光學含沙量測量儀率定規(guī)范PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目錄前言 范圍 1規(guī)性用件 1術(shù)、義符及位 1語定義 1光含量量儀OpticalSedimentConcentrationApparatus 1含量SedimentConcentration 1濁度Turbidity 2水背景SampleBackground2透率LightTransmittance 2模沙ModelSediment 2轉(zhuǎn)速RotateSpeed 2稱符及位 2通性求 3沙測儀 3定備 3粒分儀 3攪裝置 4電干箱 4電天平 5量筒 5抽裝置 56實操員 6數(shù)記校員 6作境其它 6工環(huán)境 6其它 6率方法 7定容 7定期 7定案 7含量級定 7率設(shè)及沙準備 7率流程 8定程 8攪桶場定驗 8水背影實驗 9含量儀輸據(jù)關(guān)率定 9數(shù)分析 10據(jù)查 10定系定 10定果估 率結(jié)論 標準詞明 12附錄A 13附錄B 16附錄C 20附錄D 21PAGEPAGE10光學含沙量測量儀率定規(guī)范范圍本標準規(guī)定了光學含沙量測量儀率定通用性要求、率定方法、數(shù)據(jù)分析及評估、率定結(jié)論等方面的內(nèi)容。本標準適用于光學含沙量測量儀的率定，以建立儀器輸出數(shù)據(jù)與水體含沙量的相關(guān)關(guān)系。規(guī)范性引用文件下列文件對于本標準的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改單）適用于本標準。GB/T500095GB/T30435-2013電熱干燥箱及電熱鼓風干燥箱SL07-2006懸移質(zhì)泥沙采樣器SL42-2010河流泥沙顆粒分析規(guī)程術(shù)語、定義、符號及單位術(shù)語及定義光學含沙量測量儀OpticalSedimentConcentrationApparatus利用入射光強與透射光強或散射光強之間關(guān)系進行水體含沙量測量的儀器。含沙量SedimentConcentration單位體積的水樣中挾帶干泥沙的質(zhì)量，單位是kg/m3或g/l。濁度水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。單位是NTU或FNU、FTU。水質(zhì)分析中規(guī)定：1L水中含有1mg二氧化硅（或白陶土、硅藻土）所構(gòu)成的濁度為一個標準濁度單位，簡稱1度（NTU）。水樣背景SampleBackground或FNU、FTU。透光率LightTransmittance透過水樣的光通量與入射光通量的百分比，單位是%。模型沙ModelSediment實驗室內(nèi)用于模擬天然泥沙運動的固體顆粒，包括木屑、塑料顆粒、粉煤灰等類型。轉(zhuǎn)速RotateSpeed單位時間內(nèi)攪拌器葉片繞軸轉(zhuǎn)動的次數(shù)，單位是r/s或r/min。名稱、符號及單位本標準給出的名稱、符號及單位見表3-1。表3-1名稱、符號及單位序 號名 稱符號單 位1含沙量Skg/m3、g/l2濁度TNTU、FNU、FTU3粒徑Dmm、μm4顆粒級配GC%5水樣背景WTNTU、FNU、FTU6透光率LT%7轉(zhuǎn)速Rsr/s、r/min8容重N/m39泥沙干容重sN/m3通用性要求通用性要求規(guī)定光學含沙量測量儀、率定設(shè)備、人員、工作環(huán)境及其它為滿足率定實驗應(yīng)達到的條件。含沙量測量儀儀器外觀及自檢信息等應(yīng)符合以下要求：率定設(shè)備率定設(shè)備包括粒度分析儀、攪拌裝置、電熱干燥箱、電子天平、量筒及抽濾裝置等。