專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沉積物捕集裝置，具體涉及一種適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置。
背景技術(shù)：
海底沉積物通量研究是淺海物質(zhì)循環(huán)研究當(dāng)中的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，目前主要用沉積物捕集器進(jìn)行相關(guān)的研究。相對(duì)于硬質(zhì)海底，軟質(zhì)海底，如海水魚(yú)類(lèi)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)，沉積物通量的研究存在很大的困難，這是由于底泥松軟，直接投放的沉積物捕集器不容易固定，無(wú)法保持豎直狀態(tài)。目前通常由潛水員將沉積物捕集器直接壓入底泥中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再由潛水員下水回收，潛水操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，危險(xiǎn)性大，并且潛水員在海底操作過(guò)程中容易攪渾海水，導(dǎo)致海底沉積物再懸浮影響通量測(cè)定。因此迫切需要一種簡(jiǎn)單的設(shè)施準(zhǔn)確地測(cè)定海底沉積物通量。軟質(zhì)海底在我國(guó)沿海各地分布廣泛，該類(lèi)型海區(qū)海底沉積物通量很高，在淺海物質(zhì)循環(huán)中占重要地位，對(duì)其沉積通量進(jìn)行研究具有重要的科學(xué)價(jià)值，而現(xiàn)有的研究技術(shù)都存在一定的缺陷，并且較難真實(shí)地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，因此研制一種能夠準(zhǔn)確地測(cè)定淺海軟質(zhì)海底沉積物通量的裝置迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成`本低廉，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需潛水放置，誤差小的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置。本發(fā)明的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，包括捕集器，懸掛臂、框架和浮子繩索，所述的捕集器為下端封閉的管，封閉端設(shè)有重物，開(kāi)口端的開(kāi)口處外罩防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)孔徑大小為O. 5 lcm，在框架的上部設(shè)有若干個(gè)懸掛臂，在捕集器的開(kāi)口端系有懸掛繩，懸掛繩的另外一端系在懸掛臂的自由端上，從而將捕集器懸掛于懸掛臂上，在框架的頂端還系有浮子繩索，浮子繩索的另外一端系有二級(jí)浮子，在浮子繩索的中部還系有一級(jí)浮子，在框架的底座面上具有若干個(gè)固定腳。所述的框架呈正三角錐形狀(金字塔形)，在正三角錐形框架的正三角形底座各頂點(diǎn)垂直底座面各設(shè)有一個(gè)固定腳，所有懸掛臂的一端都固定于正三角錐形框架的最頂端，所述的浮子繩索也系于此處，懸掛臂的自由端通過(guò)懸掛繩懸掛捕集器，懸掛臂平行于正三角錐形框架的底座面。進(jìn)一步優(yōu)選，每個(gè)框架上具有3個(gè)懸掛臂，相應(yīng)的懸掛f 3個(gè)捕集器，當(dāng)為多個(gè)捕集器時(shí)，各捕集器之間距離保持在O. 5m以上，保持O. 5m以上，所懸掛捕集器能夠在水體中自由擺動(dòng)，并免于與海底接觸，這樣能夠有效的保證捕集效率和精確性。優(yōu)選，所述的捕集器由PVC圓管制成，其內(nèi)徑為3 5cm，高度為15 25cm，其高度與內(nèi)徑比不小于5。所述的捕集器封閉端重物優(yōu)選為鐵砂或碎鉛塊等高密度物質(zhì)摻加玻璃鋼膠等性質(zhì)穩(wěn)定的粘合劑粘合組成，這種重物性質(zhì)穩(wěn)定，作為配重不會(huì)釋放多余物質(zhì)影響測(cè)定結(jié)果。
