悬移质泥沙测验程序文件0209.docx
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悬移质泥沙测验程序文件0209
3悬移质泥沙测验
3.1悬移质单样含沙量流程
单沙测验方法宜使一类泥沙精度测验站单断沙关系线的比例系数在0.95-1.05之间,二、三类站在0.93-1.07之间。
3.1.1测验频次
一年内的测次,应主要布置在洪水期,平、枯水期分布少量测次,在含沙量变化转折处应分布测次。
测次的布置以能掌握沙峰变化过程、控制含沙量变化过程为原则。
3.1.2准备工作
测深杆、采样器、水样瓶、记录本、2H铅笔、水温计、秒表。
(1)采样器
瞬时式采样器
横式采样器,1)在水深和流速较小时,宜采用测杆悬挂仪器,在水深较大时,应采用铅鱼悬挂仪器;2)采用锤击式(或拉绳式)开关取样时,必须在仪器关闭后再提升仪器;3)倒水样前,应稍停片刻,防止仪器外部带水混入水样。
积时式采样器
瓶式采样器,1)当垂线平均流速小于或等于1.0m/s时,应选用管径为6mm的进水管嘴;2)当垂线平均流速大于1.0m/s时,应选用管径为4mm的进水管嘴;3)仪器排气管嘴的管径,均应小于进水管嘴的管径。
皮囊式采样器,采样器悬挂位置应水平,否则将造成较大误差。
如头部向下,进水管尾部就向上倾斜,水样进口流速会明显偏小;反之则流速明显增大。
(2)水样瓶
按本站沙重确定水样容积,确保采样瓶和水样瓶、水样桶、量杯、漏斗等的清洁。
(3)安全施测
在取样时戴好防护装备,2个人以上施测;
(4)检查仪器设备是否正常使用
检查;各种采样器使用前应进行检查。
在测验过程中,发现问题应及时查明原因并进行处理、测深杆刻度是否清晰、水样瓶是否清洁、温度计是否有损坏等。
3.1.3观测水位
观测基本水尺水位,方法与要求同水位观测。
3.1.4确定单沙取样位置
(1)单样含沙量测验的垂线布设应经试验确定。
测沙垂线尽可能与测速垂线重合;
(2)断面比较稳定和主流摆动不大的站,可在主流处选取一条垂线,作为固定取样垂线位置;当复式河槽或不同水位级含沙量横向分布有较大变化时,应按不同水位级分别确定代表线的取样位置;
(3)河面较宽,含沙量横向分布不规律的站,在中泓选取2~3条垂线取样;
(4)断面不稳定主流摆动的二类泥沙精度站,应根据测站条件,采用等流量多垂线、主流多垂线取样;
(5)在洪水期,受漂浮物影响及设备条件限制,不能在选定位置取样时,应尽量远离岸边,在水流明显处取样;
(6)单独设置基本水尺的分流,应作为独立断面选取单位水样的取样位置;
(7)断面上游附近有较大支流汇入时,应增加垂线数目或增加垂线上的测点数;
(8)当含沙量横向分布和单断沙关系发生明显变化时,应调整垂线。
9)本站取样垂线位置(各站填写)…………
3.1.5施测起点距
施测采样垂线起点距,方法和要求同流量测验。
3.1.6施测水深
施测或推算采样垂线水深。
3.1.7确定采样方法
取样方法有垂线混合、积深法、选点法。
(1)垂线混合法
在测沙垂线的有关测点上,按规定的要求分别取样,混合成一个水样,处理后的含沙量即为垂线平均含沙量。
按照取样仪器的不同,有两种取样混合方法:
1)按取样历时比例取样混合;2)按容积比例取样混合。
垂线混合法测点位置与适用水深详见表1。
表1垂线混合法测点位置与适用水深表
河流情况
方法名称
测点位置
适用水深或有效水深(米)
用悬杆悬吊
用悬索悬吊
畅流期
2:
1:
1混合法
0.2、0.6、0.8水深
>0.75
>1.50
1:
1混合法
0.2、0.8水深
>0.75
>1.50
(2)积深法
用积时式悬移质采样器在测沙垂线上匀速提放,以连续采集整个垂线上的水样,经处理求得含沙量和悬移质含沙量的方法,当不宜用选点法,且水深大于1m时,可采用此法。
(3)选点法
以往叫积点法,在测验垂线上选择一点或几点逐点采集水样,按流量加权的原理计算垂线平均含沙量的方法。
