1 河流泥沙检测简述

1.1 定义

泥沙信息检测的重点是水文检测。是指流域和水体中,对泥沙随水流运动的形式、数量及其演变过程的测量与观察 [1]。

1.2 分类

泥沙按运动形式分为悬移质、推移质、河床质；按在河床中位置分为冲泻质和床沙质 [2]。根据泥沙的分类可以确定泥沙检测的主要内容。

1.3 相关术语

1)全沙输沙量S(kg.t)：

根据坑槽大小，结合实际情况选用人工夯实或小型机具压实。坑槽压实后应在表面均匀撒布一层细砂，使细砂填充表面孔隙，减少路表水的下渗，最后将修补完成的坑槽清洁干净。坑槽修补完成后，修补表面应呈中间略高于四周的弧形，以避免修补表面在行车荷载的二次碾压下形成凹槽。

S=Ws+Wb

(1)

式中：Ws和Wb 分别为时段通过测验断面悬移质和推移质输沙干沙重。

2018年全国职业院校导游技能大赛中增加了现场导游词创作与讲解赛项，内容为100个旅游文化元素和15个团型。选手现场抽选出一个旅游文化元素和一个团型，准备时长30分钟，选手独立完成现场导游词创作。30分钟后上场，在2分钟内用中文进行脱稿讲解。

以式(9)为目标函数，进行以输入电能为目标函数的参数优化仿真，结果如图3所示；在拾放轨迹起落点处于相同势能面的前提下，进行以式(10)为目标函数的轨迹参数优化仿真，结果如图4所示。

 

(2)

式中：Cs为含沙量，kg/m3或g/m3； Ws为水样中干沙的重量，g或kg；V为水样的体积m3。

式中：Q为断面流量，m3/s；Qs为断面输沙率，t/s或kg/s。

Qs=QCs

(3)

3) 输沙率：是指单位时间内通过某一过水断面的干沙重量。即：

当沙样采用筛分析法和水分析法联合分析时，计算方法是：

5)单样含沙量Csu:断面上有代表性的垂线或测点悬移质含沙量，kg/m3。

6)侵蚀模数Ms：流域内单位面积上每年的输沙总量，t/km2。

 

(4)

1.4 泥沙检验的意义

我们必须了解泥沙的特性、来源、数量及其时空变化，开展泥沙检测工作，系统地搜集泥沙资料，为流域的开发和国民经济建设，提供可靠的依据。

2 研究现状

泥沙信息检测是水文测验的重要组成部分。随着科技的发展泥沙检测的方法和检测仪器有了进一步的发展。悬沙检测新技术应用和检测精确度有较多的试验研究；推移质检测技术和仪器多年进展不大；床沙检测则基本没有变化。近年物理检测仪器在泥沙检测中得到应用,很有前景。遥感技术适于大尺度泥沙监测,并不断发展。水文测站布局合理,控制有效,测验技术自动化、施测简便、提高保证率是未来的发展方向。

2.理顺押品交易，提高抵质押率。探索建立线上为主、线下为辅的押品交易市场，提供机器设备、交通运输工具、存货、股权、知识产权等各种逾期抵质押品资产信息。完善押品交易市场建设，提高押品流动性，进而引导银行机构扩大抵质押品接受范围，提高抵质押率。

Local recurrence was found to be 8.9% after a mean duration of 71.1 ± 2.3 mo in group Ⅰ. Group Ⅱ had a local recurrence rate of 7.1% after a mean duration of 72.4 ± 4.6 mo. The interval time did not show any association with local recurrence (P = 0.79) (Figure 5).

3 泥沙检验方法综述

3.1 悬移质含沙量的分布

采取检测断面或检测河段的河床质泥沙，进行颗粒分析，取得泥沙颗粒级配资料，供分析研究悬移质含沙量和推移质基本输沙率的断面横向变化；同时河床质又是研究河床冲淤变化，利用研究推移质输沙量理论公式和河床糙率等的基本资料[5]。

3.2 推移质泥沙检测

3.2.1 推移质泥沙检测的目的

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。

3.2.2 推移质泥沙检测方法

1)坑测法：

选取2017年5月—2018年5月进入本院治疗的70例乳腺癌患者进行此次实验的研究比较，将参与研究的患者随机分成实验组（35例）和对照组（35例），实验组则对患者采取MRI进行诊断。实验组患者平均年龄为（56.34±3.72）岁。对照组对患者采取钼靶X线进行诊断，对照组患者平均年龄为（53.98±4.56）岁。实验组和对照组年龄等基本资料不存在明显差异（P＞0.05）。对比分析分别应用两种检查方式患者病情的检出几率。

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3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[4]。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。坑测法效率高，准确可靠，但投资大，维修困难，适用于洪峰历时短，推移量不大的小河。

(2)以车厢内温度的温度差、电池荷电情况以及整车负载的电流大小等数据为参考，通过智能控制算法、神经网络、模糊控制以及车联网等技术的应用，调节执行器、风机转速、风门开度以及压缩机的输出功率，监测车辆的运行状态，充分实现空调控制系统的智能化以及人机交换系统的构建。

