河流悬移质泥沙测验规范.DOC
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1、河流悬移质泥沙测验规范 GB50159-92 中华人民共和国国家标准河流悬移质泥沙测验规范 GB50159-92主编部门:中华人民共和国水利部批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1992年12月1日关于发布国家标准河流悬移质泥沙测验规范的通知建标1992516号 根据国家计委计综1986250号文和建设部建标1991727号文的要求,由水利部会同有关部门共同制订的河流悬移质泥沙测验规范,已经有关部门会审。现批准河流悬移质泥沙测验规范GB5015992为强制性国家标准,自1992年12月1日起施行。 本规范由水利部负责管理,其具体解释等工作由水利部黄河水利委员会水文局负责。出版发行由建设部
2、标准定额研究所负责组织。中华人民共和国建设部1992年8月10日编 制 说 明 本规范是根据国家计委计综【1986】250号文的要求,由我部黄河水利委员会水文局负责主编,并会同有关单位共同编制而成。 在本规范的编制过程中,规范编制组进行了广泛的调查研究,认真总结我国河流悬移质泥沙测验的实践经验,参考了有关国际标准和国外先进标准,针对主要技术问题开展了科学研究与试验验证工作,并广泛征求了全国有关单位的意见,最后,由我部会同有关部门审查定稿。 鉴于本规范系初次编制,在执行过程中,希望各单位结合工程实践和科学研究,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交我部黄河水
3、利委员会水文局(河南郑州市城北路2号,邮编:450004),以供今后修订时参考。中华人民共和国水利部1992年1月目 录第一章 总则第二章 悬移质测验仪器的选择和操作要求 第一节 仪器的技术要求 第二节 不同悬移质测验仪器的适用条件 第三节 仪器的操作要求第三章 悬移质输沙率及颗粒级配测验 第一节 一般规定 第二节 悬移质输沙率及颗粒级配的测次分布 第三节 悬移质输沙率的测验方法 第四节 悬移质输沙率颗粒级配的取样方法 第五节 相应单样的采取 第六节 沙质河床用间接法测定全沙输沙率 第七节 误差来源及控制第四章 单样含沙量测验 第一节 一般规定 第二节 单样含沙量测验的测次分布 第三节 单样颗
4、粒级配的测次分布 第四节 单样含沙量的测验方法 第五节 单样含沙量的停测和目测 第六节 误差来源及控制第五章 高含沙水流条件下的泥沙测验 第一节 含沙量及颗粒级配测验 第二节 流变特性的测定 第三节 泥石流、浆河、揭河底观测第六章 悬移质水样处理 第一节 一般规定 第二节 烘干法 第三节 置换法 第四节 过滤法 第五节 误差来源及控制第七章 悬移质泥沙测验资料的计算、检查与分析 第一节 实测含沙量的计算 第二节 断面输沙率及断面平均含沙量的计算 第三节 实测成果的合理性检查 第四节 简化悬移质输沙率测验方法的分析 第五节 简化颗粒级配取样方法的分析 第六节 单样取样位置的分析 第七节 悬移质输
5、沙率及颗粒级配的间测分析第八章 悬移质泥沙测验不确定度估算 第一节 一般规定 第二节 悬移质泥沙测验误差组成及所需资料的收集 第三节 分项不确定度的估算和控制指标 第四节 总随机不确定度和系统误差估算附录一 悬移质水样处理设备及操作方法附录二 悬移质泥沙测验报表格式及填制说明附录三 高含沙水流流变特性试验方法附录四 本规范用词说明附加说明第一章 总 则第1.0.1条 为了对河流悬移质输沙率、含沙量和颗粒级配测验及悬移质泥沙测验不确定度估算等,规定统一的方法和技术要求,使悬移质泥沙测验做到技术先进和经济合理,为经济建设提供可靠的基础资料,制定本规范。第1.0.2条 本规范适用于国家基本泥沙站、水
6、文实验站和专用站的悬移质泥沙测验。第1.0.3条 国家基本泥沙站的分类,应符合下列规定:一、一类站为对主要产沙区、重大工程设计及管理运用、河道治理或河床演变研究等起重要控制作用的站;二、二类站为一般控制站和重点区域代表站;三、三类站为一般区域代表站和小河站。第1.0.4条 各类站的测验项目和要求应符合下列规定:一、一类站应施测悬移质输沙率、含沙量及悬移质和床沙的颗粒级配,测验精度应高于二、三类站,并进行长系列的全年观测。部分一类站根据需要,可采用直接法或间接法进行全沙输沙率测验,或进行河道断面测量;二、二类站应施测悬移质输沙率和含沙量,大部分二类站应测悬移质颗粒级配,测验精度可低于一类站;三、
