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)-全文預(yù)覽
【正文】 計(jì)制作定型后 ， 除水體密度外 ， 上述各量均為定值 ， 水體密度和振動(dòng)管固有振動(dòng)頻率為單值函數(shù) ， 可以由振動(dòng)管振動(dòng)頻率推求水體密度以及含沙量 。 同位素測(cè)沙儀應(yīng)該有較好的應(yīng)用前景 。 含沙量太低時(shí) ， 測(cè)量誤差較大 。 更重要的是它們受泥沙顆粒大小 、 容重 、 粘性的影響很小 。測(cè)得 γ 射線通過水體后的強(qiáng)度 I， 由已知的 I0和 R， 就可以由下式計(jì)算水體密度： ? )(10IILnRL??? LReII ??? 0?同位素測(cè)沙儀的性能和應(yīng)用 1． 技術(shù)性能 ? 同位素測(cè)沙儀能適應(yīng) ～ 1000 kg/m3的大含沙量范圍 ， 也能適應(yīng)較大的流速 。 ? 此式與超聲波測(cè)沙的計(jì)算公式類似 ， 說明這二類儀器的工作原理是相近的 。 axox ePP ??Px同位素測(cè)沙儀的工作原理 ? 同位素測(cè)沙儀利用 γ 射線通過物質(zhì)時(shí)的能量衰減原理測(cè)量被測(cè)物質(zhì)的密度 ， 從而測(cè)得含沙量 。 ? 可以應(yīng)用聲學(xué)多普勒原理測(cè)量水中的含沙量 。 可以用下式表示其衰減規(guī)律： ? 式中： 為原振幅； ? 為超聲波傳輸?shù)骄嚯x聲源 x處的振幅； ? x為超聲波傳輸?shù)木嚯x； a為聲波衰減系數(shù)； ? 聲波衰減系數(shù)是由純水和水中含沙量二部分衰減系數(shù)組成的 。 ? 特點(diǎn)和應(yīng)用 ? 光電測(cè)沙儀能自動(dòng)長(zhǎng)期工作 ， 自動(dòng)測(cè)量含沙量 ， 測(cè)量速度很快 ， 測(cè)得數(shù)據(jù)可以很方便地長(zhǎng)期存貯和供自動(dòng)傳輸 。 ? 上述典型產(chǎn)品原來只用于 1 kg/m3的含沙量 ， 并限于在 30μ m的泥沙的粒徑時(shí) 。 rdKLCe 2/30 ????rdKL Ce 2/30 ?? ???0光電測(cè)沙儀的性能和應(yīng)用 ? 準(zhǔn)確性分析 ? 由公式可知 ， 泥沙容重 r、 泥沙直徑 d、 吸收系數(shù) k都不是定值 ， 泥沙直徑的影響不可忽視 。 ? 可以用下式估算光的衰減： ? 式中： 透過介質(zhì)后的光通量； ? 透過介質(zhì)前的原光通量 。 測(cè)出光線減弱量 ， 再根據(jù)傳輸距離等影響因素 ， 就可以計(jì)算出液體的濁度 。 在國(guó)外 ， 這些儀器用于水文測(cè)驗(yàn)的正式產(chǎn)品也不多 。 用流速儀測(cè)量采樣器處的天然流速 。 20%， 即 K = ～ 。 入水后 ， 利用柔軟乳膠皮囊具有彈性變形和良好的壓力傳導(dǎo)作用的特點(diǎn) ， 乳膠皮囊自動(dòng)調(diào)節(jié)取樣容積 ， 始終保持皮囊內(nèi)外壓力平衡 ， 達(dá)到瞬時(shí)調(diào)壓的目的 。 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、無需設(shè)置專門的調(diào)壓裝置 、 操作方便 、 可靠性高 、 現(xiàn)場(chǎng)可以更換取樣艙 (皮囊 ） 、 進(jìn)口流速系數(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) ， 容易得到應(yīng)用 。 因此 ， 一直在研究較為理想的積時(shí)式采樣器 。 ? 