如何在多泥沙河流上高精度、高效率、高自動化、高質(zhì)量的提供泥沙級配資料，是歷代水文人孜孜以求的夢想。2005年1月1日起，隨著一個名為激光粒度分析儀的設(shè)備將在黃河水文系統(tǒng)全面推廣應(yīng)用，夢想就要變?yōu)榛钌默F(xiàn)實。這也將在全國水文行業(yè)掀起了一場泥沙顆粒分析技術(shù)的革命?；仡欉@些，黃河水文人說這是托"948"項目的福，同時這也是黃河水文人發(fā)揮聰明才智、科學(xué)創(chuàng)新的結(jié)果。 　　現(xiàn)代治黃對泥沙分析技術(shù)提出新要求 　　黃河作為世界上最復(fù)雜難治的多泥沙河流，其主要問題是水少沙多、水沙不平衡。泥沙問題，是黃河的癥結(jié)之一，也是洪水的幫兇。及時準(zhǔn)確地分析河流泥沙顆粒級配組成及分布，對于掌握河流泥沙運動規(guī)律、科技治黃意義重大。 　　近幾年，黃河治理開發(fā)與管理現(xiàn)代化進(jìn)程波瀾壯闊，"三條黃河"建設(shè)、調(diào)水調(diào)沙試驗、標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)、小北干流放淤、樹立維持黃河健康生命新理念、"1493"治河體系建立等等對黃河水文提出了許多新的、更高的要求。特別是黃委對黃河泥沙治理提出了三道防線理念，而每道防線的泥沙治理措施都要求有大量的泥沙顆分資料做支撐，水文泥沙顆粒分析儀器能否快速、準(zhǔn)確、及時地提供高質(zhì)量的泥沙級配資料顯得尤為重要。 　　黃河水文系統(tǒng)共有泥沙顆粒分析室6處，擔(dān)負(fù)著全河100余處水文站的泥沙顆粒分析任務(wù)。每年要分析幾萬個泥沙樣品。各分析室主要配有分析篩、粒徑計及國產(chǎn)光電顆分儀等儀器設(shè)備。由于各種分析方法適用粒徑范圍有限，對每個泥沙樣品的顆粒級配分析，都需要兩種或兩種以上的方法組合才能完成。如近幾年常用的方法是，將一個泥沙樣品先過63微米孔徑的網(wǎng)篩，其后將篩上部分烘干，再進(jìn)行振篩，并逐級稱重；篩下部分用光電顆分儀分析，然后對兩種方法測得的結(jié)果進(jìn)行全沙級配計算。其整個過程操作繁瑣、費工費時、效率低、勞動強度大、自動化程度低，分析一個泥沙樣品需要3個小時以上（測量泥沙顆粒粒徑越小耗時越長，有的沙樣分析甚至需數(shù)天時間），加之手工操作的人為影響大，致使資料質(zhì)量難以保證，分析成果也難以及時取得，難以滿足黃河治理開發(fā)與管理的現(xiàn)代化對實時泥沙顆粒級配資料需求的更高要求。 　　引進(jìn)世界上先進(jìn)的粒度分析儀器 　　為了盡快滿足現(xiàn)代治黃對黃河水文的新要求，黃委水文局一方面加大了自主研發(fā)力度，一方面采取走出去引進(jìn)來的方式，加大了科技創(chuàng)新工作。2000年，黃委水文局通過水利部"948"項目，引進(jìn)了英國馬爾文儀器公司生產(chǎn)的MS2000激光粒度分析儀。該儀器具有傳統(tǒng)方法所無法比擬的高精度、高效率、高自動化程度的顯著優(yōu)勢。具體表現(xiàn)在：一是儀器分析粒徑范圍寬，對單個泥沙樣品，一個測量過程就可完成全部分析內(nèi)容，無需幾種方法的組合；二是從樣品預(yù)處理、測量到數(shù)據(jù)輸出，只需3分鐘，與傳統(tǒng)方法相比，工作效率提高了幾十倍；三是通過軟件設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)操作程序，實現(xiàn)了泥沙級配分析的全過程自動控制；四是激光粒度儀可完成軟件之間的轉(zhuǎn)換等功能，使泥沙級配資料整編無需再錄入，大大降低了顆分資料整編工作量，解決了傳統(tǒng)顆分資料整編數(shù)據(jù)逐個錄入繁瑣易出差錯的問題。 　　盡快讓"洋儀器"為我所用 　　花巨資引進(jìn)的激光粒度分析儀，必須盡快推廣應(yīng)用，為我所用，發(fā)揮最大效益。