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中华人民共和国行业标准河流泥沙颗粒分析规程发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准河流泥沙颗粒分析规程主编单位水利部黄河水利委员会水文局批准部门中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部关于发布行业标准河流泥沙颗粒分析规程的通知水文号根据原水利电力部年标准修订计划由水利部水文司主持黄河水利委员会水文局主编的河流泥沙颗粒分析规程经审定现正式批准为水利行业强制性标准并予以发布该规程的编号为自年月日起施行该规程由水利部水文司负责解释各单位在实施中发现问题请及时函告部水文司及黄河水利委员会水文局本规程由水利电力出版社出版发行年月日目次总则基本规定试样制备砂卵石颗粒级配测定粉砂粘粒颗粒级配测定颗粒分析资料整理颗粒分析的质量检验与不确定度的估算附录泥沙密度的测定附录有机质含量的测定附录泥沙表面离子总量的测定附录颗粒分析用表附录分析筛检查和校正附录比重瓶检定附录泥沙颗粒分析报表格式及填制说明附加说明河流泥沙颗粒分析规程总则为了对我国河流泥沙颗粒分析中的方法选用试样制备颗粒级配测定资料整理质量检验与不确定度估算等方面规定统一的方法和技术要求为经济建设提供可靠的基础资料特制定本规程本规程适用于国家基本泥沙站水文实验站和专用站的悬移质推移质和床沙等泥沙样品的颗粒分析国家基本泥沙站应按测站分类要求搜集一定的泥沙颗粒分析资料河流泥沙颗粒分析除执行本规程外还应遵守现行国家标准河流悬移质泥沙测验规范和水利行业标准河流推移质泥沙及床沙测验规范的有关规定基本规定颗粒分析方法的选用选用颗粒分析方法应根据泥沙样品的种类粒径范围沙重和设备条件等情况按下列要求确定不同分析方法的适用粒径范围及沙重要求应遵守表的规定悬移质泥沙颗粒分析宜选用沉降分析法粘粒为主的泥沙样品当小于时可选用离心沉降法分析表不同分析方法的适用粒径范围及沙重要求分析方法测得粒径适用粒径范围适用沙重或浓度范围沙重浓度其它条件尺量法三轴平均粒径筛析法筛析粒径筛筛粒径计法沉降粒径管内径长管内径长吸管法沉降粒径量筒可用量筒消光法沉降粒径离心沉降法沉降粒径当采用新的颗粒分析方法或改变主要技术要求时应用标准方法或标样进行检验采用新方法或改变主要技术要求后小于某粒径沙重百分数的系统偏差的绝对值在级配的以上部分应小于在以下部分用重力沉降分析法时应小于用离心沉降分析法时应小于小于某粒径沙重百分数的随机不确定度应小于河流泥沙颗粒分析规程沉速公式的选用与粒径级划分当选用沉降分析法时应按下列规定计算泥沙颗粒的沉降粒径当粒径等于或小于时采用司托克斯公式当粒径为时采用沙玉清的过渡区公式沉速判数粒径判数式中沉降速度沉降粒径泥沙密度清水密度重力加速度水的运动粘滞系数河流泥沙分类应符合表的规定表河流泥沙分类单位粘粒粉砂砂粒砾石卵石漂石河流泥沙颗粒分析应按分级法划分粒径级绘制级配曲线计算垂线断面和月年平均颗粒级配并进行资料整编刊印粒径单位以表示基本的粒径分级为当采用以上粒径级不足以控制级配曲线型式时可由组距中值插补粒径级计算平均粒径的组距分为颗粒分析的上下限颗粒分析的上限点累积沙重百分数应在以上当达不到以上时应加密粒径级级配曲线上端端点以最大粒径或分析粒径的上一粒径级处为河流泥沙颗粒分析规程悬移质分析的下限点应至当查不出时应分析至推移质和床沙分析的下限点的累积沙重百分数应在以下级配曲线的绘制对泥沙颗粒分析成果进行合理性检查查读特征粒径和变自由粒径级为统一的粒径级时应绘制颗粒级配曲线绘制级配曲线时应根据分析点子绘制成光滑曲线遇有突出点或特殊线型时必须详细检查各个工序发现错误时应进行改正和加以说明不同分析方法的接头部分应按曲线趋势并通过点子中间连线对大于的泥沙样品可根据分析点定线当同时测得悬移质推移质和床沙的颗粒级配或悬移质颗粒分析为选点法取样时应在同一图纸上点绘有关的级配曲线进行对照分析颗粒分析室的环境要求泥沙颗粒分析