7、三类站应施测悬移质输沙率和含沙量,部分三类站应测悬移质颗粒级配,测验精度可低于一、二类站。第1.0.5条 国家基本泥沙站进行悬移质泥沙巡测时,应符合下列规定:一、已建立单断沙关系的,非汛期可实行巡测,汛期应有专人驻站或采用自动测沙装置进行单样含沙量测验,测次分布应能控制含沙量变化过程,巡测输沙率时应检查单样含沙量测验方法和校核单断沙关系; 二、流量与输沙率关系较稳定的站,可只测输沙率,输沙率测次分布应满足资料整编要求。 第1.0.6条 二、三类站的悬移质输沙率及颗粒级配测验,当符合本规范第七章第七节间测条件时,可实行间测。 第1.0.7条 悬移质泥沙测验,除执行本规范外,还应遵守现行国家标准水
8、文测验术语和符号标准、水位观测标准及河流流量测验规范等的有关规定。第二章 悬移质测验仪器的选择和操作要求第一节 仪器的技术要求第2.1.1条 各类积时式采样器应符合下列规定:一、仪器外形应为流线型,管嘴进水口应设置在水流扰动较小处,取样时,应使仪器内的压力与仪器外的静水压力相平衡;二、当河流流速小于5m/s和含沙量小于30g/m3时,管嘴进口流速系数在0.91.1之间的保证率应大于75%,含沙量为30100kg/m3时,管嘴进口流速系数在0.71.3之间的保证率应大于75%;三、仪器取样容积应能适应取样方法和室内分析要求,可采用较长的取样历时,以减少泥沙脉动影响;四、仪器应能取得接近河床床面的
9、水样,用于宽浅河道的仪器,其进水管嘴至河床床面距离宜小于0.15m;五、当采用各种混合法取样时,仪器应能减少管嘴积沙影响;六、仪器应制作简单,结构牢固,工作可靠,维修方便,容器可卸下冲洗。第2.1.2条 横式采样器应符合下列规定:一、仪器内壁应光洁和无锈迹;二、仪器两端口门应保持瞬时同步关闭和不漏水;三、仪器的容积应准确;四、仪器筒身纵轴应与铅鱼纵轴平行,且不受铅鱼阻水影响。第2.1.3条 现场测沙仪应符合下列规定:一、仪器的工作曲线应比较稳定,对水温、泥沙颗粒形状、颗粒组成及化学特性等的影响,应能自行校正,或能将误差控制在允许范围内;二、仪器在施测低含沙量时,其稳定性与可靠性应不低于积时式采
10、样器;三、仪器在连续8h工作时应保持稳定;四、仪器的校测方法应简便可靠且校测频次较少;五、仪器能可靠地施测接近河床床面的含沙量;六、仪器应便于携带、操作和维修。第二节 不同悬移质测验仪器的适用条件第2.2.1条 调压积时式采样器,适用于含沙量小于30kg/m3时的选点法和混合法取样。第2.2.2条 皮囊积时式采样器,适用于不同水深和含沙量条件下的积深法、选点法和混合法取样。第2.2.3条 普通瓶式采样器,适用于水深在1.05.0m的双程积深法和手工操作取样。第2.2.4条 横式采样器,能在不同水深和含沙量条件下取样,但不适用于缆道测沙,精度要求较高时不宜使用。第2.2.5条 同位素测沙仪,适用
11、于含沙量大于20kg/m3时的选点法测沙。第三节 仪器的操作要求第2.3.1条 各种采样器使用前应进行检查。在测验过程中,发现问题应及时查明原因并进行处理。取样后,除更换盛样容器或现场测量容积有困难外,应在现场量记水样容积,并应将盛样容器冲洗干净。第2.3.2条 采用积时式采样器和积深法取样,应符合下列规定:一、取样仪器应等速提放;二、当水深小于或等于10m时,提放速度应小于垂线平均流速的1/5;当水深大于10m时,提放速度应小于垂线平均流速的1/3;三、采用积深法取样时,一类站的水深不宜小于2.0m,二、三类站的水深应大于1.0m;四、仪器处于开启状态时,不得在河底停留;五、仪器的悬吊方式,
12、应保证仪器进水管嘴正对流向;六、仪器取样容积与仪器水样仓或盛样容器的容积之比应小于0.9,发现仪器灌满时,所取水样应作废重取。第2.3.3条 采用横式采样器取样,应符合下列规定:一、在水深较大时,应采用铅鱼悬挂仪器;二、采用锤击式开关取样时,必须在仪器关闭后再提升仪器;三、倒水样前,应稍停片刻,防止仪器外部带水混入水样。第2.3.4条 采用普通瓶式采样器取样,应符合下列规定;一、当垂线平均流速小于或等于1.0m燉s时,应选用管径为6mm的进水管嘴;二、当垂线平均流速大于1.0m燉s时,应选用管径为4mm的进水管嘴;三、仪器排气管嘴的管径,均应小于进水管嘴的管径。第2.3.5条 采用同位素测沙仪