所述的懸掛繩優(yōu)選為尼龍繩或其他軟質(zhì)、堅(jiān)韌的細(xì)繩，其長(zhǎng)度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所懸掛捕集器底部不會(huì)接觸海底。所述的浮子繩索優(yōu)選為聚乙烯繩或其他堅(jiān)韌耐腐蝕的繩子。本發(fā)明的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置是這樣使用的將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置用船運(yùn)往目標(biāo)海域，到達(dá)位置后，測(cè)量海水的深度，根據(jù)海水的深度設(shè)定浮子繩索的長(zhǎng)度，使浮子繩索的長(zhǎng)度要略長(zhǎng)于高潮時(shí)水深，在浮子繩索離海底距離為高潮水深一半位置處系一級(jí)浮子，在浮子繩索頂端系二級(jí)浮子，兩級(jí)浮子中，其中一級(jí)浮子提供的浮力較大，可以牽動(dòng)下半部分繩索使其在水體中呈豎直狀以避免與框架纏繞，同時(shí)又不會(huì)拉動(dòng)捕集器使其位置發(fā)生移動(dòng)；二級(jí)浮子浮力較小，牽動(dòng)上半段繩索使其浮出水面為捕集器回收指示位置即可。然后在各捕集器中灌滿(mǎn)海水，然后用繩索慢慢地將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置沉到海底，避免攪動(dòng)底質(zhì)，適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置投放廣4天后回收，如果需要放置更長(zhǎng)時(shí)間，則必須在捕集器中加防腐劑，以減少沉積物自身降解造成的損失；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置輕輕地拉出水面，帶到岸上靜置I小時(shí)后，傾去捕集器的上覆水，將沉積物全量收集并過(guò)80目篩，用去離子水脫鹽后烘干并稱(chēng)重。沉積物通量計(jì)算公式為DR=D/(S.T)，其中DR為海底沉積速率，單位為g/(m2. d) ；D為實(shí)驗(yàn)期間單個(gè)捕集器所截留沉積物量，S為捕集器開(kāi)口面積，單位為m2 ；t為持續(xù)時(shí)間,單位為d。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果如下1、本發(fā)明通過(guò)框架將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置固定于淺海軟質(zhì)海底，整個(gè)捕集裝置重心位于底座(框架底座面)，底座能夠借助自身重力和固定腳的作用牢牢固定于底泥中，不會(huì)因海流沖擊造成位置移動(dòng)而影響研究結(jié)果。2、捕集器可以借助自身重力和懸掛繩拉力自行在海底保持垂直狀態(tài)，無(wú)需人為加以校正，且捕集器開(kāi)口離海底很近，因此，能夠準(zhǔn)確地反映研究海域海底沉積物垂直方向的通量。捕集器加設(shè)外罩防護(hù)網(wǎng)，內(nèi)部根據(jù)需要加防腐劑，可以有效地防止海底魚(yú)、蝦等大型生物進(jìn)入，防腐劑可減少沉積物降`解對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。3、浮子繩索上系二級(jí)浮子，這樣可以起到防止繩索纏繞和指示位置的作用，便于捕集設(shè)施的投放與回收。4、本發(fā)明的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固可靠，造價(jià)低廉，易于制作和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并且設(shè)備輕便，便于運(yùn)輸與投放，無(wú)需潛水員下水操作，在投放和回收過(guò)程中不會(huì)攪動(dòng)底質(zhì)影響測(cè)定效果。