如选择在相对水深0.2、0.6、0.8测点分别采样,选点法测点位置与适用水深详见表2。
表2选点法测点位置与适用水深表
河流情况
方法名称
测点位置
适用水深或有效水深(米)
用悬杆悬吊
用悬索悬吊
畅流期
五点法
水面、0.2、0.6、0.8水深及河底
>1.50
>3.00
三点法
0.2、0.6、0.8水深
>0.75
>1.50
二点法
0.2、0.8水深
>0.75
>1.50
一点法
0.5或0.6水深
<0.75
<1.50
3.1.8采集水样
采样注意事项:
1)采样时,应保证仪器能准确地放至采样位置;
2)采样器的进水口不得露出水面或进入河床;
3)横采样器采样后装水样瓶时,倒入水样前,应稍停片刻,防止仪器外部带水混入水样,水样容积与采样器标称容积相差不得超过10%。
积时式采样器取得水样容积与标称容积之比应小于0.9。
4)现场量取水样容积、记录水样瓶号、水样容积、取样时间、测次、采样方法、水位、水深、水温(单样需作颗粒分析时);
5)水样瓶的容积,应使水样中含有足够的沙重,以保证水样处理有足够的精度。
3.1.9水样处理
1、过滤法
(1)要求:
1)含沙量小于0.05g/m3时,水样可不需沉淀直接过滤;
2)水样过滤前应对滤纸进行可溶性试验、漏沙试验;
3)10天内完成水样处理;
4)烘干的空滤纸和烘干的沙包应在同等温渡下从烘箱取出。
(2)步骤:
1)判断含沙量是否大于0.05g/m3,如肯定,则水样沉淀浓缩不得少于24小时,并将浓缩后的多个水样瓶水样并入一个水样瓶中;反之则水样可直接过滤水样不需沉淀;2)过滤泥沙(过滤前过滤前应对滤纸进行编号、烘干、称重);3)烘干沙包(要求烘干的空滤纸和烘干的沙包在同等温渡下从烘箱取出);4)称重、记录。
2、烘干法步骤:
1)沉淀浓缩水样不得少于24小时;2)烘干烘杯并称重;3)浓缩后水样倒入烘杯;4)烘干、冷却;5)称重、记录。
3.1.10计算单样含沙量并校核
水样经处理、校核后,其实测含沙量应按下式计算:
,资料计算应进行一校、二校及审核分析。
3.1.11合理性分析
绘制单样含沙量过程线,对照水位、流量、降水等过程线进行合理性分析。
如有异常,需重复3.1.9~3.1.11步骤。
如多次称重、计算后仍为突出点,则查找原因,如做滤纸漏沙试验、检查是否有漏沙,检查沙样中有无床沙、粗砂、推移质等。
如无法找到原因舍弃该样,可做参考。
3.2悬移质输沙率流程
3.2.1测验频次
一年内的测次,应主要布置在洪水期,平、枯水期分布少量测次。
以推出断面含沙量、建立单断沙关系为目的。
3.2.2准备工作
(1)采样器、测深杆、水样瓶、记录本、铅笔、水温计、秒表(流速测算仪)、电铃、流速仪、信号器、记载簿、分析图、计算器、记录笔;
(2)在采样时戴好防护装备,2个人以上施测;
(3)各种采样器使用前应进行检查。
在测验过程中,发现问题应及时查明原因并进行处理、采样瓶和水样瓶是否清洁、温度计是否有损坏等。
(4)估算测流断面流速,选择合适流速仪。
(5)施测前检查流速仪、电铃、秒表是否正常;绞车和悬索及计数器运转是否正常;流速仪和悬杆及悬索电铃连接线连接是否正常。
3.2.3观测水位、风向、流向、记录开始时间
按照相关要求测记观测水位、水位、风向、流向、测验开始时间。
3.2.4垂线布设
1)应根据规范及测验方案合理确定流量测速垂线数目;
2)每条垂线所取水样容积也应大致相等,一般相差应不超过±10%。
取样垂线可按“等流中线法”布设;
3)测验河段为单式河槽且水深较大的站,可采用等部分水面宽全断面混合法,查分析图查水面宽,固定取样垂线;
4)矩形断面用固定垂线取样的站,可采用等部分面积全断面混合法,查分析图查部分面积,固定取样垂线;
5)断面比较稳定的站,可采用等部分流量全断面混合法,查分析图查部分流量,固定取样垂线。
6)部分输沙率法输沙率测验垂线布设条数和位置应采用较多垂线进行试验,由试验资料分析确定。