13、测沙,应符合下列规定:一、仪器使用前,应精确率定工作曲线;二、测量含沙量时,仪器探头至水面、河底的距离,均不得小于放射源的探测半径;三、仪器在使用期间,应定期用积时式采样器对工作曲线进行校测,当前后两次校测的关系点与原工作曲线系统偏离小于或等于2%时,原工作曲线可继续使用,超过2%时,应重新确定工作曲线。第三章 悬移质输沙率及颗粒级配测验第一节 一般规定第3.1.1条 采用不同的悬移质输沙率测验方法测定断面平均含沙量,均必须符合部分流量加权原理和精度要求。第3.1.2条 悬移质输沙率测验的工作内容,应符合下列规定:一、布置测速和测沙垂线,在各垂线上施测起点距和水深,在测速垂线上测流速,在测沙垂
14、线上采取水样,测沙垂线应与测速垂线重合;二、观测水位、水面比降,当水样需作颗粒分析时,应加测水温;三、需要建立单断沙关系时,应采取相应单样;四、采用浮标法测流或采用全断面混合法测输沙率时,只在测沙垂线上采取水样。第3.1.3条 测定悬移质泥沙断面平均颗粒级配的各种测验方法,均必须符合部分输沙率加权原理和精度要求。第二节 悬移质输沙率及颗粒级配的测次分布第3.2.1条 一年内悬移质输沙率的测次,应主要分布在洪水期,并符合下列规定:一、采用断面平均含沙量过程线法进行资料整编时,每年测次应能控制含沙量变化的全过程,每次较大洪峰的测次不应少于5次,平、枯水期,一类站每月测510次,二、三类站每月测35
15、次;二、一类站历年单断沙关系线与历年综合关系线比较,其变化在3%以内时,年测次不应少于15次,二、三类站作同样比较,其变化在5%以内时,年测次不应少于10次,历年变化在2%以内时,年测次不应少于6次,并应均匀分布在含沙量变幅范围内;三、单断沙关系线随水位级或时段不同而分为两条以上关系曲线时,每年悬移质输沙率测次,一类站不应少于25次,二、三类站不应少于15次,在关系曲线发生转折变化处,应分布测次;四、采用单断沙关系比列系数过程线法整编资料时,测次应均匀分布并控制比例系数的转折点,在流量和含沙量的主要转折变化处,应分布测次;五、采用流量输沙率关系曲线法整编资料时,年测次分布,应能控制各主要洪峰变
16、化过程,平、枯水期,应分布少量测次。第3.2.2条 堰闸、水库站和潮流站的悬移质输沙率测次,应根据水位、含沙量变化情况及资料整编要求,分布适当测次。新设站在头三年内,应增加输沙率测次。第3.2.3条 一年内测定断面平均颗粒级配的测次,应主要分布在洪水期,并应符合下列规定:一、当用断面平均颗粒级配过程线法进行资料整编时,一、二类站,每年测次应能控制颗粒级配变化过程,每次较大洪峰测35次,汛期每月不应少于4次,非汛期,多沙河流每月测23次,少沙河流每月测12次;二、一类站历年单样颗粒级配与断面平均颗粒级配关系线(以下简称单断颗关系线)与历年综合关系线比较,粗沙部分变化在2%以内,细沙部分变化在4%
17、以内时,每年测次不应少于15次,二类站作同样比较,粗沙部分变化在3%以内,细沙部分变化在6%以内时,每年测次不应少于10次;三、单断颗关系线随水位级或不同时段而分为两条以上关系曲线时,每年测次,一类站不应少于20次,二类站不应少于15次;第五节 相应单样的采取第3.5.1条 采用单断沙或单断颗关系进行资料整编的站,在进行输沙率测验的同时,应采取相应单样。第3.5.2条 相应单样的取样方法和仪器,应与经常的单样测验相同。兼作颗粒分析的输沙率测次,应同时观测水温。当单样含沙量取样方法与单颗取样方法相同时,可用相应单样作颗粒分析;不同时,应另取水样作颗粒分析。第3.5.3条 相应单样的取样次数,在水
18、情平稳时取一次;有缓慢变化时,应在输沙率测验的开始、终了各取一次;水沙变化剧烈时,应增加取样次数,并控制转折变化。第六节 沙质河床用间接法测定全沙输沙率第3.6.1条 沙质河床需要测全沙的一类站和重要水利工程设计、管理运用及河床演变研究需要全沙资料的站,可用间接法测定全沙输沙率。第3.6.2条 采用间接法测定全沙输沙率时,应在施测悬移质输沙率的同时,加测床沙、水温和水面比降,并作泥沙颗粒分析。第3.6.3条 采用间接法测定全沙的测次,应主要分布在洪水期,每年测1015次,每三年进行一次全沙输沙率资料整编。第七节 误差来源及控制第3.7.1条 对测验方法所产生的系统误差,应按下列规定进行控制:一
