[发明专利]河流动态泥沙含量测量方法

权利要求书

1.一种河流动态泥沙含量测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将6个取样桶放入河流中取样得到泥沙标本；

2)将经过烘干的泥沙标本，混合均匀并加水配成标准混合溶液；

3)通过单色光测量标准混合溶液的吸光度，求出最优单色光波长范围；

4)继续测量标准混合溶液吸光度与时间的关系A＝αe^-βt，t是溶液水平静置时间，求出系数α，β；

5)由A＝εCL与A＝αe^-βt，即可以得到静水条件下泥沙浓度C与所处深度h关系εCL＝αe^-β(h/ω)，其中，h为测量点到水面的垂直距离,即水的深度，ω为泥沙沉降速度，L为光程长度；

6)根据泥沙与水流的情况求出起动系数、水流对泥沙沉降系数以及泥沙沉降系数，再通过计算得到泥沙含量具体为：考虑河流中时刻存在向下的水流与泥沙的起动，设泥沙起动数为D，沉降数为J，水流流速为V,水流流速与水平面的夹角为θ，则D＝α_dV sinθ，

其中，α_d为起动系数，β_j为水流对泥沙沉降系数，γ为泥沙沉降系数，设编号6泥沙含量为C6，可以得到编号1、2、3、4、5的泥沙含量分别为m1*C6/m6、m2*C6/m6、m3*C6/m6、m4*C6/m6、m5*C6/m6，分别将编号1、2、3、4、5、6的泥沙含量m1*C6/m6、m2*C6/m6、m3*C6/m6、m4*C6/m6、m5*C6/m6、C6代入上面两个式子，可以求出α_d、β_j、γ；

当泥沙起动数等于沉降数，即D＝J时，河流泥沙分布达到稳态分布，由公式即可求出C(h)；

令h₀点的泥沙浓度等于整个河流整体的泥沙浓度的平均值，因此我们要准确测量某点河流动态泥沙含量，只要将测量点或取水点设置在某点深度h₀处即可。

2.根据权利要求1所述的一种河流动态泥沙含量测量方法，其特征在于：所述步骤1)将6个取样桶放入河流中取样得到泥沙标本具体为：将6个同规格圆筒型取样桶等间距叠放在一个位于其轴心的固定杆上，每个取样桶可以沿固定杆上下方向调节其与相邻取样桶间的间距HHH，将固定杆竖直插入河流待测点，调节取样桶间距HHH，使得最上方第1个取样桶上边沿与第6个取样桶上边沿间距等于待测点河流深度H的5/6，每个取样桶间距相等，最上方第1个取样桶上边沿与水面间距为河流深度H的1/12，经过时间T小时后取出取样桶，沥干其内部的水分，然后再用烘干机去除水分，得到烘干的泥沙标本，称重，得到质量m1、m2、m3、m4、m5、m6的泥沙标本，分别贴上标签1、2、3、4、5、6备用。

3.根据权利要求1所述的一种河流动态泥沙含量测量方法，其特征在于：所述步骤2)将经过烘干的泥沙标本，混合均匀并加水配成标准混合溶液具体为：将经过烘干的泥沙标本，按比例(m1/m6)：(m2/m6)：(m2/m6)：(m4/m6)：(m5/m6)：(m6/m6)均匀混合并加水配成标准混合溶液，以备实验测量。

4.根据权利要求1所述的一种河流动态泥沙含量测量方法，其特征在于：所述步骤3)通过单色光测量标准混合溶液的吸光度，求出最优单色光波长范围具体为：先摇晃均匀标准混合溶液，通过单色光测上述混合溶液的吸光度A，单色光的波长范围在400nm到800nm之间取值，由朗伯-比尔定律A＝εCL可以得到泥沙浓度其中，L为光程长度，ε为吸光度系数，针对不同河流还可以通过实验室光谱测量来优选其最优单色光波长，例如采用紫外可见分光光度计测量上述标准混合溶液在400nm—800nm之间的吸光度，得到泥沙溶液的光谱图，得到吸光度没有突变扰动的数个优化测量区间，分别计算每个优化测量区间与标准混合溶液浓度的线性相关系数R，得到一个相关系数最大的最优测量区间，即得到最优单色光的波长范围。

5.根据权利要求1所述的一种河流动态泥沙含量测量方法，其特征在于：所述混合溶液的质量为1000g。