2)沙波观测法

本法适用于粒径>50 mm的推移质和河床质，分析时将沙样按粒径为50-100mm、100-200mm、200-500mm、500-1000mm分组，然后在每组中选取最大及最小卵石各一个，称重求出粒径，根据测量结果，调整各组卵石，直至认为无误为止；最后称出各组卵石重量。再按粒径从小到大累积沙重百分数(包含粒径<50 mm用筛分析作颗分的沙重)，作为绘制粒径级配曲线的上部资料。

 

(6)

式中：qb为单位宽度推移质输沙率；α为形状系数;ρs为推移质泥沙容重；hb为沙波高度；L为t时间内沙峰移动距离；t为两次观测时间间隔。该法的优点是对推移质运动不产生干扰，不需在河床上取样，但由于沙波的发育，生长与消亡与一定水流条件有关，用沙波法一般只局限于沙垅和沙纹阶段，而无法获得全年各个不同时间的推移质泥沙，再加上公式的一些参数难予确定，如形状系数，容重等，在使用中受很大限制。

此外，间接测定推移质的方法还有：体积法、紊动水流法、水下摄影和水下电视、示迹法、岩性调查法、音响测量法等。这些方法都有很大的局限性，效果也不十分理想[3]。

3.3 河床质泥沙检测

3.3.1 河床质泥沙检测的目的

宁夏贫困地区6～24月龄婴幼儿辅食及时添加率为55.9%，首次添加辅食最多的为谷类泥糊状食物占66.6%，远低于张玲等[7]研究的贵州地区(分别为91.1%、74.5%)。本次婴幼儿看护人儿童营养知识总知晓率仅为36.5%。可见婴幼儿看护人在喂养过程中存在辅食添加过早和过晚现象普遍存在，直接影响婴幼儿的生长发育。因此，加大健康教育覆盖力度，是婴幼儿营养改善干预措施的重要环节，对于改善下一代营养健康状况具有长远意义[8]。

测验的目的在于测得通过河流测验断面悬移质输沙率及变化过程。由于输沙率随时间变化，要直接测获连续变化过程无疑是困难的。通常是利用输沙率(或断面平均含沙量)和其它水文要素建立相关关系，有其它水文要素变化过程的资料通过相关关系求得输沙率变化过程。我国绝大部分测站的实测资料分析表明，一般断面平均含沙量与单位含沙量存在着较好的相关关系。测断面输沙率的工作量大，测单沙简单。可用施测单沙以控制河流的含沙量随时间的变化过程。以较精确的方法，在全年施测一定数量的断面输沙率，建立相应的单沙断沙关系，然后通过相关关系由单沙过程资料推求断沙过程资料，进而计算悬移质的各种统计特征值。目前悬移质泥沙测验仪器分瞬时式、积时式和自记式3种。为了正确的测取河流中的天然含沙水样，必须对各种采样器性能有所了解，通过合理使用，以取得正确的水样[3]。

3.3.2 河床质检测方法

河床质检测的测次，应满足测得不同水情、沙情条件下的河床质颗粒级配，或根据需要确定。一般只在悬移质和推移质测验作颗粒分析的各测次，同时采取河床质泥沙。 河床质取样垂线应尽可能和悬移质、推移质输沙率各检测垂线位置位相同。采取河床质容量的多少，取决于取样方法，取样位置，河床质的变化情况以及颗粒分析所要求的精度而定。将取得的河床质泥沙经过处理，按重量计算各种粒径组的泥沙所占的百分比，以求得其颗粒级配。

3.4 泥沙颗粒分析

3.4.1 泥沙颗粒分析的意义及内容

泥沙颗粒级配是影响泥沙运动形式的重要因素，在水利工程的设计管理，水库淤积部位的预测，异重流产生条件与排沙能力，河道整治与防洪、灌溉渠道冲淤平衡与船闸航运设计和水力机械的抗磨研究工作中，都离不开泥沙级配资料。泥沙颗粒分析工作的内容包括：悬移质、推移质及床沙质的颗粒组成；在悬移质中要分析测点、垂线(混合取样)、单样含沙量及输沙率等水样颗粒级配组成和绘颗粒级配曲线；计算并绘制面平均颗粒级配曲线；计算断面平均粒径和平均沉速等。某站实测资料颗粒级配曲线，纵坐标为对数坐标，代表泥沙粒径，横坐标为机率格坐标，代表小于某粒径沙重的百分数。

3.4.2 泥沙颗粒分析方法

1)直接观测法：

a)卵石粒径测定法：

当颗分沙样是大的卵石或砾石时，可直接测量卵石的长(a)、宽(b)、高(c)，用公式求其平均粒径D：

 

(7)

也可用等容粒径法求卵石平均粒径，等容粒径法是将与卵石体积相等的球体直径作为卵石粒径。设卵石体积为等容球体直径为：

 

(8)

整理得：

 

(9)