為此，黃河水文科技人員付出了艱辛的努力。2000年4月，黃委水文局承擔(dān)水利部"948"項目"激光粒度分析儀引進(jìn)與應(yīng)用研究"后。該局領(lǐng)導(dǎo)高度重視，迅速成立了項目組，進(jìn)行技術(shù)調(diào)研。在深入調(diào)查比較的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了馬爾文公司的激光粒度分析儀。但是，對先進(jìn)儀器的消化吸收也不是一蹴而就的。該項目實施以來，技術(shù)人員通過對粒度儀的軟硬件進(jìn)行消化吸收并完成了大量的應(yīng)用研究工作；從儀器參數(shù)率定，樣品重復(fù)性、平行性測定、誤差分析，到對比實驗以及新儀器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)系列與傳統(tǒng)資料的銜接回歸、開發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件使測得數(shù)據(jù)及圖形以實現(xiàn)資料整編無需再錄入等等。特別是在參數(shù)率定和與歷史資料銜接方面，做出了突出貢獻(xiàn)；通過數(shù)萬次試驗，率定出適合激光粒度分析儀在泥沙顆分領(lǐng)域應(yīng)用的十多個參數(shù)，解決了該儀器引進(jìn)后為我所用的問題；另外，傳統(tǒng)顆分法在黃河上應(yīng)用了數(shù)十年，積累了大量的泥沙顆分資料，新舊泥沙顆分資料銜接問題不解決，歷史資料就失去了連續(xù)性。項目組人員在大量試驗的基礎(chǔ)上深入研究激光粒度儀法與傳統(tǒng)法的相關(guān)關(guān)系，率定出全沙型和分沙型回歸計算公式，從而實現(xiàn)了歷史泥沙顆分資料的連續(xù)性和一致性。 　　實戰(zhàn)中大顯身手 　　在2002至2004年的黃河調(diào)水調(diào)沙試驗和小北干流放淤試驗期間，黃委水文局斥資500多萬元購置的7臺激光粒度分析儀，嶄露頭角，大顯身手。 　　在黃河首次調(diào)水調(diào)沙中，根據(jù)測驗任務(wù)的要求，調(diào)水調(diào)沙過程共需分析來自潼關(guān)、三門峽、小浪底等水文站和小浪底庫區(qū)、整個黃河下游河道及河口濱海區(qū)500個淤積測量斷面送來的近萬個泥沙樣品。若用傳統(tǒng)方法進(jìn)行顆粒分析，至少需要1年時間，而采用激光粒度儀進(jìn)行分析，僅僅用了20余天就圓滿完成了任務(wù)，書寫了黃河水文泥沙顆分歷史的神話。 　　小浪底水庫庫區(qū)2001年、2002年調(diào)水調(diào)沙期間異重流過程中的泥沙顆粒極細(xì)。細(xì)顆粒泥沙漂浮在水中做布朗運動不沉淀，用傳統(tǒng)的沉降法，儀器無法準(zhǔn)確測量泥沙顆粒級配，激光粒度分析儀以其測量下限為20納米的測量優(yōu)勢順利解決了這一難題。 　　在黃河小北干流放淤試驗中，激光粒度儀又發(fā)揮了不可或缺的作用。水文人利用激光粒度儀僅需3到6秒鐘就能分析出泥沙粒徑的結(jié)果優(yōu)勢，及時獲取粗泥沙占整個泥沙的比例，從而判斷次洪水中粗泥沙是否能夠滿足小北干流放淤試驗"淤粗排細(xì)"的要求。正是依靠實時滾動的泥沙級配監(jiān)測數(shù)據(jù)，試驗指揮部才能夠準(zhǔn)確判斷什么時間打開放淤閘門，準(zhǔn)確確定閘門開啟高度和閘門開啟時間的長短，準(zhǔn)確下達(dá)退水閘開閘時間等調(diào)度指令，保證了"淤粗排細(xì)"目標(biāo)的實現(xiàn)。 　　從引進(jìn)到開發(fā)，再到應(yīng)用，作為目前世界上最先進(jìn)的泥沙顆粒分析儀器之一的激光粒度分析儀，也入鄉(xiāng)隨俗，在黃河水文人的打磨下，烙上了黃河印記，它的"黃河化"掀開了黃河泥沙顆分技術(shù)嶄新的一頁。