圖1是高潮時(shí)本發(fā)明的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置投放于平緩軟質(zhì)海底的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2是低潮時(shí)本發(fā)明的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置投放于非平緩軟質(zhì)海底的結(jié)構(gòu)不意圖；附圖標(biāo)記說(shuō)明1_捕集器；2-重物；3_防護(hù)網(wǎng)；4_懸掛繩；5_懸掛臂；6-框架；7-固定腳；8_浮子繩索；9_ 一級(jí)浮子；10_ 二級(jí)浮子。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1 :如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置包括捕集器1，懸掛臂5、框架6和浮子繩索8，所述的捕集器I為下端封閉的管，封閉端設(shè)有重物2，開(kāi)口端的開(kāi)口處外罩防護(hù)網(wǎng)3，防護(hù)網(wǎng)3孔徑大小為O. 5 lcm，在框架6的上部設(shè)有若干個(gè)懸掛臂5，在捕集器I的開(kāi)口端系有懸掛繩4，懸掛繩4的另外一端系在懸掛臂5的自由端上，從而將捕集器I懸掛于懸掛臂5上，在框架6的頂端還系有浮子繩索8，浮子繩索8的另外一端系有二級(jí)浮子10，在浮子繩索8的中部還系有一級(jí)浮子9，在框架6的底座面上具有若干個(gè)固定腳7。具體為本實(shí)施例的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，包括捕集器1，懸掛臂5、框架6和浮子繩索8，所述的捕集器I為PVC圓管，其內(nèi)徑為3 5cm，高度為15 25cm，其高度與內(nèi)徑比不小于5，PVC圓管用堵頭封底，在底部填充鐵砂或碎鉛塊等高密度物質(zhì)摻加玻璃鋼膠等性質(zhì)穩(wěn)定的粘合劑粘合的高密度重物2，底部填充高密度重物作為配重可以使捕集器重心位于底部，在重物重力和懸掛繩拉力作用下捕集器在水中能夠一直保持垂直于海底的狀態(tài)，PVC圓管上端的 開(kāi)口處外罩防護(hù)網(wǎng)3以阻止魚(yú)類(lèi)等大型生物進(jìn)入，防護(hù)網(wǎng)材料為聚乙烯網(wǎng)衣，網(wǎng)孔大小為O. 5^1cm,用橡皮筋扎在捕集器開(kāi)口處，在離PVC圓管頂端Icm左右位置，沿直徑對(duì)稱(chēng)打兩孔，在孔中系有懸掛繩4。所述的框架6為不銹鋼鋼筋或者涂防腐層的普通鋼筋制作，其主體結(jié)構(gòu)由6條等長(zhǎng)鋼筋焊為金字塔形(正三角錐形)，其中底座為等邊三角形，由直徑疒3cm粗的鋼筋焊接而成(所用材料較重，以使重心位于裝置底部)，底座各頂點(diǎn)位置垂直底座面焊接:T5cm長(zhǎng)的鋼筋作為固定腳7，固定腳7能扎于海底軟泥中使底座固定位置；金字塔形三棱用直徑O. 5cm鋼筋制作(以減輕水流阻力)，金字塔頂端焊接一個(gè)螺帽用于系浮子繩索8，在金字塔形三棱頂端處焊接3根直徑O. 5^1cm粗的鋼筋作為懸掛臂5用于懸掛捕集器I，懸掛臂5平行于底座平面，其投影方向與底座任意一邊中垂線方向一致，相鄰兩懸掛臂之間夾角為120°，懸掛臂5頂端焊接一螺帽用于系捕集器I的懸掛繩4 ;框架6規(guī)格按照捕集器I的大小制作，使懸掛的捕集器I在水體中擺動(dòng)時(shí)能夠避免接觸海底；每個(gè)框架6可以懸掛f 3個(gè)捕集器1，為避免相互干擾，懸掛多個(gè)捕集器I時(shí)，各捕集器I之間距離保持在O. 5m以上。捕集器I的懸掛繩4為尼龍繩或其他軟質(zhì)、堅(jiān)韌的細(xì)繩，其長(zhǎng)度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所懸掛的捕集器I底端不會(huì)接觸海底。在金字塔頂端的螺帽處系有浮子繩索8，浮子繩索8為聚乙烯繩或其他堅(jiān)韌耐腐蝕的繩子，繩索總長(zhǎng)要略長(zhǎng)于高潮時(shí)水深(可根據(jù)實(shí)際海況進(jìn)行調(diào)節(jié))，在繩索離海底距離為高潮水深一半位置處系一浮子，為一級(jí)浮子9 ;在繩索頂端系一浮子，為二級(jí)浮子10。