室的工作环境应符合下列要求室内宽敞明亮不受阳光直接照射不受震源和噪声影响能经常保持干燥无浮尘无有害气体及灰尘侵入温度和湿度比较稳定当试样保鲜和电测仪器温度要求不能满足时应有冷贮和室温控制设备各种仪器设备和药品的放置和保管应符合下列要求分析天平应安置在专用房间里房内不应放置含有较多水分的物品和具有挥发性腐蚀性的化学药品各种颗分仪吸管粒径计管量筒等均应放在远离门窗和热源处振动性的仪器工具和散热设备如电烘箱电炉蒸馏器震筛机等应放置在专用房间里各种电器设备安装必须符合有关规定保证安全凡具有毒性腐蚀性易燃性和其它有害性质的药品应放置安全处妥善保管分析试剂应放在专用药品柜内并注明试剂名称浓度和配制日期等各种分析器皿量筒盛沙杯接沙杯等必须放在专用柜内并依次分类编号每次分析完后应及时将所用器皿洗净放回原处以备下次使用对各种仪器设备应经常检查以保证正常使用试样制备一般规定颗粒分析试样用量应控制在分析方法规定的范围内当样品数量过多时可将其分成两份或多份取其中一份用于颗粒分析床沙推移质沙样中粒径大于的部分不得分样悬移质沙样中粒径大干的部分少于时也不得分样颗粒分析试样必须是分散的颗粒体系对试样进行分散处理时不得破坏颗粒形状悬移质沙样在浓缩处理过程中不得加入任何凝聚剂采用沉降法分析的试样应保持湿润从取样到分析不应超过一个月备样设备及分样要求各种备样设备的适用范围应符合下列规定河流泥沙颗粒分析规程分样器旋转式和两分式适用于粒径以下悬液沙样两分管式适用于粒径以下悬液沙样管戳取式适用于粒径以下的湿沙样锥体四分器适用于粒径以下干沙样分散器滚筒碾压式适用于粒径以下的干燥沙样手持搅拌器和双管机械搅拌器适用于悬液试样的物理分散分样设备应经质量检验分样的体积差小于分样的颗粒级配与原沙样的颗粒级配比较小于某粒径沙重百分数的不确定度应小于各种备样设备应保持洁净无锈迹无腐蚀用前应擦洗干净分取悬液沙样时应将被分样品搅拌均匀后以缓慢速度注入分样漏斗并用清水将盛样桶及分样器冲洗干净分取干湿沙样时均应将被分样品充分拌和均匀用锥体四分器分样时取对角两个分样合并用管戳取法时应在样品铺匀的平面上戳取个等距位置的沙样合并当一次分取的样品仍超出分析方法用量范围时可继续分取直至符合用量规定为止分析用水制备悬液试样配制反凝剂和沉降分析用水必须使用纯水纯水应符合下列要求清彻透明无杂质每升水中溶解性物质含量不超过氢离子相对浓度值在之间钙镁氯离子含量为零纯水的纯度必须经过检测对每次购置或自制的蒸馏水用前应检测一次用离子交换树脂制取的无盐水每出水检测一次其中溶解性物质含量在制取过程中只检测一次凡不符合本规范第条指标者不得使用检测内容和方法应按下列规定进行溶解性物质含量取被检水样于瓷蒸发皿中在水浴锅上蒸发至干后移人电热干燥箱在条件下干燥再移入玻璃干燥器内冷却至室温然后用分度值为的天平精确称重用下式计算溶解性物质含量式中溶解性物质含量蒸发皿与溶解性物质共重蒸发皿重被检水样体积值可用计测定钙镁离子含量取被检水样于三角烧瓶中加氯化铵缓冲液再加铬黑指示剂摇匀后应呈蓝色氯离子含量取被检水样于三角烧瓶中先用浓度的硝酸酸化再加浓度的硝酸银摇匀后内不应出现白色浑浊分析用水应贮存在玻璃或聚乙烯塑料容器内加盖防尘使用期不应超过一个月砂卵石颗粒试样制备推移质和床沙样品中粒径大于的颗粒占总重以上时可在现场用孔径河流泥沙颗粒分析规程筛进行分离筛上颗粒全部用于分析筛下颗粒称其重量后直接参加颗粒级配计算可不考虑含水影响推移质和床沙样品中粒径大于的颗粒少于总重的且砾石砂粒的重量超过时可按以下规定处理用孔径筛将全部样品进行分离筛上颗粒全部作为卵石分析试样筛下颗粒在现场称其湿沙重用四分法分取装入塑料袋防止水分损失带回室内准确称其湿沙重然后烘干并称其干沙重湿沙样的含水率为筛下颗粒的干沙重为筛下颗粒重与沙样总重的比值为以上三式中湿沙样的含水率分样的湿沙重分样的干沙重筛下颗粒的干沙重筛下颗粒的湿沙重筛上颗粒的干沙重筛下颗粒重与沙样总重的比值推移质和床沙样品中含有粒径大于颗粒但样品总重不超过时应全部烘干后用孔径筛将其分离分别称出筛上筛下颗粒重量筛上砾石卵石全部参加分析筛