樣環(huán)15的軸向焊接有一個隔板16，且所述隔板15長度與所述切樣環(huán)15長度相等。分切時所述切樣環(huán)15置于樣品14露出的端部上方并緩慢下移，所述隔板16自動將樣品14分成左右兩部分，可分別用于環(huán)境指標(biāo)測定與底棲生物群落測定。

如圖4所示，所述通樣座10包括頂板11、支撐管12和底板13，所述頂板11通過支撐管12與底板13相連，且所述底板13面積大于所述頂板11面積，所述頂板11外徑與所述采樣管2和切樣環(huán)15內(nèi)徑相同。本實(shí)施例中所述通樣座10各部分通過強(qiáng)力膠連為一體，樣品分切時，所述底板13放置于桌面或其他平面上，所述底板13與支撐管12一起起到穩(wěn)定支撐頂板11作用。

如圖1所示，在所述框身8上端設(shè)有吊繩9用于綁定下潛用的繩索。另外本實(shí)施例中，所述采樣管2與通樣座10均采用有機(jī)玻璃制成，其中所述采樣管2一端設(shè)有45°倒角，方便插入海底泥中，所述采樣框1和切樣環(huán)15均由不銹鋼制成。

本發(fā)明的工作原理為：

采樣前，將3～4根采樣管2置于采樣框1中，網(wǎng)兜4綁于采樣框1側(cè)面，并將6～8枚膠塞3放于所述網(wǎng)兜4中并將網(wǎng)兜口細(xì)繩抽緊實(shí)現(xiàn)兜口封閉，將框蓋5上的掛鉤7鉤牢于框身8上并通過橡皮筋綁定，以保證下沉過程中采樣管2不會脫落采樣框1，以足夠長(為調(diào)查水深兩倍以上)的繩索牢固系綁吊繩9，再以人力將采樣框1、采樣管2、膠塞3及網(wǎng)兜4懸掛沉到海底。本實(shí)施例適用于水深36米(輕裝潛水安全深度)以內(nèi)的泥沙底質(zhì)近海海洋牧場區(qū)域，采樣裝備下沉與上浮由調(diào)查船所帶繩索系拉進(jìn)行。

潛水員在海底將掛鉤7解掛并打開框蓋5，然后取出采樣管2，并將采樣管2帶倒角一端朝下、垂直按壓于表層沉積物中20～30cm深，然后由網(wǎng)兜4中取出一枚膠塞3密封采樣管2上端，使其保持密閉，然后用力垂直向上將采樣管2連帶所采集沉積物樣品拔出底泥界面，再以另一枚膠塞3密封采樣管2下端，使樣品14不漏出，而后將所述采樣管2置于采樣框1內(nèi)的一個分格中，操作中需保持樣品14豎直，按照此流程在1m²范圍內(nèi)的臨近點(diǎn)采集3～4只沉積物柱狀樣品，之后再將掛鉤7掛接于框身8上，蓋上框蓋5，然后通過調(diào)查船繩索將以上采樣裝置及所采集樣品拉出水面，豎直放置于調(diào)查船甲板上完成采樣。

樣品分切時將盛有樣品14的采樣管2從采樣框1中慢慢取出，取出前最好用力按壓上端膠塞3、使上下膠塞3牢固塞于采樣管2上，然后將所述采樣管2置于通樣座10上方，拔去所述采樣管2下端膠塞3，注意在膠塞3即將與所述采樣管2底端分開時用一只平鋼鏟臨時封堵所述采樣管2底端，防止樣品14掉出，將所述采樣管2下端套于通樣座10的頂板11上，拔去所述采樣管2上端膠塞3，然后緩慢向下按壓所述采樣管2，待上覆水流盡后取所需高度的切樣環(huán)15置于采樣管2上端并使二者其內(nèi)徑圓重合，整體按壓切樣環(huán)15與采樣管2，以通出所需深度的沉積物柱狀樣品14，然后用鋼鏟沿著切樣環(huán)15與采樣管2間的縫隙水平切割樣品14，再以藥匙將樣品14從切樣環(huán)15中通出，然后置于保存容器中。