3.3 悬移质输沙率测验方法
3.3.1 悬移质输沙率测验方法应根据测站特性、精度要求和设施设备条件等情况分析确定,可采用部分输沙率法或全断面混合法。
在悬移质输沙率测验方法和称谓中,将“积点法”定名为“选点法”(包括一点法、二点法、三点法、五点法和六点法);将按一定容积比例采样的“定比混合法”和按采样历时比例采样的“垂线混合法”合并统称为“垂线混合法”,在本规范规定的悬移质输沙率测验方法中,按在垂线或在断面上的测量特点不同,分为:选点法、积深法、垂线混合法和全断面混合法四类。作这样规定,更简明、确切。
3.3.2 部分输沙率法输沙率测验垂线布设条数和位置应采用较多垂线进行试验,由试验资料分析确定。在未经试验分析前,输沙率测验布设垂线数目,一类站不应少于10条,二类站不应少于7条,三类站不应少于3条。可采用单宽输沙率转折点法布线、等部分输沙率法布线或等部分流量法布线确定垂线位置。
测沙垂线布设方法和测沙垂线数目,在未经试验分析前所作的规定说明如下:
(1)单宽输沙率转折点布线法,原则上适应于需要同时实测流量的各种输沙率测验方法。对稳定河床,可采用固定垂线;变动河床可采用变动垂线。在水深、流速和含沙量发生转折变化处,均应布设测沙垂线。这一方法的主要优点是,可以用较少的测沙垂线,获得较高的测验精度。经试验分析后,还可采用其他布线方法。
(2)测沙垂线数目,明确规定在未经试验资料分析前,不同类型的测站可以采用的最少垂线数目,这是根据试验资料分析和不同精度要求作出的。经试验分析后,应采用试验分析确定的垂线数目。
3.3.3 采用全断面混合法输沙率测验时,可将断面平均含沙量与断面流量测验分开进行,输沙率测验垂线数目按照第3.3.2条执行。断面平均含沙量观测可按照第3.4.2条~第3.4.4条进行。断面流量观测可采用实测方法或线推方法。采用实测断面流量方法时,断面流量观测与断面平均含沙量观测时间应一致。采用线推流量方法时,其推算时间应采用断面平均含沙量的平均观测时间。
全断面混合法输沙率测验根据断面平均含沙量的测验方法分等部分水面宽、等部分面积、等部分流量三种。线推流量的方法可采用水位-流量关系法(Z-Q)或流量过程线法。
3.3.4 悬移质输沙率垂线测验方法可采用选点法、积深法和垂线混合法,并应符合下列规定:
1 采用选点法时,应同时施测各点流速,不同水流情况选点法测点位置应符合表3.3.4-1的规定。
表3.3.4-1 不同水流情况选点法测点位置
注:相对水深为仪器入水深与垂线水深之比。在冰期,相对水深应为有效相对水深。
2 采用积深法时,应同时施测垂线平均流速。
3 采用垂线混合法时,应同时施测垂线平均流速,并应符合下列规定:
1)按采样历时比例采样混合时,不同采样方法采样位置与历时应符合表3.3.4-2的规定。
表3.3.4-2 不同采样方法采样位置与历时
注:t为垂线总采样历时。
2)按容积比例采样混合时,采样方法应经试验分析确定。
垂线采样方法包括选点法、积深法、垂线混合法三类。
1 选点法,根据需要,可以选用一点法、二点法、三点法、五点法或六点法,在一次测验中,不能因水深或仪器悬挂方式不同而采用几种垂线采样方法,以保证各垂线的测验精度一致。
2 积深法,是一种原理正确、测量简便的方法,只要仪器设备符合要求,按技术规定操作,可以保证测验精度,故本规范明确规定积深法是日常输沙率测验四类方法之一。
3 在垂线混合法中,对过去使用较广的2∶1∶1或1∶1容积比垂线混合法,根据试验资料分析,一般系统误差较大,因此规定采用此种垂线混合法应通过试验资料分析确定。