振动式测沙仪在小浪底水文站比测研究

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1、振动式测沙仪在小浪底水文站比测研究　　摘要：振动式测沙仪是由黄委水文局研制的实时在线测沙仪器，它一改传统的先取样、再沉淀、再分析，然后才能知道含沙量数据的漫长过程弊端，安置好该仪器后，可以随时显示河中的含沙量变化，省时、省力、高效。本文对将该仪器的测验数据与传统横式采样器的同时数据进行了对比，对该仪器在小浪底水文站的首次使用情况进行了系统的分析。关键词：振动式测试仪横式采样器比测分析中图分类号：P336文献标识码：A文章编号：一、概况黄河小浪底水文站位于小浪底水库坝下4km处，积水面积69.4万km3，为小

2、浪底水库出库站，2008年6月19日至7月3日，黄河进行第八次调水调沙。根据上级领导安排，有关技术人员携带振动式测沙仪在小浪底水库含沙量出库之前赶到小浪底水文站，在测验断面附近安好仪器。从含沙量为零开始，到排沙出库，再到调水调沙结束河水彻底变清，仪器完整地记录了整个调水调沙期间沙峰变化过程。同时水文站测验人员也按照该站现有的测验方法，采用横式采样器按任务书要求测得该次沙峰过程。经分析统计获得了两种仪器、两种方法完整的比测资料。6二、仪器安装小浪底水文站的测验断面主河槽宽约330m，沙卵石河床，一般情况下较稳

3、定，主流常年靠左岸，平时水深3～5m，低水时右岸有近100m的串沟，但流量占比重不大，洪水时，水流平稳。该站测验断面下游20m处停泊有一长达19米的“吉利号”测船，由于铅鱼无法升降，后在其左侧又挂靠一艘铁壳船，将振动式测沙仪安装在铁壳船的铅鱼上。由于该站单沙采用主流边一线2：1：1垂线混合法取样，而测沙仪安装位置起点距与日常单沙取样起点距一致，所以测沙仪可以固定位置不动，只要随洪水涨落及时调整测沙仪测点深即可取得与测验断面一致的实时含沙量过程。振动式测沙仪通过信号电缆连接将监测到的数据送入到计算机进行处理。

4、计算机和电源设备安放在“吉利号”船舱内，由水文站测验人员和仪器研制人员监护仪器的正常运行。三、应用比测情况根据小浪底水库异重流测验数据，预报6月28日夜里小浪底水库可能排沙出库。6月28日下午，该站立即派出人员对振动式测沙仪进行安装调试并放入水中，仪器热平衡稳定后，进行了清水调零，一切准备就绪仪器进入待测状态。6月29日1时04分，测沙仪显示含沙量为0.175kg/m3，说明开始涨沙，准确测得含沙量的起涨点。6小浪底水文站距小浪底水库的大坝很近，6月30日上午，当流量涨上来后，含沙量变化很快，含沙量每分钟的

5、变化率为1.50kg/m3以上，到11时57分沙峰为192kg/m3，达到这次调水调沙仪器显示的最大含沙量。此次调水调沙，测沙仪把每次沙峰的变化过程都完整地进行了记录。振动式测沙仪于6月28日17时入水，仪器在水下连续工作了110小时，至7月3日8时提出水，采集了近120000组数据（每3秒种一组数据），圆满完成了该次含沙量监测工作，取得了宝贵的资料。见下表（主要变化转折点）：2008年小浪底站振动式测沙仪比测情况6月28日17时仪器放入水后，此时小浪底水文站断面上的河水可以说清澈见底，仪器经过清水调零后，

6、一直稳定地显示含沙量在0.005～0.008kg/m3范围内，仪器处于正常的待测状态。调水调沙结束小浪底水库排沙洞关闸，河道半小时后水变清了，仪器显示含沙量为0.050kg/m3，最后含沙量显示在0.003～0.008kg/m3，把仪器提出水圆满完成了该次监测任务。根据仪器研制人员讲：测沙仪从科研样机到产品样机从未有2.00kg/m3以下的实测资料，这次是第一次测到。而且小含沙量也满足精度指标。6黄河第八次调水调沙结束后，对振动式测沙仪记录的数据，水文站用简易法处理出报汛的数据和用置换法处理出整编的数据进行

7、了汇总、统计、计算、分析、摘录、套绘，见下图：小浪底站振动式测沙仪比测过程线分析。四、存在问题1、监测数据的异常突变以及水草漂浮物影响仪器的测验稳定性。小浪底水文站主流一直是靠左岸的。仪器入水的地方靠近主流，在水文站取单沙的位置上。仪器放在相对水深0.2的位置上，随着水位变化调整测点深，测点位置上的流速在1.5~3.5m/s范围内变化，测点位置的水流顺直，无翻水，大部分时间没有水草和漂浮物，适合振动式测沙仪监测含沙量的变化。但天然河道的情况是很复杂的，振动式测沙仪这次在小浪底水文站使用时，6月29日11时3

8、4分就出现一次含沙量突变9.10kg/m3的情况。经过观察和分析，认为仪器在水下意外受到了非正常情况，取样处理出含沙量的结果确认是仪器的显示值发生了突变，通过在浑水中调零使仪器恢复了正常工作状态。6小浪底水文站离小浪底水库很近，水中的水草漂浮物比下游水文站要少得多，但并不是没有。此次，在小浪底水文站的应用中就因水草漂浮物的影响，使仪器的显示值有两次不正常。第一次仪器的进水口挂了小毛草，使仪器显示值偏大，把仪器提出