CN103866734B - 一种垂向测点含沙量采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垂向测点含沙量采样方法，在要测量的断面上设置多根取样管，多根所述取样管的进水口设置在同一个垂向直线的不同高度上，取样管集中固定在一个固定装置上，每根取样管的导管侧壁上连接一个正负双向气压阀，在每根导管上各连接一个独立的在线含沙量测试仪；所述固定装置上设置纵向调整螺栓和横向调整丝杠，用来进行纵向和横向距离调整；完成一个垂线的取样测量后，横向调整丝杠，可以将取样管移动到另一个垂线进行取样。本发明能够使模型试验中含沙量同断面垂向多测点采样的精度和效率大大提高，对试验数据的精确与完善具有极大的促进作用，因此意义巨大。

Description

一种垂向测点含沙量采样方法

技术领域：

本发明涉及一种浑水水槽试验中进行垂向测点采样的方法，特别涉及一种垂向多测点含沙量采样方法，其IPC国际专利分类号E02B 1/02，属于水利领域。

背景技术：

天然河流中的悬移质泥沙为非均匀沙，含沙量与粒配垂线分布的调整是河床冲淤的直接原因。因此，含沙量与粒配垂线分布是悬移质泥沙输移研究的关键点。为了研究含沙量与粒配垂线分布与河床冲淤之间的相互作用关系，需要开展精细水槽试验，为了保证试验的准确性，这就需要在试验时大批量采集同断面垂向多个测点的试样，并且要对这些大批量的试样进行及时的处理。而现有的取样装置和取样方法，都无法满足上述要求，导致试验结果不够准确。

发明内容：

本发明的目的在于针对试验中含沙水流垂向含沙量采样精度难以达到要求的问题，设计一种原理简单，易于操作的垂向测点含沙量采样方法，能够实现同一垂向断面多测点同时采样。本发明的技术方案：

一种垂向测点含沙量采样方法，包括以下步骤：

(1)设置取样设备：在要测量的断面上设置多根不锈钢取样管，所述取样管内径为4mm，多根所述取样管的进水口设置在同一个垂向直线的不同高度上，每根所述取样管的进水口之间的垂直距离为1cm-2cm；每根所述取样管的上端伸出水面后，集中固定在一个固定装置上，每根所述取样管的上端出口均连接一根独立的导管，所述导管为内径4mm的软管；每根所述导管延伸到试验水槽以后，在每根所述导管上各设置一个阀门，然后，在每个所述阀门上方的导管侧壁上连接一个正负双向气压阀；在每根所述导管的尾端各连接一个独立的在线含沙量测试仪；最后，将所述每根导管的出口连接到退水池；所述固定装置上设置纵向调整螺栓和横向调整丝杠，用来进行纵向和横向距离调整；

(2)编号：根据每根取样管的进水口水深，按照由浅到深的顺序，依次对每根取样管及相应的导管、在线含沙量测试仪进行编号；

(3)抽真空：人工操作每根导管上的所述正负双向气压阀，将每根取样管抽真空，使每根取水管能够实现自吸式抽取浑水；

(4)取样：根据试验需要，开启全部或某个编号的在线含沙量测试仪，打开相应导管上的所述阀门，开始取样；

(5)调整取样垂线：完成一个垂线的取样测量后，关闭已打开的所述阀门，调整所述固定装置上的横向调整丝杠，使所述固定装置进行横向移动，将所述取样管的进水口移动到同一个断面的另一个垂线；重复步骤(4)，完成该垂线的取样测量；

(6)重复步骤(4)和(5)，完成整个断面的取样测量；

当某个编号的取样管被泥沙淤堵时，利用相应编号的所述正负双向气压阀对该取样管充气，消除淤堵；因河床淤积进水口被埋在床面以下的取样管不再取样，当河床冲刷进水口再次露出床面时，通过正负双向气压阀充气消除对应取样管的淤堵，再次进行取样。

本发明的采样方法，发明点体现在以下几个方面：

(1)所有取样管的进水口设置在同一垂向直线的不同高度上，而且每个取样管对应连接一个独立的在线含沙量测试仪，可以在同一个断面垂向的多个测点同时采集大量的试样，保证了试验的准确性和及时性；

(2)每个导管侧壁上安装的正负双向气压阀，既能够为初始取样提供负压，又能够在取样管淤堵时，为取样管充气消除；

(3)固定装置上设有纵向调整螺栓和横向调整丝杠，纵向调整螺栓能够上下进行微调，适应因泥沙淤积、冲刷导致的河床变化，横向调整丝杠能够进行较大的横向距离调整，使本发明的采样设备能够在各个不同的垂线上取样；

