《河流懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》

ICS

CCS

CI

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIXXX-2023

河流懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationformonitoringsuspendedsedimentinrivers

（征求意見稿）

2023-X-X發(fā)布2023-X-X實(shí)施

中國國際科技促進(jìn)會(huì)?發(fā)布

T/CIXXX—2023

河流懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了水體懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測設(shè)備所涉及的儀器安裝、系統(tǒng)檢測、日常管理

及精度指標(biāo)等技術(shù)要求。

本文件適用于天然河流、湖泊、水庫、人工河渠、受潮汐影響或水工程調(diào)節(jié)影響

河段的懸移質(zhì)泥沙自動(dòng)監(jiān)測及資料分析整理等可參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本規(guī)程的引用是必不可少的。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（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB/T50159-2015《河流懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)規(guī)范》

GB/T50095—2014《水文基本術(shù)語和符號(hào)規(guī)程》

SL/T247-2020《水文資料整編規(guī)范》

3術(shù)語與定義

GB/T50095—2014界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。為了便于使用，以

下重復(fù)列出了GB/T50095—2014中的一些術(shù)語和定義。

3.1

河流泥沙riversediment

河水挾帶的巖土顆粒。

3.2

泥沙特性sedimentproperty

泥沙顆?；蚰嗌郴旌衔锏奈锢?、化學(xué)性質(zhì)。

3.3

懸移質(zhì)suspendedload

受水流的紊動(dòng)作用懸浮于水中并隨水流移動(dòng)的泥沙。

3.4泥沙密度densityofsediment

單位體積泥沙的質(zhì)量。

3.5

高含沙水流flowwithhyperconcentrationofsediment

含沙量達(dá)到每立方米數(shù)百千克或以上，水流規(guī)律已不再符合牛頓流體規(guī)律的挾沙

水流。

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3.6

懸移質(zhì)采樣器suspendedloadsampler

為測定懸移質(zhì)含沙量及顆粒級(jí)配﹐采集河渠懸移質(zhì)水樣的儀器。

3.7

瞬時(shí)式采樣器instantaneoussampler

在河渠過水?dāng)嗝娴念A(yù)定測點(diǎn)，在瞬時(shí)內(nèi)采集懸移質(zhì)水樣的儀器﹐橫式采樣器屬此

類儀器。

(1)錘擊式橫式采樣器hammerdrivehorizontalsampler

采樣筒橫置，應(yīng)用落錘撞擊，瞬間關(guān)上采樣簡蓋的采樣器

(2)拉式橫式采樣器corddrivehorizontalsampler

采樣筒橫置，在水面上用拉繩方式，瞬間關(guān)上采樣筒蓋的采樣器。

3.8

積時(shí)式采樣器time-integratingsampler

在河渠過水?dāng)嗝娴念A(yù)定垂線或測點(diǎn)﹐在某一時(shí)段內(nèi)采集懸移質(zhì)水樣的儀器﹐分選

點(diǎn)式和積深式兩種。

(1)瓶式采樣器bottledsampler

具有進(jìn)水管﹑排氣管﹐其盛水容器像瓶狀的積時(shí)式懸移質(zhì)采樣器。

(2)皮囊式采樣器collapsiblesampler

借助皮囊容器柔性以傳導(dǎo)和調(diào)整器內(nèi)外壓力使其平衡﹐測前將皮囊內(nèi)空氣排空的

積時(shí)式懸移質(zhì)采樣器。

(3)泵式采樣器pumpingsampler

具有相應(yīng)進(jìn)出水口，并由一個(gè)泵系統(tǒng)構(gòu)成的懸移質(zhì)采樣器。

(4)調(diào)壓式采樣器pressureadjustablesampler

以采樣處水體靜水壓力壓縮空氣的原理，使水樣艙內(nèi)外壓力平衡而吸取水樣的積

時(shí)式懸移質(zhì)采樣器。

3.9

同位素測沙儀radioisotopesedimentconcentrationmeter

應(yīng)用放射性同位素通過不同含沙濃度渾液強(qiáng)度有不同程度衰減的原理來測定含沙

量的儀器。

3.10

光電測沙儀photoelectricsedimentconcentrationmeter

應(yīng)用光電效應(yīng)來測定顆粒較細(xì)、粒徑均勻、含沙量較小的含沙量儀器。

3.11

振動(dòng)式測沙儀vibrationalsedimentconcentrationmeter

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應(yīng)用振動(dòng)原理和電子技術(shù)測定含沙量的儀器。

