Pit lakes present significant safety risks for boat-based water sampling crews. The Matrice-HydraSleeve method improves the safety of water sampling in pit lakes by eliminating the need for a boat-based sampling crew. The method connects an off-the-shelf unmanned aircraft system, or drone (DJI, Matrice 600) to an off-the-shelf water sampling device (GeoInsight, HydraSleeve). It is capable of collecting 1.75 L water samples from up to 122 m deep and is simpler than previous drone water sampling methods. To validate the method, water samples were collected from similar depths in Dillon Reservoir, Colorado, USA using the Matrice-HydraSleeve method and traditional boat sampling methods using a Van Dorn water sample bottle. Concentrations of Ca, Na, K, HCO 3 , SO 4 , Cl, and Zn showed less than 20% relative percent difference, and concentrations of Cd were within ± the detection limit, meaning variability between samples met the data quality objective for duplicate samples. The method was also used on two occasions to collect eight water samples from the 101 m deep pit lake at the Thompson Creek mine in Idaho, USA including a sample from 92 m deep. Calcium and sodium concentration profiles were nearly identical, indicating little change in water chemistry and providing confidence in the method. In situ profiles of temperature and electrical conductivity collected with a conductivity-temperature-depth probe (YSI, CastAway) suspended below the drone indicated the lake was meromictic during both sampling events. To date, the Matrice-HydraSleeve method has been used at 10 pit lakes in the USA to collect 81 samples. Use of this method at other pit lakes has the potential to improve safety while lowering sampling costs and increasing data acquisition, leading to better pit lake management. Tagebauseen sind ein Sicherheitsrisiko für Probenehmer, die Boote benutzen. Die Matrice-HydraSleeve-Methode verbessert die Sicherheit, weil die Notwendigkeit zum Einsatz einer Bootscrew vermieden wird. Die Methode kombiniert eine Standard-Drohne (DJI, Matrice 600) mit einem Standard-Wasserschöpfer (GeoInsight, HydraSleeve). Das System ist in der Lage, Wasserproben (1,75 L) aus bis zu 122 m Tiefe zu entnehmen und einfacher als frühere Methoden zur Entnahme von Wasserproben mit Drohnen. Um das System zu testen, wurden in der Dillon Talsperre (Colorado, USA) aus vergleichbarer Tiefe Wasserproben mit der Matrice-HydraSleeve-Methode und mit einem Van-Dorn-Wasserschöpfer vom Boot aus entnommen. Die Konzentrationen von Kalzium, Natrium, Hydrogenkarbonat, Sulfat, Chlorid und Zink zeigten weniger als 20% Differenz und Cadmium lag nahe der Nachweisgrenze. D.h., die Abweichungen zwischen den Proben lagen im Bereich der Qualitätsanforderungen für Doppelbeprobungen. Die Methode wurde außerdem an zwei Terminen benutzt, um 8 Wasserproben aus dem 101 m tiefen Tagebausee des Thompson Creek Bergwerks in Idaho, USA, zu entnehmen, einschließlich Proben aus 92 m Tiefe. Die Profile für Kalzium und Natrium waren nahezu identisch, was auf geringe Unterschiede im Wasserchemismus hinwies und das Vertrauen in die Methode stärkte. Profile von Temperatur und elektrischer Leitfähigkeit, die mit einer an der Drohne montierten Temperatur-Leitfähigkeit-Tiefen- Sonde (CTD-Sonde) (YSI, CastAway) gemessen wurden, zeigten, dass der See zu beiden Probenahmeterminen meromiktisch war. Bis heute wurde die Matrice-HydraSleeve-Methode an 10 Tagebauseen in den USA für die Entnahme von 81 Wasserproben benutzt. Die Benutzung dieser Methode an weiteren Tagebauseen hat das Potenzial, die Sicherheit bei gleichzeitiger Senkung der Kosten zu verbessern und so zu vermehrter Beprobung und verbessertem Management zu führen. Los lagos de hoyo de mina presentan riesgos de seguridad significativos para los equipos de muestreo de