本发明能够使模型试验中含沙量同断面垂向多测点采样的精度和效率大大提高，对试验数据的精确与完善具有极大的促进作用，因此意义巨大。

附图说明：

图1、本发明的整体布置示意图

图2、本发明的取样管局部结构详图(左边为侧视图，右边为顺着水流方向的正视图)。

图中，1为取样管、2为导管、3为正负双向气压阀、4为阀门、5为固定装置、6为在线含沙量测试仪、7为退水池、8为试验水槽。

具体实施方式：

下面结合图1和图2，对本发明做详细说明。

本发明的垂向测点含沙量采样方法，包括以下步骤：

(1)设置取样设备：在要测量的断面上设置多根不锈钢取样管1，顺水流方面并成一排。所述取样管1内径为4mm，多根所述取样管1的进水口设置在同一个垂向直线的不同高度上，每根所述取样管1的进水口之间的垂直距离为1cm-2cm。每根所述取样管1的上端伸出水面后，集中固定在一个固定装置5上，每根所述取样管1的上端出口均连接一根独立的导管2，所述导管2为内径4mm的软管。每根所述导管2延伸到试验水槽8外以后，在每根所述导管2上各设置一个阀门4，然后，在每个所述阀门4上方的导管2侧壁上连接一个正负双向气压阀3，该正负双向气压阀3与导管2侧壁之间，也设置有一个阀门4。再在每根所述导管2的尾端各连接一个独立的在线含沙量测试仪6，可以独立地对每一个测点的试样进行实时测量，保证了大批试样无需保存，即取即测，保证了准确性和及时性。最后，将所述每根导管2的出口连接到一个退水池7。在所述固定装置5上设置有纵向调整螺栓和横向调整丝杠，纵向调整螺栓能够上下进行微调，适应因泥沙淤积、冲刷导致的河床变化，横向调整丝杠能够进行较大的横向距离调整，使本发明的采样设备能够在一个横断面的各个不同的垂线上取样。

(2)编号：根据每根取样管1的进水口水深，按照由浅到深的顺序，依次对每根取样管1及相应的导管1、在线含沙量测试仪5进行编号。

(3)抽真空：人工操作每根导管2上的所述正负双向气压阀3，将每根取样管1抽真空，使每根取水管1能够实现自吸式抽取浑水。

(4)取样：根据试验需要，开启全部或某个编号的在线含沙量测试仪6，打开相应导管2上的所述阀门4，开始取样。

(5)调整取样垂线：完成一个垂线的取样测量后，关闭已打开的所述阀门4，调整所述固定装置5上的横向调整丝杠，使所述固定装置5进行横向移动，将所述取样管1的进水口移动到同一个断面的另一个垂线；重复步骤(4)，完成该垂线的取样测量。

(6)重复步骤(4)和(5)，完成整个断面的取样测量。

当某编号的取样管1被泥沙淤堵时，利用相应编号的所述正负双向气压阀3对该取样管1充气，消除淤堵。因河床淤积而将进水口埋在床面以下的取样管1不再取样，当河床冲刷进水口再次露出床面时，通过正负双向气压阀3充气消除对应取样管1的淤堵，再次进行取样。

本发明的取样方法，设备正常工作时为自吸式采集浑水样本，正负双向气压阀3在初始取样时适用，通过其抽取浑水，实现自吸式，此外，当取样管1淤堵时，可通过充气消除，而且每根导管2上都设有单独的正负双向气压阀3，对其中一根进行清理淤堵时，不影响其他的正常采样，与现有的清洗设备和清洗方法相比，具有非常大的优势。

在试验过程中，对于因河床淤积而埋在床面以下的测点不再取样，而当河床冲刷再次露出床面时，可通过正负双向气压阀3充气消除对应取样管1的淤堵，再次工作。

本发明每个垂线上可设置多个不同深度的含沙量采样测点，具体制作使用时，可事先多设置若干个采样测点，试验时由于泥沙淤积、冲刷的影响，出露水面的测点及埋没河床底部的测点可以放弃使用，当试验工况水深改变时，对采样设备上下位置进行微调即可满足要求。

本发明解决了断面垂向定点含沙量采样困难的问题，采用本发明能够精确的采集到同断面垂向多测点的含沙量试样，且原理简单，实用性强，操作方便，对试验中量取断面垂向定点含沙量具有较高的实用价值。

Claims (1)

1.一种垂向测点含沙量采样方法，包括以下步骤：

(1)设置取样设备：在要测量的断面上设置多根不锈钢取样管，所述取样管内径为4mm，多根所述取样管的进水口设置在同一个垂向直线的不同高度上，每根所述取样管的进水口之间的垂直距离为1cm-2cm；每根所述取样管的上端伸出水面后，集中固定在一个固定装置上，每根所述取样管的上端出口均连接一根独立的导管，所述导管为内径4mm的软管；每根所述导管延伸到试验水槽以后，在每根所述导管上各设置一个阀门，然后，在每个所述阀门上方的导管侧壁上连接一个正负双向气压阀；在每根所述导管的尾端各连接一个独立的在线含沙量测试仪；最后，将所述每根导管的出口连接到退水池；所述固定装置上设置纵向调整螺栓和横向调整丝杠，用来进行纵向和横向距离调整；

(2)编号：根据每根取样管的进水口水深，按照由浅到深的顺序，依次对每根取样管及相应的导管、在线含沙量测试仪进行编号；

(3)抽真空：人工操作每根导管上的所述正负双向气压阀，将每根取样管抽真空，使每根取水管能够实现自吸式抽取浑水；

(4)取样：根据试验需要，开启全部或某个编号的在线含沙量测试仪，打开相应导管上的所述阀门，开始取样；

(5)调整取样垂线：完成一个垂线的取样测量后，关闭已打开的所述阀门，调整所述固定装置上的横向调整丝杠，使所述固定装置进行横向移动，将所述取样管的进水口移动到同一个断面的另一个垂线；重复步骤(4)，完成该垂线的取样测量；

(6)重复步骤(4)和(5)，完成整个断面的取样测量；

当某个编号的取样管被泥沙淤堵时，利用相应编号的所述正负双向气压阀对该取样管充气，消除淤堵；因河床淤积进水口被埋在床面以下的取样管不再取样，当河床冲刷进水口再次露出床面时，通过所述正负双向气压阀充气消除对应取样管的淤堵，再次进行取样。