3.12

超聲波測沙儀acousticsedimentconcentrationmeter

應(yīng)用超聲波穿過含沙量不同的水體，其強(qiáng)度衰減不同的原理測量含沙量的儀器。

3.13

測流取沙綜合儀multipurposesampler

具有同時(shí)測量流速、水深、取泥沙水樣功能的儀器。

4一般規(guī)定

4.1實(shí)施懸移質(zhì)泥沙自動(dòng)監(jiān)測，應(yīng)對(duì)下列自動(dòng)監(jiān)測條件進(jìn)行調(diào)查了解：

a）自動(dòng)監(jiān)測河段順直度、紊流影響、沉水或挺水水生植物、漂浮物或漂浮植物、

槽灘結(jié)構(gòu)形態(tài)、沖淤變化等河槽結(jié)構(gòu)形態(tài)及變化情況。

b）特征水位、洪水漲落、水位季節(jié)性或時(shí)段型變化幅度、水體流速流態(tài)、含沙量

量級(jí)、斷面特征、航運(yùn)狀況等河流水情。

c）測驗(yàn)河段泥沙傳感器安裝位置是否有非自然光直接嚴(yán)重干擾，通訊信號(hào)是否覆

蓋等。

d）分析測驗(yàn)河段水體情況，水質(zhì)是否屬于重度污染、油性污染，含沙量是否在測

量范圍內(nèi)等。

4.2懸移質(zhì)泥沙自動(dòng)監(jiān)測時(shí)應(yīng)適時(shí)檢查固件和軟件版本，并及時(shí)升級(jí)。

4.3懸移質(zhì)泥沙自動(dòng)監(jiān)測中使用的數(shù)據(jù)后處理第三方軟件應(yīng)經(jīng)測試，銜接相關(guān)技術(shù)規(guī)

程并符合其有關(guān)要求，量值傳遞正確。

5技術(shù)要求

5.1基本要求

5.1.1懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測設(shè)備應(yīng)滿足下列適用條件：

a）在適宜懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測范圍內(nèi)。懸移質(zhì)泥沙含量的適宜范圍與其來源、組成等

特性相關(guān)，目前尚不能給出普遍適宜的范圍，需結(jié)合測站特性具體分析判斷。

a）應(yīng)具備牢固穩(wěn)定的安裝條件和水深范圍，不易長期暴露在空氣中。

b）流態(tài)穩(wěn)定，不應(yīng)有大量的漩渦、湍流、回水、死水。

注：不穩(wěn)定流態(tài)包括水流因橋墩作用產(chǎn)生的紊流，在堰閘出流的下游河段遇到的

亂流及岸邊回水、流速較小形成的死水等。

c）避開河床水草等植物、強(qiáng)磁場等影響。

注：沉水植物在水中搖擺對(duì)光信號(hào)測量構(gòu)成干擾；桁架橋、鐵路橋等跨河建筑物

形成環(huán)境磁干擾。

5.1.2對(duì)于河口區(qū)寬闊河段，同一斷面宜采用多臺(tái)儀器不同垂線同步自動(dòng)監(jiān)測。

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5.1.3使用懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測，應(yīng)符合如下質(zhì)量要求：

a)遵循泥沙監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)的各項(xiàng)操作規(guī)定，符合相應(yīng)的指標(biāo)要求。

b)在測前準(zhǔn)備階段，正確使用制造商提供的自檢程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。

c)根據(jù)自動(dòng)監(jiān)測水域水文泥沙特性對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置。

d)對(duì)含沙量自動(dòng)監(jiān)測成果進(jìn)行合理性檢查。

e)正確操作儀器的安裝、拆卸，現(xiàn)場排除常見故障。

f)資料備份及存儲(chǔ)管理安全可靠。

5.2儀器安裝

5.2.1懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇以下安裝方案：

a）采用浮體將傳感器固定在測驗(yàn)斷水下某一深度，按設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采