式中：W为分别代表卵石重量；γs为卵石么重。

若γs稳定不变时，则D与W有函数关系，称出W值即可计算D，故可将D刻在相应重量的称臂位置上，即可直接测定卵石的粒径。

沙质河床的推移质，常以轮廓分明的沙波形式运动，可用超声波测深仪连续观测断面各垂线位置高度的变化，可以测定沙波的平均移动速度和平均高度，推算单位宽度移质输沙率。

b)筛分析法：

针对库区消落带所引发的一系列环境生态问题，大量专家和学者对三峡库区消落带的环境治理以及生态修复进行研究和实践尝试。植被作为生态功能的主体，在消落带生态修复中至关重要，目前消落带生态修复的问题主要是在两个方面:一是适合消落环境植被筛选; 二是提供适应植被生长的环境，对三峡库区消落带生态修复的研究也大多集中在适合水淹植物物种的筛选以及适宜植物生长的生境构筑两方面。

筛分析法适用于粒径>0.1 mm的泥沙

计算方法是：

3.影响科研成果转化的因素分析。对科研成果转化过程的理论分析和对科研成果转化案例的研究表明，在影响科研成果转化的诸多因素中，成果质量、关联人员和应用环境与成果转化密切相关、高度关联，是影响科研成果转化的三个关键因素。

 

(10)

4)断沙Cs断：悬移质断面平均含沙量kg/m3。

筛分析部分：

 

(11)

水分析部分：

2)悬移质含沙量：指单位体积水样中所含干沙的重量。

在电动汽车大规模普及的当下，“充电难”已经不再是困扰广大车主驾驶电动汽车出行的问题。人们更多地考虑如何更好地出行。这就涉及充电费用和出行时间的问题。本文针对电动汽车用户的实际需求，完成了以下工作：

 

(12)

以上3式中：P为小于某粒径沙重百分数；A为大于洗筛孔径小于某粒径沙重；At为水分析法求得的小于某粒径沙重；Ws为沙样总沙重； 为洗筛以下的总沙重。

筛分析法具有设备简单，操作方便，明确直观，并能反映泥沙颗粒的几何尺寸等优点。其缺点是：由于泥沙颗粒形状的不同，同体积的泥沙其过筛率是不同的，筛析率是不同的，筛析粒径不能代表等容积球体直径；筛分析法受筛孔径固定不变，不宜控制泥沙级转折点；筛孔使用长久，容易变形，使颗分成果产生误差。

2)水分析法：

水分析法是利用沉速公式测定泥沙颗粒及配的方法。泥沙沉速公式按粒径的不同，有以下几种：

司托克公式：

 

(13)

此公式适用于粒径等于或小于0.1 mm的泥沙。

冈查洛夫第二式：

(14)

此式适用于粒径在0.15-1.5 mm的泥沙。

冈查洛夫第三式：

可以结合逆向选择和道德风险，研究委托代理关系。其中的两方：委托人和代理人。因为信息不对称，前者不能完整的了解掌握后者的信息，一旦某些不合格的代理人通过审查，也将给委托人带来损失。接着分析道德风险，信息劣势方只能观察到行动表面信息。隐藏在行动中的一些信息没有得到充分展示，提升了信息劣势方收益遭到破坏的机会。

 

(15)

此式适用于粒径在1.5 mm的泥沙。

式中：D为球体直径，mm；33.1s/mm2)；φ为沉降速度，cm/s；γw、γs为分别为水和泥沙的容重，g/cmm3；T为试验时悬液的温度，以摄氏计。粒径在0.1-0.15mm时，是一空档，规定：利用司托克公式与冈查洛夫第二式的粒径与沉速关系曲线直接连接查用。

其中,r、q、λ、 μJ和N(t)的定义如Merton跳-扩散模型中所述,ν(t)、θ、κ、σ、 ρ和Wj(t)(j=1,2)的定义如SV模型中所述。由文献[14]可知Bates带跳的随机波动模型的特征函数为

4 结 语

河流泥沙检测是河流泥沙的研究的重要组成部分，它与水文学、水力学、地貌学、地理学等许多学科有关而且还与环境与生态学、沉积学等多种学科相互交叉，相互渗透，对河流泥沙检测影响很大。在21世纪，由于计算机信息技术的飞速发展、人类对自身生存环境的关注影响很大，其他相关领域也在不断进步，泥沙检测技术在传统理论的研究、工程上取得巨大进展，这时候就会使其他边缘学科进入全新的发展阶段。可以相信，泥沙检测技术在解决人类发展所面临的环境、资源、人口问题上一定会获得巨大的成绩，在可持续发展方面将发挥重要作用。

参考文献：

[1]张瑞瑾.河流泥沙动力学[M].北京:中国水利水电出版社，2002：27-46.

[2]钱宁,王兆惠.泥沙运动力学[M].北京:科学出版社,1983：77-90.

[3]王兆印.泥沙研究的发展趋势和新课题[J],地理学报，1998(3):245-255.

[4]韩其为,何明民.泥沙运动统计理论[M].北京:科学出版社，1984：62-64.

[5]王兴奎,邵学军,李丹勋,等.河流动力学基础[M].北京:中国水利水电出版社，2002：22-28.