agua basados ​​en botes. El método Matrice-HydraSleeve mejora la seguridad del muestreo de agua en los lagos de pozo al eliminar la necesidad de una tripulación de muestreo en barco. El método conecta un sistema de avión no tripulado o dron (DJI, Matrice 600) con un dispositivo de muestreo de agua (GeoInsight, HydraSleeve). Es capaz de recolectar muestras de agua de 1,75 L de hasta 122 m de profundidad y es más simple que los métodos anteriores de muestreo de agua con drones. Para validar el método, se recolectaron muestras de agua de profundidades similares en el Dillon Reservoir, Colorado, EE. UU., Utilizando el método Matrice-HydraSleeve y los métodos tradicionales de muestreo en bote con una botella de toma de muestra de agua Van Dorn. Las concentraciones de Ca, Na, K, HCO3, SO4, Cl y Zn mostraron una diferencia porcentual relativa inferior al 20% y las concentraciones de Cd estuvieron dentro de +/- el límite de detección, lo que significa que la variabilidad entre las muestras cumplió el objetivo de calidad de datos para muestras duplicadas. El método también se usó en dos ocasiones para recolectar ocho muestras de agua del lago de pozo de 101 m de profundidad en la mina Thompson Creek en Idaho, EE.UU., incluyendo una muestra de 92 m de profundidad. Los perfiles de concentración de Ca y Na fueron casi idénticos, indicando pocos cambios en la química del agua y proporcionando confianza en el método. Los perfiles in situ de temperatura y conductividad eléctrica recolectados con una sonda de conductividad-temperatura-profundidad (YSI, CastAway) suspendida debajo del dron, indicaron que el lago era meromíctico durante ambos eventos de muestreo. Hasta la fecha, el método Matrice-HydraSleeve se ha utilizado en 10 lagos de pozo en los Estados Unidos para recolectar 81 muestras. El uso de este método en otros lagos de pozo tiene el potencial de mejorar la seguridad al tiempo que reduce los costos de muestreo y aumenta la adquisición de datos, lo que lleva a una mejor gestión del lago de hoyo de mina. 矿坑湖对于船载取水样人员来说是一种较大安全威胁。Matrice-HydraSleeve取样法因无需投入船载取样人员而提高了矿坑湖取样安全性。该方法将一个现有无人机系统(DJI, Matrice 600)和一个现有水样采集设备(GeoInsight, HydraSleeve)连接,能实现从122m深处采集1.75 L水样,比以前的无人机采样方法更加简便。为了验证该方法,利用Matrice-HydraSleeve法和传统船载Van Dorn水样瓶从美国科罗拉多州Dillon水库都取相近深度水样。Ca、Na、K、HCO 3 - 、SO 4 2- 、Cl和Zn浓度的相对差小于20%,Cd浓度都在检出限以内,说明样本间差异达到了重复样本的数据质量目标。该方法还两次用于美国爱达荷州Thompson Creek矿坑湖采集8个101m深水样和1个92m深水样。钙和钠浓度分布几乎相同,表明水化学性质变化较小,提升了方法的可信度。悬挂于无人机下的电导率-温度-深度探测器(YSI, CastAway)现场采集的温度和电导率特征表明,矿坑湖在两次采样期都呈半对流状态。目前,Matrice-HydraSleeve方法已经在美国10个矿坑湖采集81个水样。该方法在其它矿坑湖的应用提高了采样安全性,降低了采样成本,增加了数据可获取性,有助于提高矿坑湖管理水平。

中文翻译：

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一种使用空中无人机和采样设备进行坑湖水采样的验证方法

坑湖给船上的水采样人员带来了重大的安全风险。Matrice-HydraSleeve 方法通过消除对船上采样人员的需求，提高了坑湖中水采样的安全性。该方法将现成的无人驾驶飞机系统或无人机（DJI，Matrice 600）连接到现成的水采样设备（GeoInsight，HydraSleeve）。它能够从最深 122 m 处采集 1.75 L 水样，并且比以前的无人机水样采样方法更简单。为了验证该方法，使用 Matrice-HydraSleeve 方法和使用 Van Dorn 水样瓶的传统船采样方法从美国科罗拉多州狄龙水库的相似深度收集水样。Ca、Na、K、HCO 3 、SO 4 、Cl 和 Zn 的浓度显示出小于 20% 的相对百分比差异，并且 Cd 的浓度在 ± 检测限内，这意味着样品之间的变异性符合重复样品的数据质量目标。该方法还两次用于从美国爱达荷州 Thompson Creek 矿的 101 m 深坑湖中采集 8 个水样，其中一个样品来自 92 m 深。钙和钠浓度曲线几乎相同，表明水化学变化很小，并为该方法提供了信心。用悬挂在无人机下方的电导温度深度探头（YSI，CastAway）收集的温度和电导率的原位分布表明，在两次采样事件中，湖泊都是等离子的。迄今为止，Matrice-HydraSleeve 方法已在美国 10 个坑湖中使用，收集了 81 个样品。在其他坑湖中使用这种方法有可能提高安全性，同时降低采样成本和增加数据采集，从而更好地管理坑湖。Tagebauseen sind ein Sicherheitsrisiko für Probenehmer, die Boote benutzen。Die Matrice-HydraSleeve-Methode verbessert die Sicherheit, weil die Notwendigkeit zum Einsatz einer Bootscrew vermieden wird。Die Methode kombiniert eine Standard-Drohne (DJI, Matrice 600) mit einem Standard-Wasserschöpfer (GeoInsight, HydraSleeve)。Das System ist in der Lage, Wasserproben (1,75 L) aus bis zu 122 m Tiefe zu entnehmen und einfacher als frühere Methoden zur Entnahme von Wasserproben mit Drohnen。