调压积时式采样器进口流速系数对含沙量的影响及误差评估

影响调压积时式采样器采样精度的因素包括进口流速系数、管嘴积沙和器壁粘沙等[42]。

（一）进口流速系数对含沙量的影响

调压积时式采样器进口流速系数为

式中：Ve为进口流速；Vr为河水天然流速。

采样器进口流速系数是反映采样器水力特性的重要参数，直接影响含沙量测验精度。实验结果表明[42]，当进口流速系数Kv＞1时，采样器进口流速大于河水天然流速，含沙量系统偏小；当进口流速系数Kv＜1时，采样器进口流速小于河水天然流速，含沙量系统偏大。当Kv值在0.9～1.1范围以内时，含沙量误差一般在±2.5%以内。

GB50159—92《河流悬移质泥沙测验规范》规定：当河流流速小于5m/s和含沙量小于30kg/m3时，进口流速系数在0.9～1.1之间的保证率应大于75%；含沙量为30～100kg/m3时，进口流速系数在0.7～1.3之间的保证率应大于75%。

设δc为进口流速系数的变化引起的含沙量相对误差，s（δc）为其标准差。设δc服从正态分布。根据上述规定，当进口流速系数为0.9～1.1时，有

根据正态分布律，当K=1.16时，有

故有Kσ=2.5%，所以(www.xing528.com)

（二）管嘴进口积沙对含沙量的影响

采样器入水后，在尚未取样前，由于水的冲击和扰动作用，泥沙在进水管的前段不断沉积。当打开采样器开关时，这些沉积下来的泥沙被水流带入水样仓，使测得的含沙量产生正向系统误差。影响管嘴积沙的因素包括进水管长度、管径、仪器在水下停放时间和河水含沙量等。

管长和管径是仪器设计制造时加以考虑的。仪器在水中停放时间是取样方法决定的。仪器在水中停放时间越长，管嘴积沙越多。如果采用选点法取样，因仪器在水下停放时间短，由此引起的含沙量测量误差不超过0.5%。

在低含沙量时，管嘴积沙的绝对量虽小，但积沙量与河水含沙量相对值却很大，对含沙量测验成果有一定影响；含沙量较大时，积沙量虽大，但其与河水含沙量的相对值却较小。

（三）器壁粘沙对含沙量的影响

器壁粘沙使水样沙重减小。器壁粘沙引起的含沙量误差是负向系统误差。为减少这项误差，需对器壁进行清洗。实验表明[42]，将器壁清洗100s左右时，可使含沙量误差在3.0%左右。

管嘴进口积沙和器壁粘沙对含沙量产生的误差方向相反，可以抵消一部分。