在未经试验分析前,输沙率测验布设垂线数目,一类站不应少于10条,二类站不应少于7条,三类站不应少于3条。
可采用单宽输沙率转折点法布线、等部分输沙率法布线或等部分流量法布线确定垂线位置。
7)测沙垂线尽可能与测速垂线重合;
8)单独设置基本水尺的分流,应作为独立断面选取取样位置;
9)断面上游附近有较大支流汇入时,应增加垂线数目或增加垂线上的测点数;
10)当含沙量横向分布和单断沙关系发生明显变化时,应调整垂线。
11)本站采用┄┄法,取样垂线起点距为┄┄。
(内容依照该站悬移质输沙测验方案填写)
3.2.5确定采样方法
同3.1.7确定采样方法。
3.2.6部分输沙率法
我省悬移质输沙率测验多采用单宽输沙率转折点法。
3.2.6.1仪器装配
装配好悬杆、悬索与绞车的联接部件,连接流速仪,量测并确定流速仪连接的位置,量测悬杆或绞车连接端至流速仪旋桨轴的中心处。
3.2.6.2观测水边起点距
观测水边起点距,方法和要求同流量测验。
3.2.6.3采集开始相应单沙
(1)方法与“悬移质单样含沙量测验”同;
(2)水情平稳时测一次;
(3)水情缓慢变化时,应在输沙率测验开始、终了各测一次;
(4)水沙变化剧烈时,应增加测验次数,并控制转折变化。
(5)采样注意事项同3.1.8
3.2.6.4测量垂线起点距、水深
(1)测量垂线起点距、水深,方法和要求同流量测验。
(2)施测各垂线水深,当用悬索测深时悬索偏角大于10°时,要测量悬索偏角,并做偏角改正。
3.2.6.5河底高程合理性分析
对照上一次大断面测量成果图,分析垂线河底高程合理性,不合理复测,重复3.2.6.4~3.2.6.5步骤,否则进入下一流程。
3.2.6.6确定流速测点位置
应根据规范及测验方案合理确定流速测点位置。
3.2.6.7测点流速测量
测量测点流速,方法和要求同流量测验。
3.2.6.8流速合理性分析
对照该垂线水位与流速关系图,分析测点流速合理性,不合理则重复3.2.6.7~3.2.6.8步骤,否则进入下一流程。
3.2.6.9垂线是否取样
判断是否取样,如不取样,测量下一垂线的起点距和水深,重复3.2.6.4~3.2.6.9步骤;如需取样进入下一流程。
3.2.6.10采集水样
(1)垂线采样方法:
混合法、选点法、积深法。
(2)采样注意事项同3.1.8
如采用实测断面流量方法,需注意以下两点:
(1)选点法应施测点流速;
(2)积深法、垂线混合法应同时施测垂线平均流速。
3.2.6.11是否完成最后一条垂线的测速、取沙
是,则进入下一流程;反之则重复3.2.6.4~3.2.6.11步骤至最后一条垂线。
3.2.6.12采集终了相应单沙
同3.2.6.3。
3.2.3.13水样处理
同3.1.9。
3.2.6.14计算
先计算流量、后计算断沙并完成一校、二校。
3.2.6.15合理性分析
1)绘制含沙量横向分布图。
2)绘制单断沙关系曲线图,分析测点偏离曲线情况。
3)绘制瞬时含沙量过程线。
4)审查过程线是否有突出点,如有突出点,要重复3.2.2.9~3.2.2.10步骤,应检查沙包、重新称重、烘干、计算。
如多次称重、计算后仍为突出点,则查找原因。
检查滤纸是否破损(舍弃)、漏沙(改正),沙样是否有床沙、推移质等(剔除粗沙后稳重),如无法找到原因舍弃该样,可做参考。
3.2.7全断面混合法
(1)全断面混合法,即按一定要求将断面上各垂线或各测点用积深法或选点法所采集的水样混合成一个水样,经处理求得全断面平均含沙量的方法。
(2)全断面混合法根据断面平均含沙量的测验方法,可分等部分水面宽、等部分面积、等部分流量全断面混合法。
(3)测验过程中可将断面平均含沙量与断面流量测验分开进行。
(4)采用实测断面流量方法时,断面流量观测与断面平均含沙量观测时间应一致;采用线推流量方法时,其推算时间应采用断面平均含沙量的平均观测时间。