下砂粒如沙量过多可分取用于筛分析筛下颗粒重占沙样总重的比值可比照本规范第条中公式计算当上述样品总重超过时用孔径筛将全部样品进行分离后筛下部分比照本规范第条办法处理推移质和床沙样品中无以上颗粒且粒径小于颗粒不足总沙重的时应将样品烘干后碾压分散分取作筛分析试样当粒径小于颗粒超过样品总重的时应先将样品过孔径的洗筛筛上颗粒全部用筛分析筛下部分按沉降分析法要求进行试样制备有机质处理悬移质及淤积床沙中有机质含量每三年应在汛期进行一次调查测定使用沉降分析法当样品中有机质相对含量大干时应用浓度过氧化氢予以处理配置浓度过氧化氢溶液时取过氧化氢纯度为与纯水混合即可有机质处理应按以下步骤进行样品经沉淀后吸出上层清水加纯水并搅匀河流泥沙颗粒分析规程目估样品干沙重按每克沙加计算加入浓度的过氧化氢溶液用玻璃棒搅动即出现气泡和响声加盖静置将试样移至电炉或酒精灯上文火加热并搅拌待气泡和响声消失后再加适量的过氧化氢溶液并搅拌按本条第款操作步骤反复进行几次直至不再出现气泡和响声为止将电炉温度调高煮沸样品除去二氧化碳和余氧絮凝处理对粒径小于的泥沙样品用沉降分析法进行分析时均应进行絮凝处理选用反凝剂应根据泥沙颗粒表面电化学性质而定凡开展泥沙颗粒分析的河流水库湖泊每三年应对汛期的悬移质泥沙及淤积床沙表面所含离子总量及氢离子相对浓度值等进行一次调查测定选用反凝剂和确定用量应按下列规定进行当可溶盐的值等于和大于时选用六偏磷酸钠当值小于时选用氢氧化钠反凝剂用量应为试样含可溶盐的倍无实测资料时可每克沙加当反凝剂用量的体积大于试样悬液体积的时应减少试样的沙重和重新估算反凝剂的用量反凝剂的配制和贮存应按下列规定进行配制标准溶液称六偏磷酸钠化学纯溶于纯水中搅拌至完全溶解后再加纯水稀释至贮存于磨口玻璃瓶中使用有效期不应超过三个月配制标准溶液迅速称取氢氧化钠化学纯加纯水搅拌溶解冷却后再加纯水稀释至贮存于带皮塞的玻璃瓶中使用有效期不应超过三个月使用时先倒出适量的反凝剂于玻璃杯中从杯中吸取需要量剩余的舍弃不得用吸管由试剂瓶内直接吸取絮凝处理应按下列步骤进行用孔径洗筛除去样品中的杂质用孔径洗筛将试样分成两部分筛上部分不作反凝处理筛下部分如沙量过多应进行分样将试样移入沉降分析筒内加纯水至有效容积处用搅拌器强烈搅拌搅拌速度每分钟往返不少于次按本规范第条规定选用和加入反凝剂再搅拌加纯水至规定刻度静置后即可进行分析砂卵石颗粒级配测定尺量法使用尺量法的主要设备应符合下列规定分离筛孔径外框直径河流泥沙颗粒分析规程游标卡尺分度值台秤或杆秤分度值药物天平分度值分析步骤与技术要求应按下列规定进行将全部样品用孔径筛分离筛下部分视沙量多少按本规范第条和第条规定执行筛上卵石颗粒依粒径大小次序排列后分成若干自由组其中最大粒径列为第一组每组挑选最大一颗或两颗用游标卡尺量其三轴求出几何平均粒径当整个样品卵石数量少于颗时应逐颗测量各组最大颗粒的粒径为式中颗粒长轴方向的长度颗粒垂直于方向的最大宽度颗粒垂直于和方向的最大厚度分别称量各组沙重实测颗粒级配计算应按下列规定进行小于某粒径沙重百分数为式中全样小于某粒径沙重百分数卵石部分小于某粒径的累积沙重根据实测粒径和累积沙重百分数点绘颗粒级配曲线从图上摘录规定粒径级及相应的累积沙重百分数筛分析法筛分析法的主要设备应符合下列规定分析筛筛孔为标准孔径系列尺寸圆孔粗筛孔径为以上各级筛框尺寸有和两种方孔编织筛孔径为各级筛框尺寸有和两种筛框均为硬质不变形的金属材料网布为耐腐蚀耐磨损和高强度铜丝编织筛框无受压变形框网焊接牢固光滑无缝隙编织筛的经纬线互相垂直无扭曲无断丝触感无凹陷方孔编织筛使用前或使用年后应用投影放大仪或高倍显微镜检测一次当检测孔径与标号尺寸的偏差符合本规范控制指标时方可使用检测方法及允许偏差按附录五规定执行振筛机旋转敲击型式附有定时控制器运行时差为每不超过其它设备分度值和的天平各一台电热干燥箱超声波清洗机游标卡尺软质毛刷平口铲刀等筛分析步骤应按下列规定进行对粒径大于的颗粒将圆孔粗筛依孔径筛组装成套将试样置于套筛最上层逐级手摇过筛直至筛下无颗粒下落为止当样品沙重过多时可分几次过筛同一组的颗粒可合并称重