专利名称：一种拉格朗日法水环境参数测量方法
技术领域：
本发明一种拉格朗日法水环境参数测量方法属于环境工程领域，尤其是一种在自然水体中进行流动采样的方法。
背景技术：
在自然水体中进行水体采样，然后通过化学或者物理方法进行对水体进行分析是一种常用的水环境工程手段。一般这种采样由采样人员乘船进行，到各个预先设置的采样点利用采样器取水后分析。这样的采样方法存在以下缺陷1、需要船只参与，费用较高；2、不能对湖流或洋流进行随水流采样，如果需要进行随水流采样，需首先对湖流或洋流测得其中的水流方向，然后设置采样路线。3、采样后的水体脱离了原水体的环境，由于外界温度和光照等条件发生变化，在水体中的生化反应也发生变化，在描述由于掺混或对流等动力学因素造成的水体改变量时
存在一定困难。

发明内容
本发明的目的在于提出一种随水体进行水环境特征量的采样方法，即拉格朗日水环境参数测量方法可以弥补以上缺陷，描述无掺混和对流等动力因素造成的水质改变。具体而言，本发明的一种拉格朗日法水环境参数测量方法将所随水流一起运动的采样器设定放置在水体中，在其随水体运动过程中采集多个不同位置水样，并将采集的样品置于采样器中，随水流一起运动，直至采样完成后取出检验，通过多个不同样品分析与比较，获得掺混对流对水体水质变化以及自净能力的影响。具体而言，本发明的方法为将拉格朗日法定时采样器(以下简称采样器)放置在湖泊或海洋和近海水下预设深度，并将其释放，使其随该深度水流运动，在释放的同时，采集同一时刻该深度水样样品；设置采样器的GPS设备，使其每隔一定时间向位于岸边的接收装置发送采样器的位置信息。设置采样器的采样关门时钟，使其在指定的时间进行关门操作。测量完成后收集采样器并对采样器中的样品进行分析。将采样器的多个GPS位置数据标定在地图上，得出漂流路径，通过采样器在不同位置采集样品的分析，确定随体过程的生化过程。一种拉格朗日法定时采样器，包括板翼、水深调整伸缩装置、取样器组。所述的板翼为十字交叉板翼，内设配重厢、蓄电池、单板机、电磁体、GPS位置处理器、电台、电机；所述的水深调整伸缩装置为水深调整杆，顶部设置GPS设备和跟踪二级管、底部与板翼中心相连；水深调整杆为多节螺纹旋接的中空的细钢管，可在中部断开后旋接更多
4的钢管；所述的水深调整伸缩装置为长度不等的绝缘导线，顶部设置小浮体用以漂浮GPS 和跟踪二级管，导线底部连接在板翼内的单板机和蓄电池上。所述取样器为透明的，固定在板翼上，其上下设有盖板，盖板由弹簧拉合，所述的盖板边缘与取样器相接的部分设置密封垫，反面为镶嵌磁条。使用时先将各个取样器盖板打开，使其盖板背面的磁条与电磁体相吸，弹簧拉伸， 取样器处于张开状态；所述的单板机根据预先设置向电磁体发出信号关闭电磁体电源；电磁体电源关闭磁力消失，取样器的盖板在弹簧的弹力作用下闭合，进行取样。所述的盖板反面连接拉环，拉环被活销卡在板翼上，活销与电机相连；所述的单板机根据预先设置向电机发出信号，电机启动打开活销，取样器的盖板在弹簧的弹力作用下闭合，进行取样。 所述取样器为不透明的。所述的单板机根据预先设置读取GPS位置通过电台发送给岸台；所述的跟踪二级管为高亮发光二级管。本发明的优点在于1、提供了一种拉格朗日法水环境参数测量方法，此方法成本低廉可以测得由于非扩散对流引起的水质变化；2、本发明的拉格朗日法定时采样器可以分时将水体密封在透明采样器中，在不影响其外界环境的情况下进行采样；3、本发明将所获得的水质数据与地理信息相联系，可以分析其沿程变化规律。


图1--种拉格朗日法定时采样器的俯视示意图2--种拉格朗日法定时采样器的正视示意图3--种拉格朗日法定时采样器的立体示意图4--种拉格朗日法定时采样器的取样器示意图5--种拉格朗日法定时采样器的取样器的盖板示意图6--种拉格朗日法水环境参数测量方法获得的Im深度漂移采样路径示意图
图7--种拉格朗日法定时采样器水深调整伸缩装置为绝缘导线示意图8--种拉格朗日法定时采样器的取样器的盖板拉环方案局部放大示意图。
具体实施例方式实施例一具体而言，本发明的方法为确定湖流的采样点深度为lm，将拉格朗日法定时采样器水深调整杆5设置为Im长，并将其置于湖流中；设置拉格朗日法定时采样器的GPS设备51设置为每1分钟发送一个地理位置。设置拉格朗日法定时采样器的采样关门时钟为每隔5分钟，共固定4个取样器连接在漂翼上，20分钟后全部关闭。
