其他测流方法及泥沙测验
水文测验(水位流量关系)
水样含沙量计算：������������ =
������������ ������
当含沙量较大时（大于 20kg/m3） ，也可采用同位素测沙仪测量含沙量。它具有及 时、不取水样等优点。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ河道流量数据处理 包括定线和推流两个环节，定线是指建立流量与某种或某两种以上实测水文要素间 关系的工作；推流则是根据已建立的水位或其他水文要素与流量的关系来推求流量。 1、河道流量数据处理内容 编制实测流量成果表和实测大断面成果表； 绘制水位~流量、水位~面积、水位~流速关系曲线； 水位~流量关系分析与检验； 整编逐日平均流量表及洪水要素摘录表； 绘制逐时或逐日平均流量过程线； 合理性检验； 编制河道流量资料整编说明书。 2、水位流量关系曲线的确定 一个测站的水位流量关系是指基本水尺断面处的水位与通过该断面的流量之间的 关系。 水位~流量关系分为稳定和不稳定两种 1）稳定的水位流量关系曲线 四曼宁公式 曼宁公式的表示： 流速V = ������ 3 ������ 2
1 ������ ������ ������
3 2
1
2
1
������
������ 2
������
2
1
两种计算方法计算流量成果的相对误差为δ = ������1 − ������ /������,整理得：δ = (������ )3 − 1。 对于较为普遍的“U”型断面，当 B/h>=66.3 时，可采用断面平均水深代替水力半径进行计 算，成果的系统误差不超过 2%。
一流量测量方法 1、常规测流方法：过河索船侧法、 、缆道法、桥测法、水工建筑物法、堰槽 法、超声波法、SDCP 法、浮标法、比降法和流量实时在线法。
测量流量的方法很多， 常用的方法为流速面积法， 其中包括流速仪测流法、 浮标测流法、 比降面积法等。 浮标法：是一种简便的测流方法。浮标测流的主要工作是观测浮标漂移速度，测量水道 横断面，以此来推估断面流量。 凡能漂浮在水面上的物体都可以制成浮标。 浮标法测流原理：用水面浮标法测流时，测得的是浮标在水面上的漂移速度，将它与过 水断面相配合，计算出断面虚流量，然后乘上浮标系数，才能得到断面实际的流量。 浮标系数的确定： 1） 流速仪与浮标同时测速，分析确定； 2） 采用水位流量关系曲线上的流量与实际浮标虚流量，分析确定 3） 按河段及水流条件，选取经验浮标系数。 2、水深的测量方法：直接用测深器具、间接测深、双频回声测深仪 直接用测深器具：1）测深杆：适用于流速、水深都比较小的情况（水深<10m（国际标 准时 5~6m） ，流速<3m/s）2）测深锤：适用于水深、流速较大时，测深锤重量一般为 5~10kg。3）测深铅鱼：有缆道或水文绞车的测站，可将铅鱼悬吊在缆道或水文绞车上 测水深。水深读书可在绞车的计数器上读取。 间接测深——（超声波测深仪）回声测深仪。原理：超声波自换能器 A 发射到达河底 又反射回到换能器 B， 声波所经过的距离为 2L， 超声波的传播速度为c = 1410 + 4.21T − 2 0.037������ + 1.14������。 （已知） 。 当测得超声波往返的传播时间 t 时， 可得单程距离： L=ct/2L， 由图可知，水深 L 可用下式计算。 h = ������2 − ������2 + ������ 超声波测深仪具有精度好、功效高，且不易受天气、潮汐、和流速大小的限制等优点， 但是在含沙量大或河床式淤泥质组成时，记录不清晰，不宜使用。 双频回声测深仪（简称 DFS） 二、泥沙测验与计算 1、悬移质：悬浮于水中并随水流移动 2、推移质：沿河床滚动、滑动、跳跃。 3、河床质：组成河床活动层并处于相对静止而停留在河床上。 4、悬移质测验与计算 描述悬移质常用的定量指标包括含沙量和输沙率。 含沙量 Cs—单位体积浑水内所含悬移质干沙的质量。Kg/m3. 含沙量大小取决于地面径流对流域表土的侵蚀，它与流域坡度、土壤、植被、季节 性气候变化、降雨强度以及人类活动等因素有关。 输沙率 Qs—单位时间内流过河流某断面的干沙质量。Kg/s 断面输沙率可通过断面上的含沙量测验配合断面流量测量来推求。 河流含沙量垂线分布均呈上小下大形式。变化梯度随泥沙颗粒不同而异。 取样方法：若取自固定测点，称积点式取样；若在测线上由上到下（或上下往返） 匀速移动，称积深式取样，该水样代表测深的平均情况。 水样的处理过程：量积 V、沉淀、过滤、烘干、称重 Ws
第5泥沙测验
17
悬移质输沙率测验
2. 测验内容 （1）包含流量测验的全部项目：观测水位、比降、各垂线的水 深、起点距离及流速等； （2）在选定的测沙垂线上测取水样（测沙垂线应在测速垂线中 选取。 （3）采用单～断沙关系进行资料整编的测站，在测输沙率的同 时，测取相应单位水样。
