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悬移质取样

/suspended load sampling/
条目作者郭松林

郭松林

最后更新 2024-12-03
浏览 138
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采集随水流运动、悬浮在水流中的泥沙颗粒的技术。

英文名称
suspended load sampling
所属学科
测绘学

主要是以船舶为载体,使用水样采集器具,采集水体中泥沙颗粒,以测定水体含沙量或沙样颗粒粒径分布规律。是水文观测的重要内容。

对河流泥沙冲刷、搬运和堆积的研究,需要了解水流中悬移质的量级、种类和泥沙粒径级配情况,这种需求促进了本项技术的进步。1808年,在莱茵河上首次用直接取样法分析含沙量。在1875年设计出活门采样器后,相继出现了在此基础上改进的直通式采样器、斜通式采样器和各类横式采样器。其中,各类横式采样器仍是常用的采样器具。

取样通常以一定的时间间隔(一般为1小时),持续不少于一个潮汐涨、落过程所需时间。每一份样品量通常不少于1升。取样方法通常可分为:① 瞬时法。取样采用瞬时式采样器,主要是横式采样器,由取样筒、两端筒盖及连接和控制组件构成。采样时,先张开筒盖,将采样器放至采样位置,此时水流可以从筒中正常流过,然后操纵控制开关,借弹簧拉力将筒盖关闭,收回采样器,完成一次采集水样操作。②积时法。分为积点法和积深法两种方式。积点法是将积点式采样器放至采样位置,打开控制阀连通取样器内外,利用水流动压力水头持续采集某一时段内的水样。此法在海洋水文观测中极少采用。瞬时法和积点法一般采取分层取样的方法实施。分层方法根据取样点处水深、取样目的差异,通常可分为一点法、三点法、五(或六)点法和多点法等分层方法。若取样点处取样时的水深为H,分层方法为:一点法取样位置位于水面下0.6H处;三点法取样位置分别位于表层(水面下0.2~0.5米)、0.6H、底层(底面上0.2~0.5米处);五(或六)点法取样位置分别位于表层、0.2H、0.4H、0.6H、0.8H、底层。此法多点法极少采用,多用于水深较大的采样站点,除表、底两层外,其他各层大多以5.0米为间隔进行分层。

积深法是由海面至海底垂线方向上连续汲水采集水样,可测定垂向平均含沙量。工作原理如图1所示,采样管进水口压力等于采样瓶内气压,利用排气口与进水口的压差,由进水口采集水样。采样时,将采样瓶置于配重件上0.2~0.5米处,由水面以匀速放至水底,然后立即从水底将采样瓶匀速提出水面,采样瓶出水时,如瓶内水样没有淹没排气管瓶内管口,本次采样结束。否则,清空采样瓶,重复上述作业,并在下放和上提过程中加快速度。积深法适用于水深较浅的采样活动。

积深法采样工作原理示意图积深法采样工作原理示意图

悬浮在水流中的泥沙颗粒,在水流速度降低时产生沉降,形成淤积。悬移质取样是为岸滩演变分析和回淤分析提供基础观测数据的重要工作,在海洋工程建设、管理和运营过程中具有重要作用。

  • 朱晓原,张留柱,姚永煕.水文测验实用手册.北京:中国水利水电出版社,2013.

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