ICS07.060 N93 中华人民共和国国家标准 GB/T27991—2011 河 流泥沙测验及颗粒分析仪器 基本技术条件 Fundamentaltechnicalrequirementsforsedimentmeasurementand particlesizeanalysisinstrumentinopenchannel 2011-12-30发布 2012-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国水利部提出。 本标准由全国水文标准化技术委员会水文仪器分技术委员会(SAC/TC119/SC1)归口。 本标准起草单位:水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、南京水利水文自动化研 究所、黄河水利委员会水文局。 本标准主要起草人:李刚、牛占、陆旭、刘文、韩捷、赵造申。 ⅠGB/T27991—2011 河流泥沙测验及颗粒分析仪器 基本技术条件 1 范围 本标准规定了河流泥沙测验及颗粒分析仪器(以下简称仪器)的术语和定义、分类、技术要求、试验 方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等要求。 本标准适用于江河、湖泊、水库、渠道等泥沙测验及颗粒分析的仪器。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T6005 试验筛 金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板 筛孔的基本尺寸 GB/T9359—2001 水文仪器基本环境试验条件及方法 GB/T18185—2000 水文仪器可靠性技术要求 GB/T18522.6 水文仪器通则 第6部分:检验规则及标志、包装、运输、贮存、使用说明书 GB/T19677 水文仪器术语及符号 GB/T50095 水文基本术语和符号标准 SL07—20006 悬移质泥沙采样器 3 术语和定义 GB/T19677和GB/T50095界定的术语和定义适用于本文件。 4 要求 4.1 技术参数 4.1.1 泥沙采样器 4.1.1.1 悬移质泥沙采样器 悬移质泥沙采样器的技术参数按SL07—2006中第5章的规定执行。 4.1.1.2 推移质泥沙采样器 按结构原理不同,推移质泥沙采样器一般可分为压差式采样器和框式(网式)采样器。按适用于推 移质粒径的不同,可以分为沙质和卵石推移质采样器两类。压差式采样器适用于沙质推移质采样。框 式(网式)采样器适用于卵石推移质采样。推移质泥沙采样器主要技术参数见表1。 1GB/T27991—2011 表1 推移质采样器主要技术参数 仪器名称口门宽 cm有效取样质量 kg适用粒径范围 mm 压差式采样器 10、20 5、20、50 0.1~2.0、2~10、2~100 框式(网式)采样器 30、50 50、100、200 2~100、2~200、2~300 4.1.1.3 床沙采样器 床沙采样器主要有圆柱采样器、管式拖斗采样器、袋式拖斗采样器、挖斗式采样器、插入型采样器和 自重型采样器等,按使用方式和采样位置可分为: a) 按使用方式不同划分,主要技术参数见表2: 1) 人工涉水操作的手持式采样器; 2) 可以人工涉水或在测船上使用的轻型远距离操纵采样器; 3) 需要在较大测船上使用较重型设备远距离机械操纵的采样器。 b) 按采样器采样的位置不同划分,主要技术参数见表2: 1) 床面采样器,用于河床表面采样; 2) 芯式采样器,用于河床下一定深度采样; 3) 表层采样器,用于河床表层(覆盖层)采样; 4) 泥浆采样器,用于河底泥浆采样。 表2 人工操作和轻型远距离操纵床沙采样器主要技术参数 结构和采样原理 仪器名称 适用床质采样深度 m样品质量 kg 床面采样器圆柱采样器 沙质河床 0.1 1~3 管式拖斗采样器 沙质河床 0.05 3 袋式拖斗采样器 沙质河床 0.05 3 挖斗式采样器 沙质、砾石、卵石河床 0.05 1~5 芯式采样器插入型采样器 自重型采样器沙质、砾石、卵石河床 <0.5 2~5 注:远距离机械操纵的采样器适用于各种河床,采样深度和样品质量范围较广。 4.1.2 悬移质含沙量测量仪 悬移质含沙量测量仪主要技术参数见表3。 表3 悬移质含沙量测量仪主要技术参数 仪器名称测沙范围 kg/m3测点流速 m/s水深 m 同位素测沙仪 2.1~1000.0 ≤5 ≤20 光电测沙仪(激光测沙仪) ≤5 <2 ≤15 2GB/T27991—2011 表3(续) 仪器名称测沙范围 kg/m3测点流速 m/s水深 m 振动(管)式测沙仪 1.0~1000.0 >0.75,≤4 >0.3 超声波测沙仪 0.5~1000.0 ≤3 ≤10 4.1.3 粒度分析仪 粒度分析仪主要技术参数见表4。 