集。泥沙傳感器的安裝位置應(yīng)綜合考慮斷面形態(tài)、水流流態(tài)及所測點(diǎn)含沙量與垂線平

均含沙量及斷面平均含沙量的代表性等因素，選擇安裝在岸邊或固定建筑物、船載或

浮體上?？筛鶕?jù)需要，在測驗(yàn)斷面的不同位置布設(shè)多套泥沙傳感器。

b）岸邊或固定建筑物固定安裝：泥沙傳感器安裝在河岸邊、水位自記井、橋墩建

筑物上，安裝地點(diǎn)應(yīng)與水體直接接觸，并保證最低水位時(shí)，泥沙傳感器不露出水面。

1）有水位井的斷面安裝方法:固定到水位井底部，保證泥沙監(jiān)測儀在最低水位以

下0.5米，距離河床0.5米以上。

2）漫灘斷面安裝方法:在河中間打樁固定，保證泥沙監(jiān)測儀在最低水位以下0.5

米，距離河床0.5米以上。

3）陡岸斷面的安裝方法:直接將泥沙監(jiān)測儀固定在陡岸下部，保證泥沙監(jiān)測儀在

最低水位以下0.5米，距離河床0.5米以上。

5.2.2儀器安裝前應(yīng)檢查下列內(nèi)容：

a)傳感器是否有污損、變形、破損、緊固件松動(dòng)等現(xiàn)象。

b)供電系統(tǒng)輸出電壓是否符合儀器標(biāo)稱要求。

c)逐一清點(diǎn)使用的電纜和插接件。

5.2.3安裝支架應(yīng)符合下列要求：

a)結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，不因水流沖擊或測船航行等原因?qū)е聝A斜或搖晃。

b)宜采用防銹、防腐蝕能力強(qiáng)，重量輕、強(qiáng)度大的非鐵磁材料。

c)宜配置儀器防撞、防丟失等裝置。

5.2.4傳感器載體（浮體、測船）應(yīng)符合下列要求：

安裝漂浮傳感器進(jìn)行懸移質(zhì)含沙量監(jiān)測，應(yīng)符合下列要求：

a)無漂浮物和船只碰撞影響。

b)儀器的數(shù)量和位置，根據(jù)斷面含沙量分布分析以及試驗(yàn)確定。

c)使用多臺(tái)儀器時(shí)，設(shè)備保持或基本保持在同一斷面線上。

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d)流速、波浪較小，漂浮物不大時(shí)，采用船形或圓形等專用浮體。

e）流速、波浪較大，漂浮物較多較大時(shí)，浮體搖晃影響觀測且斷面能行船時(shí)，采

用水文測船。

5.2.5采用水文測船時(shí)，可安裝在船頭、船弦或穿透船體的豎井內(nèi)，并應(yīng)符合下列要

求：

a)水深較小時(shí)可采用船頭安裝或船體豎井安裝。

b)水深較大時(shí)可采用船舷安裝。

c)根據(jù)水流速度、水面波浪、測船吃水深度、船底形狀等因素，減小傳感器入水

深度，但應(yīng)保證傳感器在工作過程中始終不露出水面。

d)保證船體不妨礙傳感器聲波信號(hào)的發(fā)射和接收。

5.3儀器自檢

每次測流前應(yīng)進(jìn)行儀器自檢，并應(yīng)符合下列要求：

a）通過隨機(jī)配置的設(shè)備狀態(tài)檢測軟件進(jìn)行逐項(xiàng)自檢，判斷設(shè)備是否正常，保證數(shù)

據(jù)的可靠性。

b）保存自檢結(jié)果。

5.4測前準(zhǔn)備

5.4.1儀器自檢及測沙前，應(yīng)將系統(tǒng)設(shè)備與規(guī)程時(shí)鐘同步。

5.5參數(shù)設(shè)置

5.5.1根據(jù)測站特性，設(shè)置合理的采樣歷時(shí)和采樣間隔，以克服水流脈動(dòng)的影響。

5.5.2根據(jù)測站沙的濃度和類型，設(shè)置合理的自清潔頻率，以克服傳感器表面附著物

對(duì)精度的影響。

5.6日常數(shù)據(jù)檢查

5.6.1含沙量自動(dòng)監(jiān)測結(jié)束時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查成果，分析評(píng)價(jià)自動(dòng)監(jiān)測成果質(zhì)量，檢查

內(nèi)容應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)檢查含沙量監(jiān)測參數(shù)設(shè)置的合理性，對(duì)于采集命令有錯(cuò)的需要立即重新設(shè)置重

新測量。

b)定期察看監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常、中斷，及時(shí)進(jìn)行原因分析、故障排除