18
悬移质输沙率测验
24
等部分流量等容积全断面混合法
（一）等部分流量等容积全断面混合法 该法简称等部分流量法，取样垂线可按“等部分流量中线法”布 设。该法适用于稳定河床和使用横式采样器的测站。 1. 原理 将断面流量划分成若干个大致相等的部分，在每个部分流量的中 间位置布设测沙垂线，测取水样。将断面内各测沙垂线测取的 水样混合在一起，作为一个水样，处理后求得的含沙量即为断 面平均含沙量。
12
悬移质泥沙测验仪器
3.常用采样器介绍 （1）横式采样器 属瞬时采样器。适用于各种情 况下的逐点法或混合法取样。
（2）普通瓶式采样器 属积时式采样器。即使用于水 深1-5m双程积深和手工操作 取样。
（3）调压积时式采样器 用于积点法、垂线混合法和 积深法取样，也适用于缆道 上同时进行测流、取沙。
容积不得装满。 第四步：混合测定总沙重和容积，计算断面平均含沙量。
30
等水面宽等速积深全断面混合法
（三）面积加权全断面混合法 该方法分为等部分面积和不等部分面积两种： 1.等部分面积全断面混合法 指按等部分面积中心线，在每条垂线上用同一种方法取样， 每条垂线取样历时相等，仪器进水管嘴不变，水样混合处理，即 得断面平均含沙量。 此法适用于河床稳定、测沙垂线固定并使用调压积时式采样 器取样的测站。
41
20
悬移质输沙率测验
（2）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
13河流推移质泥沙及床沙测验规程【SL43-92】条文说明
,中华人民共和国行业标准河流推移质泥沙及床沙测验规程条文说明目次总则推移质泥沙测验仪器的选择及使用推移质输沙率及颗粒级配测验床沙采样器的选择及使用床沙取样及河段床沙调查总则大于当有一种的含量大于如沙的含量大于若三种的含量都未超过如某河床的沙含量为卵石为以次类根据对泥沙测验精度的的水沙量和重要工程建设的站均分各类测站的测验要求和以达到资料应用所需要的测验精度又利于面上工作的开展和规程的执推移质泥沙测验仪器的选择及使用测验仪器的选择口门宽和高大于床沙最大粒径有利于取得全部对于大卵石河床如要求仪器口门宽也大于床沙最会造成采样器器身过大而严重影响采样效率且操作困难而难于实故口门宽应小于或等于效容积指泥沙样品装入采样器后不易淘出和不影响后期采样的最大样通常网式采样器取盛样仓最大容积的取采样器在下放到河床面上时仪器的口门能正对量应使采样器在适用范围内悬索偏角一般不大于要指网式和值略大于的压差式伏贴身阻力较小包括仪器阻水面积较小和水阻力系数水力效率指口门平均进口流速值等于口门平均进口流速与没有仪器时口门位置处的天然流速品的代表性主要指样品的颗粒级配与自然推移的泥沙颗粒级配的一致采样效率较稳定有两种是采样效率不变二是采样效率的变化有较好的规律可若断面河床组成部分是一部分是选用沙质推移质采样器和卵石推移质采样器在该断面上分别进行施本条主要指新选用的采样器应有效率已经使用而没有解决好原型效率系数的应作率定早日提供原型效率几种推移质采样器的主要技术参数见表结构示意型仅尺寸和适用的粒径范围以及承沙部位图型沙推移质采样器护板侧墙弹簧前门支柱前支架抽针拉杆铅块冲沙挂尾门浮筒器流线型加铅尾翼侧网背底网加重背尾翼连吊环图框尾翼重吊底侧连杆仪器的使用全面检查的内容主要包括仪器是无变尺寸是否变动软底网采样器的底网垂度是否适口门关闭装置的开关是否灵活关闭是否可靠仪器的装是否牢固悬吊式仪器是否按规定预置了适当的仰角在每次使用前应检查口门是否变关是否灵活螺丝是安装是否牢固底网或盛样仓是否破裂型采样器为系列中型可以手持仪器到达床面还应适当放出一些悬的是当悬点轻微移动或悬索受到漂浮物等不太大的撞击不在床面上挪动而影响仪器不在水中和水面附近停留是避免不稳定水流将器内泥沙样采样过程中仪器受到扰动而影响采样主要是指悬点有较大移动如缆道行车移船较大范围移受大漂浮物冲在河床上拖刮而影响推移质输沙率及颗粒级配测验断面推移质输沙率测验当断面测验历时与垂线测验历时有矛盾时可以调整垂线测验历经理论分析模拟计算以及实际资料的验证说明按等部分输沙率布设推移质测验面输沙率的测验误差最以提出推移质输沙率测验按部分输沙率相等的原则布实际部分输沙率难以做到故将此原则扩大应用即先近似按等部分河宽后在强推移强推移带指单宽输沙率较高的部分推移带一般在带内输沙率占垂线重复取样次数原则上按部分输沙率占断面总输沙率的权重确为便于现场掌握规定强推带重复取样推带只取规程中表中的基本垂线数目在执行中按以下原则掌握下限是对应下限宽度内必不可少的垂线当宽度在对应的上下限之间宽度的增加垂线数应在下限的基础上适当加多当宽度达到表内相应栏的上限值数也应取最大采样器规定的有是沙样仓容积的推移质是如样品超过此限度时应缩短取样历时重为检查资料的合理性超量样品仍应称重记录在备注栏推移质运动边界的确于试探法过于致测验微量而增长了历时使测验总精度现写入的