19、、一、二类站采用按容积比例进行垂线混合时,应经试验分析检验,当误差超过允许范围时,应改进垂线取样方法;二、一类站的输沙率测验,除水深小于0.75m外,不得采用一点法;三、一类站用五点法测验时,其最低点位置,如无试验资料证明,可置于相对水深0.95处;四、一类站采用积深法取样时,仪器进水管嘴至河底距离,不宜超过垂线水深的5%;五、当含沙量横向分布和断面发生较大变化时,应及时分析资料,调整测沙垂线位置和垂线数目。第3.7.2条 对测验仪器和操作技术所产生的系统误差,应按下列规定进行控制:一、一类站不宜采用横式采样器;二、当悬索偏角超过30.时,不宜采用积深法取样;三、使用积时式采样器,应经常检查仪
20、器进口流速,发现显著偏大或偏小时,应查明原因,及时处理;四、在各种测验设备条件下,应保证仪器能准确地放至取样位置;五、缆道测沙使用普通瓶式采样器时,宜用手工操作双程积深;六、用积时式采样器取样,应检查和清除管嘴积沙。第3.7.3条 经过试验确定的水样处理的各种系统误差超过允许范围时,应进行改正。第四章 单样含沙量测验第一节 一般规定第4.1.1条 单样含沙量测验方法应能使一类站单断沙关系线的比例系数在0.951.05之间,二、三类站在0.931.07之间。第4.1.2条 单样兼作颗粒分析水样时,取样方法应满足代表断面平均颗粒级配的要求。当出现单颗比断颗显著偏粗或偏细时,应改进单样的取样方法,或
21、另确定单颗取样方法。第4.1.3条 采取单样应包括下列内容:一、观测基本水尺水位;二、施测取样垂线的起点距;三、施测或推算垂线水深;四、按确定的方法取样;五、单样需作颗粒分析时,应加测水温。第二节 单样含沙量测验的测次分布第4.2.1条 一年内单样含沙量的测次分布,应能控制含沙量的变化过程,并符合下列规定:一、洪水期,每次较大洪水,一类站不应少于8次,二类站不应少于5次,三类站不应少于3次,洪峰重迭、水沙峰不一致或含沙量变化剧烈时,应增加测次,在含沙量变化转折处应分布测次;二、汛期的平水期,在水位定时观测时取样一次,非汛期含沙量变化平缓时,一类站可每23d取样一次,二、三类站,可每510d取样
22、一次;三、含沙量有周期性日变化时,应经试验确定在有代表性的时间取样。第4.2.2条 堰闸、水库站应根据闸门变动和含沙量变化情况,适当分布测次,控制含沙量变化过程。第4.2.3条 潮流站应根据设站目的、要求和测验条件,确定单样含沙量测验的测次分布。第三节 单样颗粒级配的测次分布第4.3.1条 需进行单样颗粒分析的一、二类站,颗分测次应主要分布在洪水期,非汛期分布少量测次,控制泥沙颗粒级配的变化过程,并应符合下列规定:一、洪水期,每次较大洪峰应分析37次,在流量、含沙量变化转折处应分布颗分测次;二、汛期的平水期,多沙河流57d分析一次,少沙河流可10d分析一次;三、非汛期,多沙河流710d分析一次
23、,少沙河流可15d分析一次,单样采用累积水样混合处理时,用累积水样进行分析;四、选作颗粒分析的输沙率测次,其相应单样,均应作颗粒分析。第4.3.2条 三类站如无特殊要求,每年只在汛期每次洪水过程中取样分析13次。非汛期需要时分析23次。第四节 单样含沙量的测验方法第4.4.1条 单样含沙量测验的垂线布设应经试验确定,并符合下列规定:一、断面比较稳定和主流摆动不大的站,可采用固定取样垂线位置,并按本规范第7.6.1条的规定分析确定,当复式河槽或不同水位级含沙量横向分布有较大变化时,应按不同水位级分别确定代表线的取样位置;二、断面不稳定且主流摆动的一、二类站,应根据测站条件,按全断面混合法的规定,
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- 国家行业标准规范 水利工程、行业标准、国家标准、工程建设、规程规范、施工规范、设计规范。
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