泥沙蒸發(fā)水質(zhì)墑情(南京水利水文自動(dòng)化研究所姚永熙)(文件)
【正文】 測(cè)量自動(dòng)分析過(guò)程中某種物質(zhì)的濃度 ，從而換算得知需測(cè)定的水質(zhì)參數(shù)量 。 ? ⑵ 方法準(zhǔn)確 ， 測(cè)量準(zhǔn)確性高 。 有時(shí)候 ， 抽水取水設(shè)備的制造安裝成本是很高的 。 墑情自動(dòng)測(cè)量?jī)x器 ? 直接測(cè)量土壤含水量－烘干法（標(biāo)準(zhǔn)方法） 中子法 微波測(cè)量方法 ? 土水勢(shì)測(cè)量方法－張力計(jì)法 （負(fù)壓計(jì) 張力計(jì)中的水通過(guò)瓷杯壁上的孔隙與土壤水分建立水力聯(lián)系 。 使用的壓力變送器主要是壓力表和壓阻式壓力傳感器 。 雷達(dá)使用微波 ， 有時(shí)也把使用微波的儀器稱(chēng)為雷達(dá)土壤濕度儀 。 稱(chēng)為 頻域反射 儀（ Frequency Domain Reflectometry,簡(jiǎn)稱(chēng) FDR） 。 ? C為 300 000km/s。 而且容重 、 溫度對(duì)土壤的介電常數(shù)與土壤含水量的關(guān)系影響很小 。 ? 但實(shí)際應(yīng)用時(shí) ， 應(yīng)該標(biāo)定使用地點(diǎn)的土壤容積水含量與土壤介電常數(shù)的關(guān)系 ， 并要注意其穩(wěn)定性 。 頻域反射儀（ FDR）的工作原理 ? 插入土壤中的電極與土壤 （ 土壤被當(dāng)作電介質(zhì) ） 之間形成電容 ， 并 與 高 頻 震 蕩 器 形 成 一 個(gè) 回 路 。 ? FDR墑情傳感器采用的是 100MHz左右的電磁波，波在傳輸過(guò)程中受土壤的溫度和電導(dǎo)率（鹽份）的影響大，即使采用溫度補(bǔ)償，其測(cè)量精度比 TDR 墑情傳感器仍可能要低一些。 中子土壤濕度儀 —— 工作原理 ? 快中子源發(fā)出的中子在通過(guò)土壤時(shí)遇到土壤水的氫原子后 ， 快中子將失去部分動(dòng)能變?yōu)槁凶?， 測(cè)出慢中子的數(shù)量可以計(jì)算出土壤中的含水量 。 —— 儀器結(jié)構(gòu)與組成 ? 儀器包括快中子源 、 慢中子檢測(cè)器 、 處理記錄顯示儀 。 慢中子產(chǎn)生的原因就和水中的氫原子有關(guān) ， 放射源是比較穩(wěn)定的 ， 慢中子計(jì)數(shù)也是很準(zhǔn)確的 。 也是因?yàn)樗姆派湫?， 與前述的同位素測(cè)沙儀一樣 ， 國(guó)內(nèi)水文測(cè)驗(yàn)上很少應(yīng)用 。 謝謝 姚永熙 2023 演講完畢 ， 謝謝觀(guān)看 ！ 。 ? 由于要使用放射源 ， 應(yīng)用中各個(gè)環(huán)節(jié)要有專(zhuān)門(mén)規(guī)定 。 特點(diǎn)和應(yīng)用 ? 中子土壤濕度儀工作穩(wěn)定 、 測(cè)量迅速 、 準(zhǔn)確度高 ， 很適于長(zhǎng)期自動(dòng)測(cè)量 。 記錄顯示儀控制儀器定時(shí)測(cè)量計(jì)數(shù) ，并顯示和記錄測(cè)得數(shù)值 。 這個(gè)規(guī)律很確定 ， 因此測(cè)得的慢中子數(shù)和土壤含水量的關(guān)系相當(dāng)穩(wěn)定 。 ? 一般認(rèn)為介電常數(shù)的平方根與土壤含水量存在穩(wěn)定關(guān)系 ，可以適用于多種土壤 。 在電路的設(shè)計(jì)中有人采用駐波映射土壤含水量 ， 有人采用高頻電容映射土壤含水量 。 ? 這種儀器價(jià)格較貴 ， 一般情況下傳輸電纜不會(huì)超過(guò)5m（ 需要延長(zhǎng)時(shí)要另行處理 ） ， 所以比較適用于臨時(shí)性和半永久性地在測(cè)點(diǎn)使用 。 ?? ??CV22VC??時(shí)域反射儀（ TDR）的性能特點(diǎn) 準(zhǔn)確性分析 ? 時(shí)域反射儀測(cè)量原理準(zhǔn)確 ， 電磁波傳播速度的影響因素 、 磁性常數(shù) 、 介電常數(shù)的物理意義很明確 ， 只要能準(zhǔn)確測(cè)量出傳播速度 ， 就可以得到較準(zhǔn)確的土壤含水量 。 ? 不同質(zhì)地土壤的介電常數(shù)與土壤含水量的關(guān)系可以統(tǒng)一標(biāo)定 。 總的講 ， TDR的性能優(yōu)于FDR， 但價(jià)格也貴些 。 ? 如測(cè)量單向傳播速度 ， 稱(chēng)為 TDT。 測(cè)得土壤水吸力后 ， 再依據(jù)土壤性質(zhì) ， 利用這種土壤的土壤水吸力與土壤含水量的關(guān)系確定土壤含水量 。 除非土壤水分飽和 ， 在土壤水吸力的作用下張力計(jì)內(nèi)的部分水會(huì)向外運(yùn)動(dòng)而使張力計(jì)內(nèi)形成負(fù)壓 ， 測(cè)量張力計(jì)內(nèi)負(fù)壓的大小即可得到土壤水吸力的值 。 張力計(jì)下端裝有一特制瓷杯 ， 瓷杯壁上的孔隙允許有壓水通過(guò)孔隙 ， 而對(duì)空氣起阻止作用 。 可能受泥沙 、 水色影響 ?？偟闹v可以達(dá)到 1～ 5%的誤差范圍 。 水質(zhì)自動(dòng)分析儀的特點(diǎn) ? ⑴ 功能完善 ， 可以分析大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)才能分析的水質(zhì)參數(shù) 。 ? —— 通過(guò)各種光學(xué)方法測(cè)定某些物質(zhì)含量 ， 如紫外分光光度儀常被應(yīng)用 。 主要有下述幾種基本原理： ? —— 定量加入某種試劑與待測(cè)物反應(yīng) ， 直至這種物質(zhì)消失 。一些復(fù)雜的 “ 電極 ” 已能測(cè)量 COD等參數(shù)。 ? —— 有 些參數(shù)，如水溫、濁度、水深（壓力）、電導(dǎo)率等也用一個(gè) “ 電極 ” 來(lái)測(cè)量，但測(cè)量元件就不是上述的電極了，它們是溫度傳感器、光電濁度探頭、壓力傳感器等。 ? —— 測(cè)離子濃度的測(cè)量電極由一個(gè)離子選擇性電極和一個(gè)電位恒定的參比電極組成 。 已有這種自記蒸發(fā)器 ， 其自動(dòng)化程度和準(zhǔn)確性都很高 。 不過(guò) ，水位測(cè)量必須非常準(zhǔn)確 ， 一般產(chǎn)品不易做到 。 如果遇到降雨 ， 小雨時(shí)類(lèi)似補(bǔ)水效果 （ 還可測(cè)得降雨量 ） ， 雨停后仍能自動(dòng)測(cè)量蒸發(fā) 。 為了達(dá)到較高的準(zhǔn)確性 ， 常采用光電編碼器 。 需要補(bǔ)水水箱或水源 。 另外還有超聲自記蒸發(fā)器 ， 應(yīng)用磁致伸縮液位傳感器的自記蒸發(fā)器 。 由于要保證蒸發(fā)桶內(nèi)水面不能發(fā)生較大變化 ， 自動(dòng)蒸發(fā)器還必須有向蒸發(fā)桶內(nèi)補(bǔ)水的功能 。 在 《 水面蒸發(fā)器 》 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)水面蒸發(fā)器就是原來(lái)的 E601B型水面蒸發(fā)器 。 —— 自動(dòng)蒸發(fā)觀(guān)測(cè)儀器都是在 E601B的基礎(chǔ)上構(gòu) 成的 。 ? 4．抽水采樣時(shí)，流量應(yīng)較小，以免擾動(dòng)井中水體。應(yīng)主要使用不銹鋼、玻璃、穩(wěn)定的工程塑料等材料。 ? 產(chǎn)品 ? 河海大學(xué)曾有過(guò)早期產(chǎn)品。在沉降管（區(qū)）內(nèi)，某一時(shí)刻不同 粒徑 的粒子群將處于不同的高度。 ? —— 光散射衍射法。 使用軟底網(wǎng)以貼緊河床 ， 用尼龍網(wǎng)袋承集所采推移質(zhì)樣品 。 有利于采樣效率的穩(wěn)定 。泥沙收集器的結(jié)構(gòu)可能是底部的一些檔板 、 固定在出口處的網(wǎng)兜 、 或者是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的收集室 。 推移質(zhì)泥沙通過(guò)口門(mén)進(jìn)入采樣器的泥沙收集器 ， 經(jīng)過(guò)一預(yù)定的時(shí)間后 ，提起采樣器 ， 根據(jù)采集到的推移質(zhì)質(zhì)量 ， 口門(mén)寬度 、采樣歷時(shí)計(jì)算出斷面上該點(diǎn)的河底單位寬度 、 單位時(shí)間的推移質(zhì)輸沙率 。 。 在長(zhǎng)期使用時(shí) ， 在不同測(cè)量環(huán)境下 ， 很有可能發(fā)生淤積問(wèn)題 。 ? —— 影響儀器測(cè)沙性能和穩(wěn)定性的因素較多 。 ? 儀器設(shè)
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