表4 粒度分析仪主要技术参数 仪器名称测得粒径 类型粒径范围 mm沙量或浓度范围 沙量 g质量分数 %规格条件 量 测 法量具 三轴平均粒径 >32.0 — — 0.1mm卡尺 分析筛 筛分粒径2.0~32.0 — — 圆孔粗筛 0.062~2.01~20 — 编织筛,框径90/120mm 3.0~50 — 编织筛,框径120/200mm 沉 降 法沉降粒径计清水沉降粒径0.062~2.00.05~5.0 — 管内径40mm,管长1300mm 0.062~1.00.01~2.0 — 管内径25mm,管长1050mm 吸管 混匀沉降粒径0.002~0.062— 0.05~2.0量筒1000/600mL 光电颗分仪混匀沉降粒径0.002~0.062— 0.05~0.5沉降盒沉降距离300mm 离心沉降 颗分仪混匀沉降粒径0.002~0.062— 0.005~0.5直管式 <0.031 — 0.5~1.0圆盘式 激光粒度分析仪衍射投影 球体直径2×10-5~2.0— — — 现场测沙过滤器 — 0.002~0.250— — — 超声粒度分析仪 — 2×10-5~2.0— — — 4.2 环境条件 4.2.1 工作环境温度 工作环境温度应满足下列要求: a) 水下仪器为0℃~40℃; b) 水上仪器为-10℃~50℃; c) 实验室仪器为5℃~35℃。 4.2.2 工作环境相对湿度 工作环境相对湿度应满足下列要求: 3GB/T27991—2011 a) 室外仪器不大于95%(40℃); b) 室内仪器不大于90%(40℃)。 4.2.3 工作电源 工作电源应满足下列要求: a) 交流220V允许变幅±20%,频率50Hz±1Hz; b) 直流可为3V、6V、12V、24V,推荐12V,电压允许变幅-15%~20%。 4.3 通用结构要求 4.3.1 仪器的结构宜简单紧凑、牢固可靠,便于安装、调试、运输、操作及维修。 4.3.2 仪器水下不可受水部分应有良好的密封性,外形不破坏流态,有保持稳定及导向的性能,与测 杆、铅鱼等悬吊机构的连接装置应牢固可靠且易于装卸,信号导线有可靠的连接。 4.3.3 分水下水上两部分的仪器,应有可靠的信号传输机构。 4.3.4 仪器应采用防腐蚀、耐磨损、高强度及不易变形的材料制作,必要时还要进行表面涂镀处理。 4.3.5 仪器应备有易损件。 4.4 可靠性要求 仪器工作特征应满足以下一种可靠性指标的要求: a) 平均无故障工作时间:MTBF≥16000h; b) 可靠度按GB/T18185—2000中6.2.2.1b)表13的规定。 4.5 性能要求 4.5.1 悬移质采样器 悬移质泥沙采样器的性能按SL07—2006中第5章的规定。 4.5.2 推移质采样器 4.5.2.1 口门应能伏贴河床,使用时口门前的河床不应产生明显的淘刷或淤积。 4.5.2.2 进口流速应与天然流速接近,其口门平均进口流速系数宜在0.95~1.15之间。 4.5.2.3 卵石推移质采样器的平均采样效率应不低于40%;沙质推移质采样器的平均采样效率应不 低于60%。 4.5.2.4 采样效率系数应稳定,样品应有代表性,进入器内的泥沙应不会被水流淘出。 4.5.3 床沙采样器 4.5.3.1 床沙采样器应能采集河床床面以下相应产品规定深度的样品,具体采样深度见表2。 4.5.3.2 在采样过程中,进入器内的样品不应被水流冲走或漏失。 4.5.4 悬移质含沙量测量仪 4.5.4.1 仪器输出要求 仪器应能输出物理特征(光、电、放射强度等信号)数值和含沙量数值。 瞬时式仪器宜设置瞬时输出和设置时段均值输出。 4.5.4.2 含沙量推算模型基本要求 仪器特征读数推算含沙量的模型(工作曲线或广义偏差拟合方程)应稳定,对水温、泥沙颗粒组成等 4GB/T27991—2011 有关影响应能自行校正。 其校测后获得的新模型推算的含沙量与原模型系统偏离大于2%时,应采用新模型推算含沙量。 4.5.4.3 测量误差 测量误差应满足下列要求: a) 在建立率定工作模型时,其含沙量随机误差(相对误差统计标准差)应不大于5%,系统偏差 (相对误差均值)应不大于1%; b) 在野外应用验证时,其含沙量随机误差(相对误差统计标准差)应不大于10%,系统偏差(相对 误差均值)应不大于3%。 4.5.4.4 连续工作稳定性 仪器连续工作性能应保持稳定,其8h清水工作时的测量误差应不超过5%。 4.5.5 颗分仪器 4.5.5.1 分析筛 4.5.5.1.1 圆孔粗筛,依孔径Φ32.0mm、Φ16.0mm、Φ8.0mm、Φ4.0mm筛组装成套,筛框直径为 400mm、200mm;方孔