粒度分析儀粒度分析儀用于測定泥沙顆粒粒徑及級配，應(yīng)符合《河流泥沙顆粒分析規(guī)程》（SL42-2010）有關(guān)要求。顆粒分析篩還應(yīng)滿足以下要求：宜采用直徑為90mm的篩框。不應(yīng)采用金屬材質(zhì)。攪拌裝置攪拌裝置用于形成均勻穩(wěn)定含沙水體，包括攪拌桶及攪拌器。②宜為圓柱體；③直徑應(yīng)不小于測量探頭的5倍，并應(yīng)大于30cm；④水深應(yīng)不小于30cm。①宜采用機械式攪拌器；②攪拌器轉(zhuǎn)速應(yīng)可調(diào)節(jié)，攪拌轉(zhuǎn)速與泥沙濃度有關(guān)，具體見表4-1。表4-1（）含沙量模型沙天然沙D50<0.2mmD50≧0.2mmD50<0.2mmD50≧0.2mm（g/L）（r/min）（r/min）（r/min）（r/min）<0.56075851000.5~175901001201~2851001151402~3901101201453~4951151251504~51001201301555~61051251351606~71101301401707~81151401451758~91201451501809~10125150155185電熱干燥箱電熱干燥箱用于烘干泥沙樣品。（GB/T30435-2013）100℃~105度應(yīng)設(shè)置為60℃以下。1電子天平用于稱量泥沙樣品的質(zhì)量。（GB/T26497-2011）中200g。0.1mg。量筒用于測量水樣體積。1000mL。0.5%。抽濾裝置用于從水沙試樣中分離泥沙等固體顆粒物質(zhì)，包括抽氣泵、漏斗、濾膜及抽濾瓶等。①宜采用電動抽氣泵。②連續(xù)工作時間應(yīng)大于30分鐘。漏斗①直徑應(yīng)不小于100mm。②形狀宜采用圓錐形漏斗。濾膜①膜孔宜不大于0.05μm。②濾膜材質(zhì)宜采用聚四氟乙烯微孔濾膜。1000mL。人員率定實驗人員分為實驗操作員和數(shù)據(jù)記錄校核員。實驗操作員數(shù)據(jù)記錄校核員工作環(huán)境及其它工作環(huán)境率定實驗環(huán)境應(yīng)滿足儀器設(shè)備正常工作條件要求，保障工作人員安全健康?；疽笥校海?）率定實驗應(yīng)在室內(nèi)進行。（2）室溫保持在10℃~26℃，濕度保持在20%~70%。其它率定實驗時，光學含沙量測量儀的傳感器應(yīng)布置在靠近攪拌桶中心位置，且距離邊壁應(yīng)不小于10cm。率定方法率定內(nèi)容率定內(nèi)容主要為建立含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)之間關(guān)系，測定水樣背景對儀器輸出數(shù)據(jù)的影響程度。儀器輸出數(shù)據(jù)通常用濁度表示，亦可用電壓信號或電流信號等表示。若待測含沙量泥沙粒徑及級配變化明顯時，應(yīng)開展泥沙粒徑及級配對儀器輸出數(shù)據(jù)影響試驗。率定周期光學含沙量測量儀每次長期野外測驗前或每年應(yīng)開展一次率定實驗。率定方案率定方案內(nèi)容包括含沙量等級確定、率定設(shè)備及水沙樣品準備及率定流程等。含沙量等級確定根據(jù)待測水體歷史含沙量資料，確定率定實驗含沙量等級，編制率定實驗方案。含沙量分為8個等級，各等級含沙量范圍如表5-1所示。分析待測水體歷史含沙量，估算其含沙量上限和下限，選擇對應(yīng)含沙量等級，實例詳見附錄C。率定實驗時，每個含沙量等級內(nèi)應(yīng)至少開展8個不同含沙量樣品測定，宜采用等差數(shù)列確定8個含沙量。表5-1含沙量分級等級12345678范圍（g/l）0~1.01.0~2.02.0~3.03.0~5.05.0~8.08.0~10.010.0-15.015.0-30.0率定設(shè)備按照4.2通用性要求進行配置。