由日本政府資助、產(chǎn)于美國的ISCO 6700泥沙自動(dòng)取樣儀

 

 

雙方技術(shù)人員探討儀器性能及適用性

 

 

 

——西峰局技術(shù)人員赴北京林業(yè)大學(xué)山西試驗(yàn)基地進(jìn)行原型觀測工作交流與考察

 

黃河水土保持西峰治理監(jiān)督局  劉斌  王鴻斌

 

    為提高黃河治理開發(fā)與管理科學(xué)化、現(xiàn)代化水平，解決治黃關(guān)鍵技術(shù)問題，確保黃河長治久安，黃委會(huì)提出“維持黃河健康生命”、建設(shè)“三條黃河”（“原型黃河”、“數(shù)字黃河”、“模型黃河”）的治河新理念、新體系，其中的“原型黃河”處于三條黃河建設(shè)的首位。而做為“原型黃河”重要組成部分的水土流失原型觀測工作，其地位日益顯得重要。

    黃委會(huì)所屬的西峰、綏德、天水三個(gè)水土保持科學(xué)試驗(yàn)站（以下簡稱“三站”），是水利部、黃委會(huì)在黃土高原不同類型區(qū)建立的我國最早的三個(gè)水土保持科學(xué)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，從二十世紀(jì)四、五十年代開始，就布設(shè)野外試驗(yàn)觀測小區(qū)和試驗(yàn)小流域，進(jìn)行天然降雨條件下水土流失規(guī)律研究，取得了不少成果。但由于缺乏固定投資渠道，儀器設(shè)備陳舊，測試手段落后，基礎(chǔ)資料系列也參差不齊。為強(qiáng)化“三站”的水土流失原型觀測工作，2004年6月黃委會(huì)正式批復(fù)在“三站”實(shí)施“典型小流域原型觀測”項(xiàng)目，以改善水土流失原型觀測現(xiàn)狀。

    西峰治理監(jiān)督局負(fù)責(zé)實(shí)施高塬溝壑區(qū)的典型小流域原型觀測工作。項(xiàng)目實(shí)施二年來，先后恢復(fù)了十八畝臺(tái)、董莊溝和花果山水庫出口斷面的觀測，維修了楊家溝測站斷面，修建了不同坡度的徑流場，建成了南小河溝流域原型觀測自動(dòng)化測報(bào)系統(tǒng)，目前南小河溝流域的降雨、溫濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向及測站的水位都能通過超短波自動(dòng)傳輸?shù)轿挥谖鞣寰謾C(jī)關(guān)的中心站。

    為了使原型觀測儀器能得到更新，觀測手段得到提高，所取得的數(shù)據(jù)更為科學(xué)、觀測質(zhì)量能得到保證，西峰治理監(jiān)督局與大專院校及原型觀測儀器的生產(chǎn)單位緊密協(xié)作，共同探討原型觀測中存在的問題，利用南小河溝典型小流域水土流失原型觀測工作，搭建了一個(gè)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的橋梁。近年來先后與河海大學(xué)、華北水利水電學(xué)院、西安理工大學(xué)等大專院校開展了學(xué)術(shù)交流，探討了原型觀測儀器的選型。與水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所、黃委會(huì)水文科技有限公司等儀器生產(chǎn)單位探討了觀測儀器在小流域原型觀測中的適應(yīng)性。2005年與水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所共同實(shí)施的南小河溝水土流失原型觀測自動(dòng)化測報(bào)系統(tǒng)，開創(chuàng)了黃土高原典型小流域原型觀測自動(dòng)化測報(bào)的先河，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

    3月2日，北京林業(yè)大學(xué)原校長朱金兆教授帶領(lǐng)水保學(xué)院的科技人員前來西峰局進(jìn)行了考察與交流。3月21至22日，西峰局專門派出技術(shù)人員，赴北京林業(yè)大學(xué)設(shè)在山西吉縣的野外試驗(yàn)基地，對(duì)他們目前所使用的ISCO 6700全尺寸便攜式采樣儀（產(chǎn)自美國）在水土流失觀測中的適應(yīng)性進(jìn)行了詳細(xì)了解。因?yàn)槟嗌车淖詣?dòng)觀測對(duì)于自動(dòng)化測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)來說是個(gè)制約的瓶頸，亟待解決。

    ISCO 6700全尺寸便攜式采樣儀目前在國內(nèi)、外的泥沙及水質(zhì)取樣中應(yīng)用很廣泛。儀器采用ABS塑料外殼，堅(jiān)固耐用，具備防水、防塵、防腐蝕的功效，可以浸沒于水中。便攜式采樣儀內(nèi)置24個(gè)樣瓶，采用ISCO先進(jìn)的6700系列控制器，可以選擇不同的程序方式，來確保能找到滿足使用要求的最佳取樣方案，例如：何時(shí)啟動(dòng)儀器、要收集多少量的樣品、如何分配樣品、取樣是按時(shí)間還是流量、還是按降雨強(qiáng)度來進(jìn)行采集。比較適用于野外流域觀測斷面及徑流場的自動(dòng)取樣使用。

在本次考察時(shí)，考察人員注意到北林大在野外使用該儀器時(shí)，采用了ISCO 710超聲波水位探頭和ISCO  674雨量計(jì)相結(jié)合的方式，當(dāng)水位或者雨強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)儀器就自動(dòng)開始取樣（他們?cè)O(shè)定的時(shí)間間隔為5分鐘取樣一次）。

    本次考察另外一個(gè)較大的收獲是，北京林業(yè)大學(xué)在流域出口所修建的測流斷面，采用了矩形斷面內(nèi)套小三角槽的方式（見照片），可以有效地解決流域小水流時(shí)觀測精度的問題。南小河溝出口測站十八畝臺(tái)和花果山水庫出口觀測斷面均采用了標(biāo)準(zhǔn)巴歇爾堰進(jìn)行水位觀測，在十八畝臺(tái)測站以往觀測時(shí)我們注意到，在通過斷面的水量較小時(shí)，眼看著有水從斷面流出卻無法在水尺上讀出數(shù)據(jù)，而這種常流水正體現(xiàn)了流域治理后減少洪水、增加常水的作用，觀測到的資料極其寶貴，因此在今后原型觀測工作的斷面布設(shè)上，不妨借用這種斷面模式，可以解決大水與小水觀測之間的矛盾，從而獲取極其寶貴的第一手觀測資料。