经验法确定运动是着眼于测好绝大多数于微量的个别垂线不影响或影响断面输沙率很不必耗费时间去测经验法有几种一种是根据测站绘流速与单宽输沙率关系线输沙率为零时的相起动岸边附近相应于该起动流速的位置即为起推另一方法是用已有的起动流速公式计算也可以根据计水位与起动边界的关精密测验及少线测验方法精密测验是为了解推移质输沙率沿断面横向分布和垂线输沙率脉动规测验方法及研究和估算不确定度资料需要进行的试重复代表性的垂线是指输沙率的横向变化较小的减少垂线法的分析应有年以上的实测断不少于测次且各测次较均匀分布在各级输沙率实测相关水力因素达实测年总变幅的表中级配允许的标准差的是减少垂线后的年级配各对应粒径组沙重百分数的标准差式中粒径组垂线的某粒径组沙重百分当相关水力因素超过分析资料的相关水力因水利工程等人类活动影响改变了原有水沙关系时少线法应停止使用待重新收集足够资料后再进行分沙样处理及现场测定颗粒级配插取法是指从金属管随机插取部分沙样的操作时应在不同方位多次插插取的代表沙样与总沙样的颗粒级配具有一致误差来源及控制本节针对断面输沙率测验的主要误差严控制系统误定了各主要方面控制误差的要求和为保证成果质量规定了必要的现场合理性检查其检查记载表见附录颗粒分析相关水力因素的误差来源及有关规范执强推带位置变动且流速横向分布无明显变化推带的变化多系测验误差所致故应予重推移质测验资料的计算与合理性检查断面推移质输沙宰相应水力因素的计算与推求确定是否用加权法计算相应水位的水位变幅指标是根据典型站资料分析综合确定各站可用本站的水位输沙率资料分析算术平均相应水位与输沙率加权平均相应水位之间的相应断推输沙率差再转换成允许的水位变便执典型分析成果还宽输沙率在断面上的横向分布形式定的输沙率误差的水位变幅有较大的出中心对称分布允许的水位变幅峰分布允许的水位变幅因测站特性作些分析验证允许的输沙率差再确定水位变化急剧的判别指推移质输沙率是多种水力因素的函在计算出相应水位可能用到相应流均流速及平它们的计算可采用在水位一流位一平位一平均流速等关系图相应水位查读的方法这种图呈单一关系时用起来很方便否则可用连时序套推移质资料整编推移质输沙率的整编方法推移质输沙率与水力因素有无良好关系均以规定的定线精度指标为判断合规定指标则视为关系良实测断面推移质输沙率接近于际上又有推移质运时所对应的流量及断面平均流速可分别作为起动流量及起动推移质输沙率与相应水力因素关系线的确于关系点据太集中的情况最小二乘法拟受少数点的影响而使关系线偏而宜用分组平均值定凡各次洪水水位过程的涨坡与退坡拐点所对应的各日均视为相应的水力因素变化余各日均视其相应的水力因素变化床沙采样器的选择及使用采样器的选择采样器能取到天然状态下的河床样品是指采样器到达河床面上不要扰动品是自然床面的沙证样品有较好的代表效取样指采样器储样仓容程中要求不要是指卵石床沙小于颗粒是可能它的含量很整个粒配无大的条文中所提可供选用的采样器的性能如表所床沙采样器性能及适用范围表表列出的床沙采样器性能及适用范围是目前国内外普遍使用的取样器技术数种仪器的图形及结构说明如用于沙质河床床沙采样器的结构图如斗式图图拖斗式采样器结构示意图吊筒容柄式图示意图式轴式图钳式采样器结构示意图流速仪安装衡锤图图铅块把索支锤转轴转用于砂夹结构图如式图吊环挖斗绳式图犁式采样器结构示意图背形重块铅底水平翼筒式图沉筒式采样器结构示意图筛品切割器采样器的使用钳式采样器均适用于硬底要求在不破坏天然床面的情况下平稳地接近河床使仪器口门与河床吻因两者都是借自重力挖取样品以开始上提时不能用快的速度太快一滑即过将取不到额定数量的样犁式采样器较之要有一定的拖力才能在河床上取到样以它只适用缆道吊船站和有大马力轮船测验的悬索与垂直方向保持的角度很了可能将仪器拉了又会取不到床沙样床沙取样及河段床沙调查床沙取样的测次布置床沙的测次要求是根据目前测验技术水平和设备条件的实际情况而定下来根据测站等级要求施测不同测适应不同的实际由于卵石床沙采样器及其取样技术目前都没有很对卵石床沙的取样要求不能更床沙取祥方法床沙测线的河床粒径在断面上的分布而考虑到床沙资科大多数情况下和推移质同沙质河床上还要和悬移质配套因此测线也应和两者重一般说测线能满足也能满足但是当发现不能控制横向变化当增加路不测推移质的站或控制床沙组成的横向变化为原表的有关具体数根据数理统计中子样本不应少于的原理定下来由于考虑到目前粗卵石的器测法取样有实际测量上的可能所以提出了受仪器性能限制达不到下限要求时应再重复取样次即最多连续取样次的实用沙质河床的洲滩取样是必需小河站及北方的大多数河水历时件满足各项水文测验要求的同取床沙样品是很困难能在每次洪水后取样一次也能满足一般使用试坑法般情况下对沙质河床并非必野外工作量以提出有必要时才卵石洲滩取样点位首先要注意取得的应是天然情况下的样代表一具体点数决定于洲滩大小及卵石组成到点是根据试验资料定下来般能与当今的需要和可能的水平相坑面大小以为分类指考