及恢復(fù)處理。

c)實(shí)時(shí)檢查系統(tǒng)電源電壓等工況數(shù)據(jù)，確保設(shè)備運(yùn)行正常。

5.6.2自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)文件保存應(yīng)符合下列要求：

a)每次自動(dòng)監(jiān)測應(yīng)建立單獨(dú)的項(xiàng)目文件夾，文件夾命名應(yīng)具有可識(shí)別性。

b)配置文件、系統(tǒng)自檢文件等應(yīng)與原始數(shù)據(jù)文件同時(shí)儲(chǔ)存在項(xiàng)目文件夾中。

c)文件名的編制規(guī)則應(yīng)統(tǒng)一，可由斷面名和流水號(hào)組成。

d)系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)自檢和含沙量自動(dòng)監(jiān)測總結(jié)文件應(yīng)打印并附在記錄表后保存。

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e）同一個(gè)項(xiàng)目文件夾，應(yīng)至少保存在兩處具有物理隔絕的獨(dú)立介質(zhì)中，實(shí)行異地

備份。

5.7儀器檢查與保養(yǎng)

5.7.1懸移質(zhì)泥沙監(jiān)測最重要的是安全工作，保證系統(tǒng)安全，儀器不落水、不丟失。

5.7.2實(shí)時(shí)查看設(shè)備周邊環(huán)境情況，及時(shí)清理浮體或支架上攔掛的漂浮物。

5.7.3定期對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查，內(nèi)容應(yīng)包括傳感器是否有被撞或被刮劃檢查、防腐

蝕部件檢查、電纜（信號(hào)）線檢查，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)定期進(jìn)行清洗維護(hù)傳感器，傳感器表面有附著物時(shí)，先用清水沖洗，然后用棉

簽或者光滑的軟布蘸清水小心拭去附著的污垢，注意不要刮花或者損傷玻璃光源；有

明顯的裂痕或較深的劃痕時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)是否影響自動(dòng)監(jiān)測精度。

b)防腐蝕部件腐蝕嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)更換新的部件。

c)自動(dòng)清潔刷轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏或清潔效果不佳時(shí)，應(yīng)對(duì)清潔刷上的海綿進(jìn)行更換。

d)電纜（信號(hào)）線破損、漏電時(shí)，應(yīng)維修或更換。

5.7.4儀器設(shè)備安全管理及保養(yǎng)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)在儀器設(shè)備安裝位置附近做好警示，防止船只從儀器后部撞壞接線裝置。

b)供電系統(tǒng)按規(guī)定作好保養(yǎng)。

c)野外作業(yè)時(shí)，請(qǐng)確保清潔刷轉(zhuǎn)動(dòng)情況下的儀器一直保持在水下，傳感器需提出

水面時(shí)，須關(guān)閉電源使清潔刷停止轉(zhuǎn)動(dòng)，且應(yīng)避免傳感器長時(shí)間暴曬。

d)發(fā)現(xiàn)有無關(guān)人員在儀器附近逗留、游玩，應(yīng)及時(shí)勸阻。

e)發(fā)現(xiàn)有漂浮物在儀器附近影響系統(tǒng)安全，應(yīng)及時(shí)清理。

f)檢修時(shí)，船只應(yīng)從側(cè)面向儀器靠近，或預(yù)先將儀器提出水面。

5.8儀器檢驗(yàn)

