第 41 卷第 5 期
2013 年 9 月
河 海 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Hohai University(Natural Sciences)
Vol. 41 No. 5
Sep. 2013
DOI:10. 3876 / j. issn. 1000 1980. 2013. 05. 015
摇 摇 收稿日期: 2013 04 01
基金项目: 江苏省高等学校大学生实践创新训练计划(201205XCX032);武汉大学水资 源与 水电工程科学国 家重点实验室开 放基 金
(2011B085)
作者简介: 张帆一(1992—),男,江苏盐城人,本科生,主要从事港航工程研究。 E鄄mail:zfy
-
nanjing@ 163. com
通信作者: 吴腾,讲师。 E鄄mail:wuteng@ hhu. edu. cn
悬移质含沙量的比热容测量方法
张帆一,吴摇 腾
(河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏 南京摇 210098)
摘要: 总结分析悬移质含沙量测量方法的代表性成果,评述各种测沙方法的适用性和突出优缺点。
在此基础上,提出基于比热容原理测量含沙量的方法。 该方法利用改制的比热容测量仪测定不同
含沙量水体的比热容,建立含沙量与比热容之间的相互关系,进而通过测量浑水的比热容来确定水
体含沙量。 研究结果表明:水体含沙量与浑水比热容呈明显的负线性关系,可采用测量浑水比热容
的方法来确定水体的含沙量;含沙量的测量精度与浑水比热容的测量精度密切相关。 该方法从热
学的角度研究水体的含沙量,旨在为泥沙动力学的研究提供新思路。
关键词: 悬移度泥沙;水体含沙量;测量方法;比热容
中图分类号:TV14摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 文章编号:1000 1980(2013)05 0456 05
Sediment concentration measurement based on thermal capacity
ZHANG Fanyi, WU Teng
(Key Laboratory of Coastal Disaster and Defence, Ministry of Education, Hohai University, Nanjing 210098, China)
Abstract: Suspended sediment concentration measurement methods are summarized, and the advantages and
disadvantages of these methods are described in this paper. On this basis, a new method for sediment concentration
measurement based on thermal capacity is put forward. Experiments were carried out to examine the relationship
between the suspended sediment concentration and the thermal capacity of sediment鄄laden water. The results show
a significantly negative linear relationship between the suspended sediment concentration and the thermal capacity of
sediment鄄laden water. Thus, it is feasible to measure the suspended sediment concentration by measuring the
thermal capacity of the sediment鄄laden water. Furthermore, the measurement accuracy of the suspended sediment
concentration is closely connected to that of the thermal capacity. The sediment concentration measurement method
introduced in this paper can provide a new way for sediment dynamics study from the perspective of thermology.
Key words: suspended sediment; sediment concentration; measurement method; thermal capacity
水体含沙量是研究土壤侵蚀、水土保持、航道疏浚、河道演变分析的重要影响因素,故含沙量的测定尤为
重要。 目前测量水体含沙量的方法主要分为器测法和物理测法两大类
[1]
。 器测法主要包括烘干法和比重
法。 烘干法又称称重法。 与烘干法相比,比重法所用的设备简单,测量方法更快、更直接。 物理测法主要包
括同位素测沙法、光电测沙法、遥感信息法以及电导率测沙法等。 同位素测沙法
[2]
可以利用 酌 射线衰减与
水体中泥沙含量的关系推求泥沙含量。 光电测沙法的测量原理是浑水消光定律
[3]
。 目前光电测沙法的成
熟发展成果主要有红外光电测沙仪和激光测沙仪,但是由于实际水体中泥沙粒径、浓度均匀分布的概率很
低,所以按测量原理测沙存在误差。 并且在高含沙量下透射光强较难辨识,所以在高含沙量条件下仪器使用
受限。 遥感信息法定量悬浮泥沙的原理与光电法测沙的方法类似,只是光电法测沙主要考虑透射光线部分,
而遥感信息法测沙更多的是考虑测量光波能被悬沙散射的部分。 但是遥感信息法要求有专有的设备和较好