虑床沙的级配有时很宽如以为指倍坑面往往很大甚至在以上工作量很际上难于做以面一般可以限制在与过去的作法一际上也可床沙表面层样品资料是研究河流代表糙度及水流运动的必需因器测法取的是表层样品所以要揭取表分层深不宜小于太深很层深度和坑的总深度比过去统用深要合乎实际得表层样品的采集是参照国际合国内试验定出这种取样挖坑取样简单取得的样品能与体积法样品互相换采用这套方法普遍开展床沙取样工作将大有这种方法按类型分为下列系统块法格格格法法网格法断法这种取样方法条理清楚便于执其中有关具体数字的规是根据有关试验的实际经验并考虑满足一定做起来又不太困难的情况下提出来步格法对大颗粒和小颗粒操作误差均大故未列综合探测法是针对当前测验水平而采取的过渡办这套方法的配合使用可以取得任何情况下的床沙样品有利于普遍开展床沙取样河段床沙调查床沙调查以补充点上工作的不在点上工作没有开展以代替点上的调查的河段长度仍遵照习惯上倍最大河宽的原采用国际经清江流域的试了只需调查两个浅滩间的河段和上浅滩以上一个深槽就可以的结因为床沙组成除受本河段变化影响要受上游来沙的取到上游一个浅滩及其深调查时期定在低水位或断流时进便于工作能收集到最大范围的河段粒径分布调查时取样断面和点位的分布主要决定于洲滩大小与河床组成条文中都强调了在床沙组成转折处增加断面和测点的规不控制变化的转折品的代表性就很难保其中有关具体数字规根据已有经验及需要与可能决定考虑所取样品是代表某断面或某河段的泥沙特性取样位置的准确样品的代表性影响不大所以允许用目估法定调查一般不需深层样品选用一种表层取样方法就可以只有在生产部门提出要求用试坑法取深层样开挖河段床沙组成及断面变化都有大的以调查时应向开挖管理部门详细了解开挖的年总量和开挖影响的调查范围规定为最大河宽的一要是参照国际标准和便于执行而提出床沙颗粒级配分析及沙样处理室内分析和野外分桥的粒径范围划要由分析精度和样品容量两个因素以的粒径为分原因是用可以减少样品运送品中含泥量大用分离样品困难宜用为分离样品的界现场分析的样品不保场应杜绝差室内分析的样品应保存一段时于在资料整编中发现问题时进行复保存时间仍遵循习惯粒径大于宜用尺目前的圆孔筛难以分析到此粒径而下的可以用筛分另外当用分离出的颗粒少于数量进行分组已无实际意本条主要指相邻两组出现奇大奇小现象这现场采取加密组级分析的措保证成果的同时这也是一种必要的保证成果质量的现场核查床沙资料计算及整编床沙资料整编计算本条规定的单点颗粒级配计算方法是新增在附录填表说明中有这里重复说明了点绘曲线或自由分刊印粒径应符流泥沙颗粒分析的统一规定具体数值可在曲线上读单次成果合理性检查完整性检查为的是及时发现缺漏项便及时补不能补找有关人员查将查询情况在有关栏内说重要求在前面已提里所说的检查是根据取样粒径对照重量要求表进重量不合要求时应予提出今后改进的时所说的方法正确是指分析方法是否适合于分析沙的比如粒径计的使用法的使用范围等都是有限度不成果精度有若发现问题应予颗粒级配曲线检查中两种方法接头的连线指曲线的走向趋势及光滑由于各种方法本身存在误头处出现不连续是可能因应通过两种方法分析点的中如发现两者有大的矛盾应对某些操作步骤进行复查或找有关人员了解情况不能补救详加综通过床沙与其它水力因素关系比较后从过程上及变化规律上更深入一步的合理性检查这种检查是在单点资料合理性检查以后进较单点检查更规定的图表是必要的一般都能办为了发现问题可能还有很多辅助图表和本规程条文中的四款是基本的只要能做能对资料的精度作出比较准确的床沙资料整编要求测站工作人贯彻规对测站特性及床沙分布变化规律有较为深入的认识不仅对确保整编成果对改进取样高技术水平也是必需按测站类别和具体情况提出不同的工作内十年来的经验总沙质床沙一类站对床沙测验资料整编有较高的类站的测次分布应能控制时空的所按全部规定的内容进行整编卵石床沙一类站能测到床沙全过程按全面的要求但有的一类于水下取样问题目前未能彻底解决就不全面进行整编河床组成复杂使是一类只刊印单点实测成果沙质床沙二类站因测次未能在时间般只需刊印断面级配实测成果沙质床沙三类站卵石床沙站也只刊印级配实测成果这样规际资料情况满足部分由于床沙级配无求日平均值的条件与需要所平均值可直接采用本规程的规定推没有取样的月份枯季情变化小河床组成而可用前后相邻月份的相近测次进行插汛期中如果水情变化不基以用上面所说的方法进行插补如果水情变化大则不能插此时月平均任其应予单站保证成果质量的最后一定要把好这一过去编写说明书般用文字管列出一大串提际写出来的很可能是年复一年的重抄复不住实质需要的内所用表格形以使作者抓住实节省时单易。
河流泥沙测验方法
河流泥沙测验方法河流中的泥沙，按其运动形式可分三类：悬移质泥沙浮于水中并随之运动；推移质泥沙受水流冲击沿河底移动或滚动；河床质泥沙则相对静止而停留在河床上。
三者没有严格的界线，随水流条件的变化而相互转化。
一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。