如需实测流量,后续流程为3.2.6.1~3.2.6.15;如不需实测流量,后续流程则为3.2.7.1~3.2.7.7。
3.2.7.1装配取样仪器
装配好相应的取沙设备。
3.2.7.2采集开始相应单沙
同3.2.6.3采集开始相应单沙。
3.2.7.3输沙采集水样
(1)垂线采样方法:
混合法、选点法、积深法。
(2)采样注意事项同3.1.8
3.2.7.4采集终了单沙
同3.2.6.3采集开始单沙。
3.2.7.5水样处理
同3.1.9水样处理。
3.2.7.6记录并计算
按照相关要求记录并计算断面输沙率及断面平均含沙量。
3.2.7.7合理性分析
同3.2.6.15
3.3激光法悬移质泥沙颗分
我省悬移质泥沙颗分为激光法。
3.3.1测验频次
一年内的测次,应主要布置在洪水期,非汛期宜少,以推断出断面悬移质泥沙颗粒级配、建立单断颗关系为目的,以能控制泥沙颗粒级配变化过程为原则。
3.3.2水样
3.3.2.1水样采集
(1)单颗水样采集同悬移质单样含沙量水样采集;
(2)断颗水样采集同悬移质输沙率水样采集。
3.3.2.2水样处理
(1)水样沉淀时间7-10天;
(2)水样浓缩,水样沉淀后可用虹吸管将上部清水吸出,不得吸出底部泥沙。
3.3.3激光法悬移质颗分
3.3.3.1开机
(1)仪器开机顺序:
进样器→主机→启动测量软件,关机顺序则反之;
(2)仪器开机预热15分钟。
3.3.3.2测量软件操作
(1)设置仪器参数,具体见附表1;
(2)进样器放置清水;
(3)点击进样器泵(搅拌器)ON/OFF按钮,启动泵(搅拌器);
(4)单击测验软件主菜单“文件”选项,新建或打开目录文件;
(5)单击主菜单“测量”选项,选择下拉菜单中的“手动”,即出现“测量显示”窗口。
附表1激光粒度仪参数
泵 速
超声波强度
超声波持续时间
遮光度
合理范围
2000~2500转/分
8~9
1~4分
1.0~20
推荐值
2250转/分
9
4分
10
3.3.3.3对光及背景测量
(1)打开“测量显示”窗口后,系统将自动对光、测量电子背景;操作员也可根据测量需要点击“对光”和“测量背景”来完成对光和背景测量。
(2)每次测量均需进行该项操作。
3.3.3.4加样
(1)操作员应根据“测量显示”窗口下部的黄色条框提示内容及遮光度数值进行加样和测量操作;
(2)加样前,应将沙样充分搅拌均匀后方可加入为,否则易造成误差;
(3)当遮光度数值随着水样加入不断提升、达到10左右时,加样完毕;
(4)如沙样太少或加入太多,则遮光度数值在1~20之间,经试验,颗粒级配成果符合规范要求;
(5)原则上遮光度以10左右为最佳,不宜超过20。
3.3.3.5测量
(1)点击“测量样品”;
(2)测量完成后,点击“停止”,测量结果将被自动储存在测量软件内。
3.3.3.6测量系统清洁
(1)完成测量后,轻抬进样器臂,入水口露出水面即可,待进出水管排空后,再将进样器臂完全抬起,取出已测水样,更换清水循环清洗系统约10秒;
(2)重复上述动作,每次清洗过程需换水2至3次。
3.3.3.7合理性分析
如出现下列现象,该样需重测,重复3.3.3.3~3.3.3.7步骤:
(1)观察测量结果,图形出现独立第二峰形为不合理,应重测,如重测结果仍出现该情况,应判断可能存在大颗粒,方法为:
可将水样瓶静置数分钟,缓缓倒掉水样,观察沉在瓶底的大颗粒,如符合测量结果则为大颗粒,否则为气泡应再重测;
(2)分析各粒径级的变化趋势,特别是0.031mm、0.062mm粒径级,如随着测量持续呈光滑上升曲线、并逐渐趋于稳定为合理,否则为不合理;
(3)分析d(0.9)的变化趋势,如随着测量持续呈光滑下降曲线、并逐渐趋于稳定为合理,否则为不合理;
(4)出现最大粒径大于历史极值时,应重测并检查合理性。
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- 悬移质 泥沙 测验 程序 文件 0209