Um das System zu testen, wurden in der Dillon Talsperre（科罗拉多州，美国) aus vergleichbarer Tiefe Wasserproben mit der Matrice-HydraSleeve-Methode und mit einem Van-Dorn-Wasserschöpfer vom Boot aus entnommen。Die Konzentrationen von Kalzium、Natrium、Hydrogenkarbonat、Sulfat、Chlorid 和 Zink zeigten weniger als 20% Differenz 和 Cadmium lag nahe der Nachweisgrenze。Dh, die Abweichungen zwischen den Proben lagen im Bereich der Qualitätsanforderungen für Doppelbeprobungen。Die Methode wurde außerdem an zwei Terminen benutzt, um 8 Wasserproben aus dem 101 m tiefen Tagebausee des Thompson Creek Bergwerks in Idaho, USA, zu entnehmen, einschließlich Proben aus 92 m Tiefe。Die Profile für Kalzium und Natrium waren nahezu identisch，是 auf geringe Unterschiede im Wasserchemismus hinwies und das Vertrauen in die Methode stärkte。Profile von Temperatur und elektrischer Leitfähigkeit, die mit einer an der Drohne montierten Temperatur-Leitfähigkeit-Tiefen-Sonde (CTD-Sonde) (YSI, CastAway) gemessen wurden, zeigten, dass der See zu beiden Probenahmeterminen meromiktisch war。Bis heute wurde die Matrice-HydraSleeve-Methode an 10 Tagebauseen in den USA für die Entnahme von 81 Wasserproben benutzt。Die Benutzung dieser Methode an weiteren Tagebauseen hat das Potenzial, die Sicherheit bei gleichzeitiger Senkung der Kosten zu verbesern und so zu vermehrter Beprobung und verbessertem Management zu führen。Los Lagos de hoyo de mina Presentan riesgos de seguridad significativos para losequipos de muestreo de agua basados en botes。El método Matrice-HydraSleeve mejora la seguridad del muestreo de agua en los lagos de pozo al eliminar la necesidad de una tripulación de muestreo en barco。El método conecta un sistema de avión no tripulado o dron (DJI, Matrice 600) con un dispositivo de muestreo de agua (GeoInsight, HydraSleeve)。Es capaz de recolectar muestras de agua de 1,75 L de hasta 122 m de profundidad y es más simple que los métodos priores de muestreo de agua condrones。Para validar el método, se recolectaron muestras de agua de profundidades similares en el Dillon Reservoir, Colorado, EE。UU., Utilizando el método Matrice-HydraSleeve y los métodos tradicionales de muestreo en bote con una botella de toma de muestra de agua Van Dorn。Las concentraciones de Ca, Na, K, HCO3, SO4, Cl y Zn mostraron una diferencia porcentual relativa lower al 20% y las concentraciones de Cd estuvieron dentro de +/- el límite de detección, lo que significa que la variabilidad entre las muestras cumplió el objetivo de calidad de datos para muestras duplicadas。El método también se usó en dos ocasiones para recolectar ocho muestras de agua del lago de pozo de 101 m de profundidad en la mina Thompson Creek en Idaho, EE.UU., incluyendo una muestra de 92 m de profundidad。Los perfiles de concentración de Ca y Na fueron casi idénticos, indicando pocos cambios en la química del agua y proporcionando confianza en el método。Los perfiles in situ de temperatura y Conductividad eléctrica recolectados con una sonda de Conductividad-temperatura-profundidad (YSI, CastAway) suspendida debajo del dron, indicaron que el lagoera meromíctico durante ambos eventos de muestreo 哈斯塔拉费查，el método Matrice-HydraSleeve se ha utilizado en 10 lagos de pozo en los Estados Unidos para recolectar 81 muestras。El uso de este método en otros lagos de pozo tiene elpotencial de mejorar la seguridad al tiempo que reduce los costos de muestreo y aumenta la adquisición de datos, lo que lleva a una mejor gestión de mina de。矿坑湖可能是一种可能的安全威胁取水样人员。 (DJI, Matrice 600)和一个现有水样采集设备(GeoInsight, HydraSleeve),能实现从122m采集方法1.75 L水样,比以前的采样方法添加连接。 Matrice-HydraSleeve法和传统船载Van Dorn Dorn水样瓶从美国科罗拉多州狄龙水库都取相近水样。Ca、Na、K、HCO 3 - 、SO 4 2- 、Cl和Zn浓度的相对差小于20 %,Cd浓度都在检出限以内，说明样本间差异达到了重复样本的数据目标。该目标还方法是用于美国爱达荷汤普森溪矿坑湖采集8个101m深水样和1个92m深水样。钙和钠浓度分布几乎一致，证据水化学变化详细，提升了方法的可信度。温度和电导率特征捕捉，矿坑湖在花瓣样本期都呈半对流状态。