描述河流中悬移质的情况，常用的两个定量指标是含沙量和输沙率。
单位体积内所含干沙的质量，称为含沙量，用Cs表示，单位为kg/m3。
单位时间流过河流某断面的干沙质量，称为输沙率，以Qs表示，单位为kg/s。
断面输沙率是通过断面上含沙量测验配合断面流量测量来推求的。
（一）含沙量的测量含沙量测验，一般需要采样器从水流中采取水样。
我国目前使用较多的采样器有横式采样器和瓶式采样器。
不论用何种方式取得的水样，都要经过量积、沉淀、过滤、烘干、称重等手续，才能得出一定体积浑水中的干沙重量。
水样的含沙量可按式计算：式中：Cs --- 水样含沙量，g/L 或kg/m3；Ws --- 水样中的干沙重量，g 或kg；V --- 水样体积，L或m3；（二）输沙率测验输沙率测验是由含沙量测定与流量测验两部分工作组成的。
为了测出含沙量在断面上的变化情况，由于断面内各点含沙量不同，因此输沙率测验和流量测验相似，需在断面上布置适当数量的取样垂线，通过测定各垂线测点流速及含沙量，计算垂线平均流速及垂线平均含沙量，然后计算部分流量及部分输沙率。
对于取样垂线的数目，当河宽大于50m时，取样垂线不少于5条；水面宽小于50m时，取样垂线不应少于3条。
垂线上测点的分布，视水深大小以及要求的精度而不同。
（三）悬移质输沙量的计算人们从不断的实践中发现，当断面比较稳定、主流摆动不大时，断面平均含沙量（简称断沙）与断面某一垂线或某一测点的含沙量（简称单沙）之间有稳定关系。
通过多次实测资料的分析，建立其相关关系。
这样经常性的泥沙取样工作可只在此选定的垂线（或其上的一个测点）上进行，便大大地简化了测验工作。
根据多次实测的断面平均含沙量和单样含沙量的成果，以单沙为纵坐标，以相应断沙为横坐标，点绘单沙与断沙的关系点，并通过点群中心绘出单沙与断沙的关系线。
河流泥沙测验规程
河流泥沙测验规程引言：河流泥沙测验是一项重要的水文测量工作，它对于了解河流的水质、水量以及河床变化等方面具有重要意义。
本文将介绍河流泥沙测验的规程，包括测验前的准备工作、测验过程中的操作步骤以及测验后的数据处理与分析。
一、测验前的准备工作1. 确定测验地点：根据需要，选择合适的河流断面进行泥沙测验。
考虑到河流的特性和测验目的，选择断面位置应具有代表性。
2. 准备测验设备：包括泥沙采样器、测流仪、水质监测仪器等。
确保设备完好，并进行校准和检查，以保证测验的准确性和可靠性。
3. 制定测验计划：根据测验目的和要求，制定详细的测验计划，包括测验时间、频率、测量参数等。
确保测验过程的科学性和系统性。
二、测验过程中的操作步骤1. 测量水位：使用水位计或水位测量仪器，在测验断面上测量并记录水位。
根据需要，可以选择不同的测量方法，如测量静态水位或动态水位。
2. 测量流速：使用测流仪或流速计，在测验断面上进行流速测量。
根据河流的特性和测验要求，选择合适的测量方法，如中心点法、面积积分法等。
3. 采集泥沙样品：使用泥沙采样器，在测验断面上采集泥沙样品。
根据泥沙的特性和测验目的，选择合适的采样器和采样方法，如表层采样、全层采样等。
4. 水质监测：在测验过程中，进行水质监测工作，包括测量水温、pH值、溶解氧含量等。
根据需要，可以选择不同的水质监测仪器和方法。
5. 记录数据：在测验过程中，及时准确地记录测量数据和观测情况。
确保数据的完整性和可靠性，以便后续的数据处理和分析工作。
三、测验后的数据处理与分析1. 数据整理：对测验获得的数据进行整理和归档，包括整理测量数据、泥沙样品信息以及水质监测数据等。
确保数据的完整性和可追溯性。
2. 数据分析：对测验数据进行分析和处理，包括计算河流的流量、泥沙输移率以及泥沙粒径分布等。
根据需要，可以使用统计方法和数学模型进行数据分析。
3. 结果评价：根据测验结果，对河流的水质、水量以及河床变化等方面进行评价和分析。
第四章 泥沙测验
1．横式采样器 横式采样器属于瞬时采样器，器身为一园管制成， 容积为500～3000ml，两端有筒盖，筒盖关闭后，仪器密 封。取样时张开两盖，将采样器下放至测点位置，水样 自然的从筒内流过，操纵开关，开关形式有拉索、锤击 和电磁吸闭三种。
２.普通瓶式采样器 普通瓶式采样器的结构，使用容积为500～2000毫升 的玻璃瓶制成，瓶口加有橡皮塞，塞上装有进水管和出 水管，调整进水管和出水管出口的高差Δ H，和选用粗细 不同进水管和出水管，可以调整进口流速。采样器最好 设置有开关装置，否则不适于逐点法取样。 瓶式采样器 结构简单，操作方便，属于积时式的范畴，可以减少含 沙量的脉动影响。