積時(shí)式采樣器按工作原理分為瓶式 、 調(diào)壓式 、 皮囊式；按測(cè)驗(yàn)方法分為積點(diǎn)式 、 雙程積深式 ， 單程積深式；按結(jié)構(gòu)形式分為單艙式 、 多艙式 、 轉(zhuǎn)盤式；按儀器重量分可從手持式 3kg重到能適用于深水 、 高流速大江大河的近 1000kg重；按控制進(jìn)水口門開關(guān)的方式有機(jī)械控制閥門與電控閥門 ， 電控閥門又分為有線控制與纜道無線控制等 。 積時(shí)式采樣器簡(jiǎn)介 ? 積時(shí)式采樣器是采集江河水體中某一時(shí)段內(nèi)懸移質(zhì)泥沙水樣的儀器 。 三、泥沙測(cè)驗(yàn)儀器 蒸發(fā)觀測(cè)儀器 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器 墑情自動(dòng)測(cè)量?jī)x器 泥沙測(cè)驗(yàn)儀器 泥沙測(cè)驗(yàn)儀器的分類 ? 懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)儀器 懸移質(zhì)采樣器 —— 采取含沙水樣 自動(dòng)懸移質(zhì)測(cè)沙儀 —— 在水中直接測(cè)得含沙量 ? 推移質(zhì)采樣器 ? 河床質(zhì)采樣器 ? 室內(nèi)用的泥沙分析儀器 懸移質(zhì)采樣器 懸移質(zhì)采樣器分為 瞬時(shí)式和積時(shí)式 兩大類 。 ? 應(yīng)該優(yōu)先使用積時(shí)式采樣器 。 采得的水樣克服了泥沙脈動(dòng)的影響 。 調(diào)壓式采樣器 ? 由于瓶式采樣器只能用雙程積深法取樣 ， 不能采集到任意測(cè)點(diǎn)的水樣 ， 這種采樣器與理想采樣器的要求差距較大 。 皮囊式采樣器也是一種調(diào)壓積時(shí)式采樣器 。 在儀器入水前 ， 將乳膠皮囊內(nèi)空氣排凈 。 10%， 即K = ～ ； ? 當(dāng)含沙量在 30～ 100 kg/m3時(shí) ， 應(yīng)有 75%的累計(jì)頻率達(dá)到 177。 用采樣器采得的水樣 （ 體積 ） 、 采樣歷時(shí) 、 進(jìn)水管口徑計(jì)算進(jìn)水管內(nèi)的水樣進(jìn)口流速 。 這樣的儀器有： —— 光電測(cè)沙儀 —— 振動(dòng)測(cè)沙儀 —— 同位素測(cè)沙儀 —— 超聲波測(cè)沙儀 ? 這些儀器處在不同的發(fā)展階段 ， 有各自可能的適用范圍和特點(diǎn) ， 但均未在國(guó)內(nèi)水文測(cè)驗(yàn)中正式使用 。 光電測(cè)沙儀的工作原理 ? 光線通過渾濁的液體時(shí) ， 因渾濁度不同 ， 光強(qiáng)度會(huì)有不同程度的減弱 。 ? 光線在水中的衰減與下列因素有關(guān)： ? L—— 光程 ， 光線在液體介質(zhì)中通過的路程； ? K—— 吸收系數(shù) ， 某種介質(zhì)相對(duì)于光線的特性； ? C—— 含沙量 ， 水中懸移質(zhì)含沙量； ? d —— 懸移質(zhì)平均粒徑； ? r —— 懸移質(zhì)容重 。 ? 大量?jī)x器還是通過實(shí)際率定來確定含沙量和測(cè)得光通量之間的關(guān)系的。 不適用于較大泥沙含量 。 20% 。 超聲波測(cè)沙儀的工作原理 ? 超聲波在水中傳播時(shí) ， 能量將不斷衰減 。 測(cè)得超聲波衰減量和水中的泥沙含量 。 ? 由于它適用于高含沙量測(cè)量 ， 在工業(yè)上有相應(yīng)的測(cè)量泥漿濃度的產(chǎn)品 。 如入射 γ 射線強(qiáng)度為 I0， 穿過水體厚度為 L， 透過水體后的射線強(qiáng)度為 I， 則： ? ? 式中： R—— γ 射線在水體中的質(zhì)量衰減系數(shù)； ? ρ —— 水體密度 。 儀器相應(yīng)的 R值可以經(jīng)測(cè)試后
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