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歐美克激光粒度儀為中國(guó)水文監(jiān)測(cè)提供助力

歐美克 2018-07-17 | 閱讀：2199

中國(guó)的淡水資源總量為28000億立方米，名列世界第四位,。但是由于水資源分布不均,，資源有效利用率并不高，水土流失情況也較為嚴(yán)重,。因此水文監(jiān)測(cè)體系的重要性不言而喻,。降水量、河流湖泊水位監(jiān)測(cè),，河流的流量監(jiān)測(cè),、水體內(nèi)的泥沙監(jiān)測(cè)分析，這四項(xiàng)工作是水文監(jiān)測(cè)工作的重要工作內(nèi)容,。

水文工作人員在河流湖泊進(jìn)行水體采樣監(jiān)測(cè)工作

我國(guó)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集體系經(jīng)過(guò)近十幾年技術(shù)飛速發(fā)展,，數(shù)據(jù)資料收集的自動(dòng)化程度有了較大提高。但是總的來(lái)說(shuō),，水位和降水量數(shù)據(jù)收集的自動(dòng)化程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于流量,、泥沙數(shù)據(jù)收集。相對(duì)而言,，流量,、泥沙監(jiān)測(cè)的新技術(shù)和新儀器應(yīng)用水平還不高。中國(guó)的水土流失問(wèn)題比較嚴(yán)重,，河流泥沙治理開(kāi)發(fā)工作任重道遠(yuǎn),，對(duì)水文工作的要求也愈來(lái)愈高 ,無(wú)論是防洪、水資源統(tǒng)一管理,、還是生態(tài)環(huán)境的建設(shè)都需要水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程的準(zhǔn)確,、及時(shí)，水文泥沙顆粒分析工作更是如此,。當(dāng)前,，許多的水文站對(duì)河流泥沙顆粒的監(jiān)測(cè)，依然應(yīng)用傳統(tǒng)的方法,。用沉降干燥法測(cè)試泥沙含量,，用沉降儀或者篩分法測(cè)試水體中泥沙顆粒的粒度分布。這類(lèi)傳統(tǒng)檢測(cè)手段由于測(cè)量速度慢,，精度低,，無(wú)法應(yīng)對(duì)現(xiàn)代水文監(jiān)測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性的需求,。因此,，迫切需要引入先進(jìn)的儀器設(shè)備和測(cè)試手段。

激光粒度儀是當(dāng)今主流的粒度分布檢測(cè)設(shè)備,，非常適宜用來(lái)替代沉降儀,、標(biāo)準(zhǔn)篩等傳統(tǒng)設(shè)備,，對(duì)自然水體中的泥沙做粒度測(cè)試。同時(shí),，激光粒度儀使用光在介質(zhì)中傳播過(guò)程中的指數(shù)衰減定律（Beer-Lambert定律）和光散射理論,，可以測(cè)得待測(cè)樣品的體積濃度。這為激光粒度儀方便快捷的監(jiān)測(cè)水體泥沙含量奠定了理論基礎(chǔ),。理論上,，如果已知顆粒的密度，則有如下關(guān)系：重量濃度（含沙量）=體積濃度×泥沙真密度,。但是由于沙粒的成份復(fù)雜,，以及測(cè)量過(guò)程中的采樣、稀釋等因素對(duì)最終的結(jié)果都有影響,，常用一個(gè)總的轉(zhuǎn)換常數(shù)VCC（體積轉(zhuǎn)換常數(shù)）來(lái)實(shí)現(xiàn)量綱的轉(zhuǎn)換,，此時(shí)也就是有如下關(guān)系：重量濃度（含沙量）=體積濃度×VCC。當(dāng)前,，激光粒度儀檢測(cè)水體泥沙含量的技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用化階段,。我國(guó)水利系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始逐步使用激光粒度儀進(jìn)行水體泥沙含量監(jiān)測(cè)工作。對(duì)比于傳統(tǒng)的沉降干燥后用天平稱(chēng)量的方法需要一到兩天工時(shí),，激光法從采樣到輸出完整的泥沙粒度分布及水體泥沙含量數(shù)據(jù)只需20分鐘左右,，大大提高了數(shù)據(jù)采集速度。