（三）推移质测验中存在的问题 目前，国内外对推移质测验普遍存在着测验仪器不 完善、测验方法不成熟的问题。同时由于推移质运动形式 极为复杂，它的泥沙脉动现象远比悬移质大得多，在不同 的水力条件下，推移质颗粒变化范围很大，小至0.01毫米 的细沙，大至数十公斤的卵石，运动形式随着流速的大小 不同也不断地变化，当流速小时，停顿下来成为河床质， 流速较大时，又可以悬浮起来变为悬移质，所有这一切都 给推移质测验带来很大困难。
2．采样器种类 推移质采样器按用途分为卵石采样器和沙质采样器两类： （1）卵石推移质采样器 1）64型卵石推移质采样器。仪器底网用钢丝编织而成，尾翼 为双直向尾翼，可控制仪器正对水流方向，加重铅块附在仪器 两侧，形成封闭式。 2）80型卵石推移质采样器，该仪器是在64型采样器的基础上 作了某些改进，如仪器口门改成向外倾斜，骨架迎水面为唇刀 形，加重铅块成流线形，网底改用许多小钢板连接而成并适当 加重底网重量，减少底网表面的粗糙度等。 3）大卵石推移质采样器 ，适用于粒径较大的卵石推移质测 验。根据采样器口门形状不同，又可分成矩形、倾口形、梯形 等三种。现常用的是矩形采样器。仪器口门宽60cm，高 50cm，长120cm，器身上部两侧和尾部由3～5cm孔径的金 属链编成柔度较大的软底，能较好地与河底相吻合，同时器顶 无盖，减少了采样器对水流的阻力，加载铅块固定在器通过河流测验断面悬移质输沙率及变化 过程。由于输沙率随时间变化，要直接测获连续变化过程无疑是困难的。 通常是利用输沙率（或断面平均含沙量）和其它水文要素建立相关关系， 有其它水文要素变化过程的资料通过相关关系求得输沙率变化过程。我 国绝大部分测站的实测资料分析表明，一般断面平均含沙量与断面上有 代表性的某垂线或测点含沙量（即单位含沙量，简称单沙）存在着较好 的相关关系。测断面输沙率的工作量大，测单沙简单。可用施测单沙以 控制河流的含沙量随时间的变化过程。以较精确的方法，在全年施测一 定数量的断面输沙率，建立相应的单沙断沙关系，然后通过相关关系由 单沙过程资料推求断沙过程资料，进而计算悬移质的各种统计特征值。 因此，悬移质测验的主要内容除了测定流量外，还必须测定水流含沙量。 悬移质泥沙测验包括断面输沙率测验和单沙测验。
现代测流方法
现代测流方法河流流量测量是水文工作者的重要任务之一。
传统的河流流量方法包括人工船测，桥测，缆道测量，和涉水测量等。
其基本原理是在测流断面上布设多条垂线。
在每条垂线处测量水深并用流速仪测量一至几个点的流速仪从而得到线平均流速。
进而得到断面面积和断面平均流速。
流量则由断面面积和断面平均流速的乘积得到。
流量测验(flow measurement；discharge measurement)，江河、渠道流量的实地测量。
流量测验有流速面积法、建筑物法、稀释法等多类方法。
可因地因时制宜和经济合理地选择使用。
江河、渠道的流量常随时间而变化，通常不直接用实测流量来反映变化过程，而是用实测流量和相应水位资料建立水位流量关系，然后用连续观测的水位资料转换成流量资料。
流量测验的次数及其在水位上时间上的分布，以能满足确定水位流量关系的需要为度。
下面，就着重介绍一下现代测流的几种方法。
流速面积法流速面积法这是使用最广泛的方法。
其基本原理是：通过横断面上单元面积的流量是该面积与水流速度(流速)的乘积。
分别测量各个部分的流速和面积即可求得流量。
此类方法要设置垂直于流向的横断面，进行断面测量。
一般要在断面上布设许多测深垂线，在垂线上测量水深，并测定垂线与岸上断面起点桩间的距离，即起点距。
施测水深可以用测深杆、测深锤、铅鱼或回声测深仪。
后者是用位于水面下的换能器发射超声波，声波遇到河床后反射回来，由仪器接受，按照声波的往返走行时间和巳知的声波在水中的传播速度来确定水深。
起点距则可通过缆索、视距、仪器交会等方法确定。
两相邻垂线起点距之差即部分宽，乘以部分平均水深，即为部分面积，其总和即断面面积，根据断面测量的资料，可以绘出以起点距为横坐标、河床高程为纵坐标的断面图。
对于断面稳定不变的河流，实测流量时不必每次都实测断面，可借用巳有的断面图，用水位计算垂线水深和面积。
流速仪法流速仪法是最基本的方法。
常规的作法是在部分或全部测深垂线上用流速仪测定流速，用部分平均流速与部分面积之乘积作为部分流量，部分流量的总和即为断面流量。
泥沙测验
四.悬移质水样处理
水样处理:量积、沉淀、称重(沙样处理),求得含沙量. 沙样处理: 烘干法、过滤法、置换法。 •烘干法：将浓缩后的水样放入烘箱进行烘干，冷却后称 得干沙重。 •过滤法: 将滤纸铺在漏斗或专用的过滤筛上，将水样倒 在滤纸上自然过滤；过滤后烘干、称重后减去滤纸重， 即得干沙重。
•置换法:利用已知的比重瓶置换出泥沙的体积. (1)将浓缩后的水样，装入比重瓶内称重，量比重瓶内水 温; (2)比重瓶加浑水重等于比重瓶重加瓶内沙重和清水重；
(2)等流量中心法:据流量测验成果,计算各部分流量累积 百分率与起点距Di的关系,均匀布设测沙垂线.如布设5条 线,位置应在10%,30%,50%,70%,90%相应的Di处.