兩級(jí)浮子中，其中一級(jí)浮子提供的浮力較大，可以牽動(dòng)下半段浮子繩索使其在水體中呈豎直狀以避免纏繞，而同時(shí)又不會(huì)拉動(dòng)框架6使其位置發(fā)生移動(dòng)；二級(jí)浮子浮力較小，牽動(dòng)上半段繩索使其浮出水面為捕集器I回收指示位置即可。浮子可以為普通浮子或者礦泉水瓶。將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置用船運(yùn)往目標(biāo)海域，到達(dá)位置后，測(cè)量海水的深度，根據(jù)海水的深度設(shè)定浮子繩索的長(zhǎng)度，使浮子繩索的長(zhǎng)度要略長(zhǎng)于高潮時(shí)水深，在浮子繩索離海底距離為高潮水深一半位置處系一級(jí)浮子，在浮子繩索頂端系二級(jí)浮子，兩級(jí)浮子中，其中一級(jí)浮子提供的浮力較大，可以牽動(dòng)下半部分繩索使其在水體中呈豎直狀以避免與框架纏繞，同時(shí)又不會(huì)拉動(dòng)捕集器使其位置發(fā)生移動(dòng)；二級(jí)浮子浮力較小，牽動(dòng)上半段繩索使其浮出水面為捕集器回收指示位置即可。然后在各捕集器中灌滿(mǎn)海水，然后用繩索慢慢的將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置沉到海底，避免攪動(dòng)底質(zhì)，適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置投放f 4天后回收，如果需要放置更長(zhǎng)時(shí)間，則必須在捕集器中加防腐劑，以減少沉積物自身降解造成的損失；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置輕輕地拉出水面，帶到岸上靜置I小時(shí)后，傾去捕集器的上覆水，將沉積物全量收集并過(guò)80目篩，用去離子水脫鹽后烘干并稱(chēng)重。沉積物通量計(jì)算公式為DR=D/(S. T)，其中DR為海底沉積速率，單位為g/(m2. d) ；D為實(shí)驗(yàn)期間單個(gè)捕集器所截留沉積物量，S為捕集器開(kāi)口面積，單位為m2 ；t為持續(xù)時(shí)間，單位為d。應(yīng)用實(shí)施例1 :網(wǎng)箱區(qū)海底沉積物通量研究2011年12月初至2012年7月，利用上述適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，按照上述使用方法在深圳大亞灣大鵬澳魚(yú)類(lèi)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行了海底沉積物通量的研究。該網(wǎng)箱區(qū)所養(yǎng)殖的魚(yú)類(lèi)主要為軍曹魚(yú)、金鯧、美國(guó)紅魚(yú)以及各類(lèi)石斑魚(yú)等，餌料為冰鮮小雜魚(yú)為主，配合餌料為輔，海區(qū)水深平均約為5m，高潮時(shí)水深約為6m，底質(zhì)為軟質(zhì)結(jié)構(gòu)，淤泥層超過(guò)lm，普通捕集器直接投放容易歪倒，如果潛水員下水操作則容易攪渾海水，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成很大影響。本研究所用的捕集器IPVC圓管內(nèi)徑為4. 5cm，高度為25cm，在每個(gè)捕集器PVC圓管底部加O. 5kg碎鉛塊并用玻璃鋼膠澆注定型作為重物2，框架6的底座各邊長(zhǎng)均為60cm，由2cm粗鋼筋制作；底座的固定腳7長(zhǎng)度為4cm ;框架三棱均為60cm長(zhǎng)，由O. 5cm粗的鋼筋制作；懸掛臂5由O. 5cm鋼筋制作，長(zhǎng)度為40cm ;由于海區(qū)高潮時(shí)水深為6m，因此一級(jí)浮子9系在離底3m的繩索處，繩索總長(zhǎng)6. 5m。適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置投放后經(jīng)觀察捕集器在水體中一直呈豎直狀態(tài)，受海流影響非常小，可以直接捕集垂直方向海底沉降的沉積物，沉積物捕集設(shè)施投放:T4d后回收，收集沉積物、脫鹽并烘干稱(chēng)重，計(jì)算通量，測(cè)定沉積物有機(jī)質(zhì)含量。相關(guān)研究結(jié)果如表I所示。其中12年6月份海底沉積物通量劇增，其原因是受臺(tái)風(fēng)的影響，海底沉積物通量顯著增加。表1:各時(shí)期網(wǎng)箱區(qū)海底沉積物通量及其有機(jī)質(zhì)含量