测量完成后收集拉格朗日法定时采样器并对取样器中的样品进行多参数水质测定。通过将多个取样器中的数据连续标在GPS漂移路径上，得出漂流路径的水体多参数变化过程，如图6所示。测量结果见表1.表1水深Im处无对流影响水环境参数测定值
权利要求
1.一种拉格朗日法水环境参数测量方法，将拉格朗日法定时采样器放置在一定深度水体中，其特征在于所述采样器随水流一起运动，在随水体运动过程中采集多个不同位置水样，并将采集的样品置于采样器中，随水流一起运动，直至采样完成后取出检验，通过多个不同样品分析与比较，获得掺混对流对水体水质变化以及自净能力的影响；包括以下步骤将拉格朗日法定时采样器放置在湖泊或海洋和近海水下预设深度，并将其释放，使其随该深度水流运动，在释放的同时，采集同一时刻该深度水样样品；设置拉格朗日法定时采样器的GPS设备，使其每隔一定时间向位于岸边的接收装置发送采样器的位置信息；设置拉格朗日法定时采样器的采样关门时钟，使其在指定的时间进行关门操作；测量完成后收集拉格朗日法定时采样器并对采样器中的样品进行分析；将拉格朗日法定时采样器的多个GPS位置数据标定在地图上，得出漂流路径，通过采样器在不同位置采集样品的分析，确定随体过程的生化过程。
2.—种拉格朗日法定时采样器，其特征在于包括板翼、水深调整伸缩装置、取样器组。
3.根据权利要求2所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述的板翼为十字交叉板翼，内设配重厢、蓄电池、单板机、电磁体、GPS位置处理器、电台、电机。
4.根据权利要求2所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述的水深调整伸缩装置为水深调整杆，顶部设置GPS设备和跟踪二级管、底部与板翼中心相连；水深调整杆为多节螺纹旋接的中空的细钢管，可在中部断开后旋接更多的钢管。
5.根据权利要求2所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述的水深调整伸缩装置为长度不等的绝缘导线，顶部设置小浮体用以漂浮GPS和跟踪二级管，导线底部连接在板翼内的单板机和蓄电池上。
6.根据权利要求2所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述取样器为透明的，固定在板翼上，其上下设有盖板，盖板由弹簧拉合，所述的盖板边缘与取样器相接的部分设置密封垫，反面为镶嵌磁条；使用时先将各个取样器盖板打开，使其盖板背面的磁条与电磁体相吸，弹簧拉伸，取样器处于张开状态；所述的单板机根据预先设置向电磁体发出信号关闭电磁体电源；电磁体电源关闭磁力消失，取样器的盖板在弹簧的弹力作用下闭合，进行取样。
7.根据权利要求2所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述的盖板反面连接拉环，拉环被活销卡在板翼上，活销与电机相连；所述的单板机根据预先设置向电机发出信号，电机启动打开活销，取样器的盖板在弹簧的弹力作用下闭合，进行取样。
8.根据权利要求2所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述取样器为不透明的。
9.根据权利要求3所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述的单板机根据预先设置读取GPS位置通过电台发送给岸台。
10.根据权利要求5所述的一种拉格朗日法定时采样器，其特征在于所述的跟踪二级管为高亮发光二级管。
全文摘要
一种拉格朗日法水环境参数测量方法，将所采集样品置于透明采样器中，并随水流一起运动，直至采样完成后取出检验，分析由于掺混对流对水体的影响；属于环境工程领域。本发明提供了一种漂流式水环境参数测量方法，此方法成本低廉可以测得由于非扩散对流引起的水质变化；一种拉格朗日法定时采样器可以分时将水体密封在透明采样器中，在不影响其外界环境的情况下进行采样；所获得的水质数据与地理信息相联系，可以分析其沿程变化规律。
文档编号G01N1/20GK102435468SQ201110389500
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者胡维平, 邓建才, 韩涛 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所