水樣收集及處理方法應(yīng)符合《河流泥沙懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T50159-2015）規(guī)定，收集水樣的量與水體含沙量有關(guān)，要能夠保證表5-1中每個等級的含沙量范圍中至少有8個樣品。泥沙沉淀后的清水樣應(yīng)收集加蓋保存，避免摻入雜質(zhì)，泥沙樣品應(yīng)干燥后密封，用于含沙量分級。率定流程水樣收集率定實驗具體流程如圖5-1所示。水樣收集含沙量分級含沙量分級提取清水樣提取沙樣數(shù)據(jù)篩查室內(nèi)率定不合格數(shù)據(jù)篩查室內(nèi)率定數(shù)據(jù)分析率定報告合格數(shù)據(jù)分析率定報告圖5-1率定實驗流程率定過程正式率定實驗前應(yīng)開展攪拌桶流場穩(wěn)定性測定和評估，當認定攪拌桶流場不穩(wěn)定時應(yīng)更換攪拌裝置。測定水樣背景對儀器輸出數(shù)據(jù)的影響程度，根據(jù)水樣背景程度，確定率定實驗水體來源。加入食品紅等無污染有色溶解性染料，測定水體在攪拌器作用下流場穩(wěn)定性。技術(shù)方案見附錄A中圖所示，數(shù)據(jù)記錄表見附錄BB.11053秒；10數(shù)不少于5次，間隔時間不小于3秒；55不小于3秒；分別計算純凈水、有色染料、攪拌狀態(tài)三種條件下讀數(shù)相對誤差ε1、ε2、ε3。流場穩(wěn)定性偏差：ε=ε3-ε2-ε122水樣背景影響實驗原樣水樣對儀器輸出數(shù)據(jù)（濁度）影響記為T1。原樣泥沙和純凈水配制相同含沙量試樣，相應(yīng)儀器輸出值記為T2。T1與T2差值為水樣背景（WT）。（AB表B.2553（53（T2）；α=（T1-T2）/T1配制；否則，應(yīng)考慮水樣背景對儀器輸出數(shù)據(jù)影響，率定實驗含沙試樣應(yīng)由原樣泥沙和原樣清水配制。含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)（濁度）率定技術(shù)方案見附錄A中圖A.3所示，數(shù)據(jù)記錄表見附錄B中表B.3所示。根據(jù)5.3.2實驗結(jié)果，選擇原樣泥沙與原樣清水或純凈水配制實驗含沙水樣。含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)率定流程為：5.285濁度）53秒；數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)篩查數(shù)據(jù)篩查用于剔除相對誤差偏大的實驗數(shù)據(jù)。儀器輸出數(shù)據(jù)分別為V1、V2Vn，(n≧5)，數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值為V。1 1n測量結(jié)果相對誤差為：

V 12n i （61）n i1n ViV100%V

（6.2）相對誤差大于10%數(shù)據(jù)視為可疑數(shù)據(jù)，可疑數(shù)據(jù)不納入上述計算（計算數(shù)據(jù)個數(shù)不得少于3個），相對誤差仍大于10%，應(yīng)重新開展相關(guān)實驗。率定關(guān)系確定含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系滿足線性函數(shù)關(guān)系。根據(jù)含沙量等級實驗，對每個等級分別確定率定關(guān)系。含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)關(guān)系式為：（6.3）式中，——含量；——待系。WPSExcel析法添線趨線，勢公即應(yīng)（6.3），顯相。