第讲泥沙测验.ppt

水文测验学

(Hydrometry)一、推移质泥沙测验的目的、工作内容

（一）推移质泥沙测验的目的

推移质泥沙运动是河流输送泥沙的另一种基本形式，泥沙的推移质数量一般比悬移质少，但在一些上游山区河流，其推移量往往很大。由于推移质泥沙颗粒较粗，常常淤塞水库、灌渠及河道，不易冲走，对水利工程的管理运用、防洪航运等影响很大。为了研究和掌握推移质运动规律，为修建港口、保护河道、兴建水利工程、大型水库闸坝设计、管理等提供依据，为验证水工物理模型与推移质理论公式提供分析资料，因此，开展推移质测验具有重要意义。第三节推移质和河床质泥沙测验（二）推移质输沙率测验工作内容1．在各垂线上采取推移质沙样。

2．确定推移质移运地带的边界。3．采取单位推移质水样。4．进行各项附属项目的观测，包括取样垂线的平均流速，取样处的底速、比降、水位及水深，当样品兼作颗粒分析时，加测水温。5．推移质水样的处理，当推移质测验与流量、悬移质输沙率测验同时进行时，上述大多数附属项目可以从流量成果中获得。

（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。

二、推移质泥沙测验仪器及测验方法

（一）推移质泥沙测验仪器及测验方法

1.对推移质采样器的性能要求

（1）仪器进口流速应与测点位置河底流速接近（2）采样器口门要伏贴河床，对附近床面不产生淘刷或淤积。

（3）取样效率高，效率系数稳定，进入器内泥沙堆沙部位合理。

（4）外形合理、有足够的取样容积，并有一定的自重以保持取样位置不因水流冲击改变。

（5）结构简单、牢固、操作方便灵活。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，加载铅块固定在器顶两侧。取样效率系数为30%。（2）沙质推移质采样器（压差式采样器）

压差式采样器的设计原理：在采样器的出口处制造一个压力差，来抵消仪器进口处因阻力引起的能量损失。具体作法是将采样器的器身制造成向下游方向扩散的形式，使仪器尾门所承受的压力比进口处低，形成压力差．1）黄河59型推移质采样器。采样器的器身是一个向后方扩散的方匣，水流进入器内后，流速减小，有利于泥沙的沉积。该仪器存在问题是口门不易吻贴河床，致使附近河床产生局部冲刷。2）长江大型沙质推移质采样器（Y78-1型）。

该仪器的特点是有合理的外型、阻水较小，器内集沙稳定，仪器前半身装有加重铅块，尾部装有浮筒，在口门底部装有托板可防止因仪器头部加重而下陷，托板前沿作成向前倾斜的刀口形（简称唇刀），使口门较好吻贴河床，仪器出口面积比进口面积大30%，由此所形成的压力差可调节仪器近口流速接近于天然流速。该仪器目前被国内外一致认为是一种较理想性能良好的沙质推移质采样器。（二）推移质泥沙测验的其它方法

除了用采样器施测推移质外，还有其它一些方法，简述如下：

1．坑测法???

在天然河道河床上设置测坑以测定推移质。这是目前直接测定推移质输沙率最准确的方法，主要用来率定推移质采样器的效率系数。坑测法有以下几种型式：

（1）在卵石河床断面上设置若干测坑，坑沿与河床高度齐平。洪水后，测量坑内推移质淤积体积，计算推移质量。

（2）在沙质河床断面上埋设测坑，用抽泥泵连续吸取落入坑内的推移质。此法可施测到推移质输沙率的变化过程。

（3）沿整个河槽横断面设置集沙槽，槽内分成若干小格，利用皮带输送装置，把槽内的推移质泥沙输送到岸上进行处理。