适用河流:断面冲淤较大,主流不稳定. (3)固定垂线法:测沙垂线与测速垂线相同,可随流速垂线 固定.(我国水文站多用)
适用河流:主流稳定,河床冲淤较小.
Wws Wb VS S (V VS ) w
(3)沙重等于干沙所占体积与干沙密度的乘积; Ws VS S
(4)比重瓶加清水重等于瓶重加清水所占容积与水的密度
的乘积.
Ww Wb V w
(2)式-(4)式得:
Wws Ww VS ( S w )
VS
s
0.100 ， 0.25 ， 0.500 ， 1.00 ， 2.00 ， 5.00 ， 10.0 ， 20.0 ， 50.0,100,200.
泥沙颗粒级配曲线: 以粒径级为纵坐标,小于某粒径沙重的百分数为横坐标. 点绘在几率格纸上或单对数格纸上。
泥沙颗粒分析方法 (一)直接观测法 1.卵石粒径测定法(粒径大于20mm) 当颗分沙样是大的卵石或砾石时，可用卡尺直接测量卵石的长(a)、 宽(b)、高(c)三轴的尺寸，用几何平均或算术平均法求其平均粒径D： 适用条件:粒径大于20mm的推移质和河床质. 2.筛分析法(粒径=0.062~32mm) 3.显微镜法 4.称重法：依粒径大小排列称得各组的粒径的重量。 (二)水分析法
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输沙率Qs—单位时间内流过河流某断面的干沙质量，kg/s。 断面输沙率可通过断面上的含沙量测验配合断面流量测量来推
求。
2020/12/4
9
（1）含沙量测验 河流含沙量垂线分布均呈上小下大形式。 含沙量的横向分布形式与河床性质、断面形状、河道形势、泥 沙粒径以及上游来水情况等有关。
1
C sm
10Vm
Cs V 0.0 0.0 3Cs V 0.2 0.2 3Cs V 0.6 0.6 2Cs V 0.8 0.8 C V s1.0 1.0
（2）三点法
Csm
CS V 0.2 0.2 CS V 0.6 0.6 CS V 0.8 0.8 V0.2 V0.6 V0.8
（3）二点法
若调查的洪痕靠近某一水文站，可先求水文站处的洪水位，通 过延长该站的水位—流量关系曲线推得历史洪水的洪峰流量。
调查时若能了解到洪水涨落情况，则可粗略的估绘出洪水过程 线，并求出洪水总量，但精度较差。
2020/12/4
19
历史洪水考证 收集宫廷档案、实录、文书、水利河道专著、地方志、历
史水文气象记录、古建筑物附近保留的碑文、刻记、地区性历 史档案等。对洪峰流量、洪水总量的量级及重现期进行分析， 当定量分析有困难时，可定性的将洪水分为非常洪水、特大洪 水、大洪水、一般洪水。
2020/12/4
7
二、泥沙测验
• 对河流水情及河流变迁有重大影响。 • 分类：
悬移质：悬浮于水中并随水流移动 推移质：沿河床滚动、滑动、跳跃 河床质：组成河床活动层并处于相对静止而停留在河床上。
2020/12/4
8
• 1、悬移质测验 描述悬移质常用的定量指标： 含沙量Cs—单位体积浑水内所含悬移质干沙的质量，kg/m3。
C sm
C s V 0.2 0.2 V0.2
C s V 0.8 0.8 V0.8
（4）一点法 Csm 1CS 0.6
2020/12/4
15
➢ 部分平均含沙量计算 岸边部分因含沙量不为零，且横向变化不大，故以第1根与第
末根测沙垂线的垂线平均含沙量代替之，如 Csbo=Csm1， Csbn=Csmn
2020/12/4
20
2、暴雨调查
• 暴雨调查的主要内容有： 暴雨成因、暴雨量、暴雨起迄时间、暴雨变化过程及前 期雨量情况、暴雨走向及当时主要风向风力变化等 .