5.8.1儀器檢驗(yàn)應(yīng)包括對(duì)比自動(dòng)監(jiān)測、固件升級(jí)、返廠維修及廠商返回，按附錄A記

錄。

5.8.2儀器可靠性對(duì)比自動(dòng)監(jiān)測應(yīng)符合下列要求：

a)新儀器首次使用以及儀器維修后，應(yīng)開展1次現(xiàn)場比測檢驗(yàn)。

b)儀器固件版本升級(jí)后，應(yīng)開展1次現(xiàn)場比測檢驗(yàn)。

c)每年汛前應(yīng)至少開展1次現(xiàn)場比測檢驗(yàn)。

5.9含沙量模型建立

5.9.1點(diǎn)含沙量模型優(yōu)化。可通過其他基準(zhǔn)方法（如采樣分析法），優(yōu)化本站含沙量

模型。

5.9.2斷面含沙量模型建立。根據(jù)傳感器的一點(diǎn)或多點(diǎn)含沙量數(shù)據(jù)與同時(shí)實(shí)測的斷面

平均含沙量數(shù)據(jù)建立關(guān)系，建立、優(yōu)化本站斷面含沙量模型。

5.10誤差來源與精度要求

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5.10.1誤差來源包括下列內(nèi)容：

a)傳感器鏡頭受污的測量誤差。

b)傳感器周邊懸掛漂浮物引起的數(shù)據(jù)誤差。

c)儀器入水深度不當(dāng)?shù)臏y量誤差。

d)傳感器安裝位置代表性不佳的測量誤差。

5.10.2適用性比測試驗(yàn)與精度要求應(yīng)符合下列要求：

a)精度已驗(yàn)證合格且應(yīng)用廣泛的儀器，可不開展比測試驗(yàn)。

b)精度未經(jīng)驗(yàn)證的儀器，應(yīng)開展適宜性試驗(yàn)并評(píng)定精度，并應(yīng)符合下列要求：

1)應(yīng)按儀器類型比測，不宜針對(duì)某一臺(tái)儀器比測。

注：不同型號(hào)的每一單臺(tái)儀器均經(jīng)過嚴(yán)格的出廠鑒定程序，其產(chǎn)品質(zhì)量是一致的

。因此，在開展適宜性試驗(yàn)時(shí)，只需針對(duì)某個(gè)型號(hào)儀器即可，而無需針對(duì)某一具體儀

器。在不同水文站對(duì)同一類型的儀器開展適宜性評(píng)價(jià)時(shí)，將各站收集的全部試驗(yàn)資料

匯集后進(jìn)行精度統(tǒng)一評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果適用于該型號(hào)的所有儀器。

2)參證方法應(yīng)選用精度符合GB/T50159-2015規(guī)定的方法。

3)宜在多個(gè)具有代表性的水文站點(diǎn)中，由多個(gè)監(jiān)測人員共同開展比測試驗(yàn)，各站

點(diǎn)應(yīng)在枯季、汛期的不同洪水過程的不同水位級(jí)開展比測。

4)有效比測總次數(shù)不應(yīng)少于（90）次，比測特征值數(shù)據(jù)應(yīng)代表本站懸移質(zhì)泥沙含

量變化過程。

5)應(yīng)按SL/T247-2020的規(guī)定檢驗(yàn)待驗(yàn)證儀器與參證方法泥沙取樣分析成果是否

屬于同一個(gè)總體。

6)懸移質(zhì)含沙量自動(dòng)監(jiān)測成果與人工同步取樣分析含沙量系列相關(guān)系數(shù)不小于

0.9。

7）懸移質(zhì)含沙量自動(dòng)監(jiān)測成果與人工同步取樣分析含沙量的誤差由各地根據(jù)自身

情況進(jìn)行精度控制。

注：鑒于大部分河道受水利工程影響，懸移質(zhì)含沙量常年都非常小，采用常規(guī)誤

差分析方法存在不合理的情況，此時(shí)可參照(GB/T50159-2015)規(guī)定，采用樣本累積的

方法進(jìn)行誤差分析。

5.11比測率定

5.11.1用于比測分析的斷面平均含沙量資料，應(yīng)采用人工取樣處理或多線多點(diǎn)法施測

，人工施測的垂線數(shù)和測點(diǎn)數(shù)布置，其單次含沙量誤差應(yīng)小于本站任務(wù)書規(guī)定的誤差

指標(biāo)值的75%。

5.11.2比測時(shí)機(jī)的選擇與測次布置，應(yīng)符合以下要求：

a)分析本站含沙量變化，區(qū)分不同水位級(jí)和含沙量級(jí)進(jìn)行比測，分級(jí)數(shù)不少于15

個(gè)。多個(gè)代表含沙量關(guān)系的，每一代表關(guān)系的水位或含沙量分級(jí)數(shù)不少于10個(gè)。

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b)每一水位或含沙量分級(jí)進(jìn)行3～5次比測，條件不足時(shí)至少進(jìn)行2次。

c)除了明確可以確定的粗差外，不得舍棄比測點(diǎn)據(jù)，每一關(guān)系線用于定線的有效

點(diǎn)據(jù)不少于30個(gè)。

d)間測站和巡測斷面在巡測方案確定的巡測期內(nèi)進(jìn)行比測。

e)代表含沙量的測次與全斷面含沙量的測次同步。

5.11.3當(dāng)含沙量變率較大，受自動(dòng)監(jiān)測條件限制，無法實(shí)現(xiàn)代表含沙量與全斷面平均

含沙量的觀測中時(shí)刻