率定結(jié)果評估根據(jù)相關(guān)，評估含與儀器輸出據(jù)之間函數(shù)關(guān)系的合程度等級下的相系下6-1表6-1不同含沙量等級含沙量與儀器輸出據(jù)間相關(guān)系下限值濃度等級函數(shù)擬合相關(guān)度下限10.9820.9630.9540.9350.9260.9170.9080.85相關(guān)下無滿表6-1的重復5.3.3驗如無滿要根據(jù)驗用咨會式適調(diào)相度下。率定結(jié)論定備信，接率關(guān)和關(guān)。PAGEPAGE13附錄A關(guān)閉攪拌器，攪拌桶加入純凈水（技術(shù)性附錄）攪拌桶流場穩(wěn)定性測定實驗如圖A.1所示。關(guān)閉攪拌器，攪拌桶加入純凈水水樣靜止，記錄讀數(shù)添加染料，水樣靜止，記錄讀數(shù)開啟攪拌器，記錄讀數(shù)清洗攪拌桶數(shù)據(jù)分析，評估流場穩(wěn)定性水樣靜止，記錄讀數(shù)添加染料，水樣靜止，記錄讀數(shù)開啟攪拌器，記錄讀數(shù)清洗攪拌桶數(shù)據(jù)分析，評估流場穩(wěn)定性圖A.1水樣背景對儀器輸出數(shù)據(jù)影響實驗技術(shù)方案如圖A.2所示。用原樣清水及純凈水分別配制含沙水樣將原樣清水試樣倒入攪拌桶并攪拌攪拌均勻記錄儀器讀數(shù)，總濁度T1清洗攪拌桶將純凈水試樣倒入攪拌桶并攪拌攪拌均勻記錄儀器讀數(shù)，含沙量導致的濁度用原樣清水及純凈水分別配制含沙水樣將原樣清水試樣倒入攪拌桶并攪拌攪拌均勻記錄儀器讀數(shù)，總濁度T1清洗攪拌桶將純凈水試樣倒入攪拌桶并攪拌攪拌均勻記錄儀器讀數(shù)，含沙量導致的濁度T2再次清洗攪拌桶數(shù)據(jù)分析，評估水樣背景對濁度影響圖A.2水樣背景對儀器輸出數(shù)據(jù)的影響實驗技術(shù)方案含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)率定實驗技術(shù)方案如圖A.3所示。配制不同濃度含沙水樣并編號將水樣倒入攪拌桶并攪拌將下一個水樣倒入攪拌桶清洗攪拌桶配制不同濃度含沙水樣并編號將水樣倒入攪拌桶并攪拌將下一個水樣倒入攪拌桶清洗攪拌桶記錄儀器輸出數(shù)據(jù)攪拌均勻數(shù)據(jù)分析，形成率定報告圖A.3附錄B（資料性附錄）時間儀器編號地點溶解性染料名稱時間儀器編號地點溶解性染料名稱實驗操作員記錄校核員實驗編號流場穩(wěn)定性偏差ε=ε3-ε2-ε1備注表B.2水樣背景對儀器輸出數(shù)據(jù)的影響實驗數(shù)據(jù)記錄表時間儀器編號地點水樣來源水樣描述實驗操作員記錄校核員實驗編號含沙量（g/l）水樣背景值儀器輸出數(shù)據(jù)1儀器輸出數(shù)據(jù)2備注注：儀器輸出數(shù)據(jù)1為泥沙試樣導致的總濁度；儀器讀數(shù)2為泥沙導致的濁度，二者之差為水樣背景值。表B.3含沙量與儀器輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系實驗數(shù)據(jù)記錄表時間儀器編號地點實驗操作員記錄校核員沙樣來源中值粒徑D50實驗編號含沙量（g/l）儀器輸出數(shù)據(jù)備注附錄C（資料性附錄）泥沙濃度等級確定實例實例1：待測水體含沙量上限1.8g/l、下限0.3g/l。對照表5-1，含沙量下限位于等級1，含沙量上限位于等級2。率定實驗應(yīng)涵蓋含沙量上限及下限，應(yīng)開展含沙量等級1、等級2實驗，分別建立率定相關(guān)關(guān)系。含沙量等級確定結(jié)果：等級1、等級2。實例2：待測水體含沙量上限7.5g/l、下限2.3g/l。對照表5-1，含沙量下限位于等級3，含沙量上限位于等級5。率定實驗應(yīng)涵蓋含沙量上限及下限，應(yīng)開展含沙量等級3、等級4、等級5實驗，分別建立率定相關(guān)關(guān)系。含沙量等級確定結(jié)果：等級