2020/12/4
21
3、枯水调查
• 在水位极枯或较枯 的时候才能进行。
• 调查方法与洪水调 查方法基本相似， 一般比历史洪水调 查更为困难。
期进行。
2020/12/4
12
• 断面输沙率及断面平均含沙量计算步骤： （1）垂线平均含沙量 （2）计算部分平均含沙量 （3）计算部分流量 （4）计算部分输沙率 （5）计算断面输沙率 （6）计算断面平均含沙量
2020/12/4
13
2020/12/4
14
➢ 垂线平均含沙量的计算
（1）五点取样时的面积包围法
采用采样器从水流中采取水样。取样方式：若取自固定测点， 称积点式取样；若在测线上由上到下（或上下往返）匀速移 动，称积深式取样，该水样代表测线的平均情况。
2020/12/4
10
• 水样处理： 量积V、沉淀、过滤、烘干、称重Ws
• 水样含沙量计算：
Cs
Ws V
• 当含沙量较大时（大于20kg/m3），也可采用同位素测沙仪测 量含沙量。它具有及时、不取水样等优点。Βιβλιοθήκη 2020/12/46
• ADCP都是从国外引进，自20世纪90年代中期开始，在河口和少 量大江大河的重要水文站上使用，在快速测流方面发挥了很好 的作用。 测量速度快，自动化程度高，1秒内ADCP可测多次， 测量精度高，测速范围广。
• 流速仪法测流是目前国内外使用最广泛的方法，也是最基本 的测流方法。同时也是评定和衡量各种测流新方法精度的标 准。近年来，尽管测流新技术得到迅速的发展，但在今后相 当长的时间内还不可能完全取代流速仪法测流。
2020/12/4
11
（2）输沙率测验 由含沙量测定和流量测验两部分组成。
• 悬移质输沙率测验： 布设测速和测沙垂线，在各垂线上施测起点距、水深、流速，
采集水样。 取样垂线数目不少于规范规定测速垂线数的1/2；水面宽大于
50m时，不少于5条；否则，不少于3条。 取样点分布视水深大小以及要求的精度而定。取样主要在洪水
浮标测流、泥沙测验
2020/12/4
1
一、浮标法测流
在洪水较大或水面漂浮物较多，特别是在使用流速仪测流有 困难的情况下，浮标法测流是一种切实可行的办法。浮标测流 的主要工作是观测浮标漂移速度，测量水道横断面，以此来推 估断面流量。
凡能漂浮在水面上的物体都可以制成浮标。
2020/12/4
2
2020/12/4
其余部分采用两测沙垂线的算术平均值：
C sb1
C sm1
Csm2 2
C sb 2
C sm 2
Csm3 2
2020/12/4
16
➢ 部分流量的计算
以测沙垂线为分界，累计各部分流量之和。
➢ 部分输沙率的计算
以上两者相乘得积
➢ 断面输沙率计算
各部分输沙率累计和
➢ 断面平均含沙量
Cs
Qs Q
2020/12/4
2020/12/4
四川涪陵白鹤梁上部分石刻题记
四川涪陵白鹤梁《重镌双鱼记》
22
4 、水文遥感
• 遥感即遥远的感知，从远距离、高空，以至外层空间的平台
上，利用可见光、微波等探测仪器，通过摄影或扫描，信息感 应、传输和处理，从而识别物体的性质和运动状态。
• 在水文水资源调查方面应用显著： 流域调查、水资源调查、水质监测、洪涝灾害的监测、泥沙
17
三、水文调查与水文遥感
• 水文调查是收集水文资料的方法之一，是水文测验工作的重 要组成部分。
• 水文调查是为了弥补基本水文站网定位观测不足或其他特定 目的，而采用勘测、观测、调查、考证、试验等手段，采集 水文信息及其有关资料的工作。
2020/12/4
18
1、洪水调查
洪水调查是为了推算某次洪水的洪峰水位和流量、总量、过 程及其重现期等所进行的现场调查和资料收集工作。主要针对历 史洪水，一般可追溯到几百年甚至上千年以前。
淤积、河床演变、降雨量测定及水情预报。
2020/12/4
23
2020/12/4
4
• 声学多普勒剖面流速仪—ADCP，在国际上已普遍应用。 将仪器装在船上，驶过整个断面，在各个垂线处测量，就测得
了整个断面上的流速分布。
2020/12/4
5
ADCP是最先进的流速流量测验仪器，所有的测量过程全部自动化， 还可以进行水温盐度的修正。测得的数据经过计算机自动处理，得 出流速分布三维分布，并可计算出流量。
3
• 用水面浮标法测流时，测得的是浮标在水面的漂移速度，这种流 速称浮标虚流速，由此推得的各部分断面流速不能代表断面实际 平均流速，将它与过水断面相配合，计算出断面虚流量，然后乘 上浮标系数才能得到断面实际的流量。
➢ 确定浮标系数的三种方法：
法一：流速仪与浮标同时测流，分析确定； 法二：采用水位流量 关系曲线上的流量与实测浮标虚流量，分析确定； 法三：按河段 及水流条件，选取经验浮标系数。