權(quán)利要求
1.一種適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，包括捕集器，懸掛臂、框架和浮子繩索，所述的捕集器為下端封閉的管，封閉端設(shè)有重物，開(kāi)口端的開(kāi)口處外罩防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)孔徑大小為O. 5 lcm，在框架的上部設(shè)有若干個(gè)懸掛臂，在捕集器的開(kāi)口端系有懸掛繩，懸掛繩的另外一端系在懸掛臂的自由端上，從而將捕集器懸掛于懸掛臂上，在框架的頂端還系有浮子繩索，浮子繩索的另外一端系有二級(jí)浮子，在浮子繩索的中部還系有一級(jí)浮子，在框架的底座面上具有若干個(gè)固定腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，所述的框架呈正三角錐形狀，在正三角錐形框架的正三角形底座各頂點(diǎn)垂直底座面各設(shè)有一個(gè)固定腳，所有懸掛臂的一端都固定于正三角錐形框架的最頂端，所述的浮子繩索也系于此處，懸掛臂的自由端通過(guò)懸掛繩懸掛捕集器，懸掛臂平行于正三角錐形框架的底座面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，每個(gè)框架上具有3個(gè)懸掛臂，能懸掛f 3個(gè)捕集器，當(dāng)為多個(gè)捕集器時(shí)，各捕集器之間距離保持在O. 5m以上，所懸掛的捕集器能夠在水體中自由擺動(dòng)，并免于與海底接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，所述的捕集器由PVC圓管制成，其內(nèi)徑為3 5cm，高度為15 25cm，其高度與內(nèi)徑比不小于5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，所述的捕集器封閉端的重物為鐵砂或碎鉛塊摻加玻璃鋼膠粘合組成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，所述的懸掛繩為尼龍繩或其他軟質(zhì)、堅(jiān)韌的細(xì)繩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置，其特征在于，所述的浮子繩索為聚乙烯繩或其他堅(jiān)韌耐腐蝕的繩子。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適合于淺海軟質(zhì)海底的沉積物捕集裝置。它包括捕集器，懸掛臂、框架和浮子繩索，所述的捕集器為下端封閉的管，封閉端設(shè)有重物，開(kāi)口端的開(kāi)口處外罩防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)孔徑大小為0.5～1cm，在框架的上部設(shè)有若干個(gè)懸掛臂，在捕集器的開(kāi)口端系有懸掛繩，懸掛繩的另外一端系在懸掛臂的自由端上，從而將捕集器懸掛于懸掛臂上，在框架的頂端還系有浮子繩索，浮子繩索的另外一端系有二級(jí)浮子，在浮子繩索的中部還系有一級(jí)浮子，在框架的底座面上具有若干個(gè)固定腳。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固可靠，造價(jià)低廉，易于制作和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并且設(shè)備輕便，便于運(yùn)輸與投放，無(wú)需潛水員下水操作，在投放和回收過(guò)程中不會(huì)攪動(dòng)底質(zhì)影響測(cè)定效果。
文檔編號(hào)A01K80/00GK103039411SQ201310003100
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者于宗赫, 夏建軍, 陳言峰, 羅鵬, 胡超群 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所