TOPSIZER激光粒度儀

廣東水文局是較早將激光粒度儀引入實(shí)際應(yīng)用的水文機(jī)關(guān),，珠江三角洲的口門(mén)泥沙以幼沙為主,，激光粒度儀的寬量程及大動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍，非常適合該區(qū)域的泥沙狀況監(jiān)測(cè)工作,。高質(zhì)量的泥沙顆粒分析成果將為研究珠江三角洲的口門(mén)整治,、河流的河道淤積、河床演變提供可靠的數(shù)據(jù),；為水利工程的調(diào)度,、運(yùn)用提供重要的基本資料；為河流的治理,、開(kāi)發(fā),、水資源利用提供了科學(xué)依據(jù)。湖南,、江蘇,、浙江等水資源大省，也都投入大量資源,，將激光粒度儀引入水文系統(tǒng)的自然水體泥沙研究分析項(xiàng)目,。在這波水利系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的升級(jí)行動(dòng)中，歐美克激光粒度儀的頂級(jí)型號(hào)——TopSizer激光粒度儀成為這個(gè)利國(guó)利民項(xiàng)目中的重要一份子,。數(shù)量眾多的歐美克激光粒度儀在長(zhǎng)江流域,、珠江流域、湘江流域等重要水系一線監(jiān)測(cè)站盡職工作著,。

TOPSIZER用戶(hù)——湖南水利局神山頭水文站

TopSizer相比于目前市面上常見(jiàn)的激光粒度儀而言,，具有更長(zhǎng)焦距的傅里葉透鏡，能夠準(zhǔn)確探測(cè)到更小散射角度的散射光信號(hào),，大大增強(qiáng)了儀器對(duì)大顆粒的測(cè)試能力,，儀器的測(cè)量上限達(dá)2000μm。TopSizer率先采用了雙光源技術(shù),，也就是在紅色氦氖激光源的基礎(chǔ)上再增加了波長(zhǎng)更短的藍(lán)色光源,，能夠準(zhǔn)確探測(cè)更大角度的散射光信號(hào)，確保儀器對(duì)亞微米顆粒的測(cè)量性能,，使得儀器的測(cè)量下限達(dá)到0.02μm,。真實(shí)可靠的超寬分布樣品測(cè)試能力，保障了泥沙粒度分布測(cè)試數(shù)據(jù)的真實(shí)性和權(quán)威性,。自然水體泥沙含量測(cè)試對(duì)激光器穩(wěn)定性及探測(cè)器精度提出了苛刻的要求,。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推算出，在測(cè)試過(guò)程中當(dāng)激光器光強(qiáng)波動(dòng)1%,，泥沙含量數(shù)據(jù)將波動(dòng)10%以上,。TopSizer使用的激光系統(tǒng)及探測(cè)器，具有極高的穩(wěn)定性和精度,，性能遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)同類(lèi)型產(chǎn)品,。TopSizer激光粒度儀采用原裝進(jìn)口的光電探測(cè)器，具有靈敏度高,、精度高的特點(diǎn),。能夠捕捉到極細(xì)微的光強(qiáng)變化。高質(zhì)量的光電探測(cè)器是準(zhǔn)確測(cè)試泥沙含量的前提保障,。

自然水體泥沙粒度及含量測(cè)試,，跟常規(guī)工業(yè)粉體粒度測(cè)試相比，測(cè)試條件要求及取樣,、制樣技術(shù)細(xì)節(jié)更為復(fù)雜,。這種技術(shù)前提，不僅僅對(duì)儀器性能有較高需求,，同時(shí)也對(duì)測(cè)試應(yīng)用技術(shù)有嚴(yán)格要求,。歐美克的應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)家，早在2010年左右就開(kāi)始了自然水體泥沙測(cè)試應(yīng)用技術(shù)的研究,。在湖南,、湖北等多個(gè)省份實(shí)地采集各類(lèi)泥沙樣品進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。我們沒(méi)有局限自己的埋頭苦干,，還注重跟水利系統(tǒng)的專(zhuān)家進(jìn)行學(xué)習(xí)探討,。多次的拜訪水利部長(zhǎng)江委,、湖南省水文局等權(quán)威機(jī)關(guān)，了解用戶(hù)需求,，學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)技術(shù),。還曾經(jīng)邀請(qǐng)湖南水文局的專(zhuān)家領(lǐng)導(dǎo)蒞臨我司指導(dǎo)工作。多年不懈的努力,，我們建立了一套自然水體泥沙測(cè)試SOP（標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程）,。通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試應(yīng)用技術(shù)流程，大幅降低了人為因素對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響,，保障了數(shù)據(jù)的真實(shí)性,、可靠性。歐美克人用嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng),，換回了自身技術(shù)的成長(zhǎng)及客戶(hù)的認(rèn)可,。

技術(shù)工作永無(wú)止境，歐美克人本著絕對(duì)誠(chéng)信,、以客戶(hù)為中心的價(jià)值理念,，在粒度測(cè)試與控制領(lǐng)域秉承科技創(chuàng)新的精神，堅(jiān)定前行,！