高含沙水微灌非全流过滤方法及装置研究

针对黄河泥沙水大田微灌的严重堵塞问题，分析了国内外净化设备与设施现状与缺陷，提出了高含沙水微灌非全流过滤方法，设计了多种类型的排渗过滤装置以及与之配套的田间灌溉系统的典型布置。通过野外与室内试验验证，方法及装置可行，处理泥沙效果好，具有推广价值，为利用黄河高含沙水微灌开辟了一条新路。     

黄河泥沙科学的新进展

泥沙问题是黄河难治的症结,本文系统回顾了黄河泥沙科学的新进展,其中包括水流泥沙运动、黄河水流挟沙力、高含沙水流运动、河床演变规律和减淤措施研究、泥沙数学模型、河工动庆模型试验研究等方面,并提出了有待于今后深入研究的主要课题。     

黄河水沙对水环境的影响

黄河是世界上含沙量最高、输沙量最大的高含沙河流，泥沙影响水体视觉感官，降低水体的透明度和复氧条件。由于泥沙本身含有相当数量的黏土矿物和有机、无机胶体，可吸附种类繁多的污染物净化水体。泥沙又作为污染物和污染物的载体而对水环境造成污染。泥沙在水环境中的两面性，使水质参数的监测结果与含沙量成正比，高含沙水体的水污染，给水质参数的测定、水环境质量评价与管理带来许多复杂问题。     

黄河上游高含沙支流入汇与交汇区淤积形态试验研究

黄河上游支流十大孔兑高含沙洪水入汇干流、在交汇区形成沙坝淤堵黄河是一种特殊的干支流交汇现象。通过模型试验对孔兑高含沙洪水入汇过程和交汇区沙坝淤积形态进行了初步研究。结果表明：相较于一般水流入汇,高含沙水流入汇造成的交汇口上游壅水程度更高,下游回流区范围更大;壅水区发生强烈的高含沙水流逆行扩散和异重流潜入运动,异重流运行长度是干流流量和干支流动量比的函数。壅水区形成具有倒坡降的楔形淤积体,回流区形成带状淤积体,水流偏转区和高流速带形成凹坑。支流总来沙量是影响淤积规模的重要因素,各部分淤积体几何特征与支流来沙量有很好的正相关关系。     

水涡轮机械泥沙磨损预测

分别建立了水涡轮机械中、低、高浓度固液两相流湍流模型及泥沙磨损模型。数值预测了一低浓度含沙水流中水轮机导叶部件和一高浓度含沙水流中泥浆泵蜗室的磨损分布。数值模拟结果与实际中所表现的情况较为一致。     

水涡轮机械泥沙磨损预测

分别建立了水涡轮机械中、低、高浓度固液两相流湍流模型及泥沙磨损模型。数值预测了一低浓度含沙水流中水轮机导叶部件和一高浓度含沙水流中泥浆泵蜗室的磨损分布。数值模拟结果与实际中所表现的情况较为一致。     

含沙水水轮机导水部件模型实验装置

叙述了新研制的含沙水水机导水部件模型实验装置的设计，功能及测试方法，该装置简单，功能多，可用于水轮机引水，导水部件的流场研究与方案对比，也可用于含沙水流在管路及阀门中的流动及水泵工作特性研究；提出的含沙水时流场测压的内外平衡法，解决了测压孔易堵塞的难题。     

粘性泥沙动水絮凝沉降数值模拟及影响因素

基于扩散受限絮团聚集模型(DLCA模型),将絮凝沉降模型和水动力学结合,从三维的角度对动水中粘性细颗粒的絮凝沉降过程进行了计算机模拟.在此基础上,分析了有效碰撞系数、泥沙初始浓度和粒径对均匀沙和非均匀沙的落淤距离与分布的影响,初步研究了粘性细颗粒泥沙的絮凝沉降分形生长过程,并对絮凝体进行了图像处理.研究成果对黄河等高浊度细颗粒含沙水流的治理与处理有一定的理论和实际应用价值.     

断面间距对黄河下游高含沙洪水模拟结果影响

针对黄河下游河道特点及高含沙洪水演进特性,建立基于耦合解法的一维非恒定流非均匀沙数学模型.利用该模型计算黄河下游2004年8月的高含沙洪水过程,采用实测水沙资料对模型进行验证.验证结果表明,各水文站的流量、含沙量等计算值与实测值吻合较好,所建模型可以用于模拟高含沙洪水演进及冲淤过程.采用该模型计算不同断面间距条件下同场次的高含沙洪水过程,分析不同断面间距下的计算结果.分析表明:不同断面间距对一维模型的计算精度有一定影响,在计算边界条件及其他参数取值相同的条件下,计算断面间距对流量及水位的影响相对较小,对含沙量及河道冲淤过程的影响较明显.在黄河下游地形及水沙特性均复杂的情况下,采用一维数学模型计算高含沙洪水过程时,应适当考虑断面间距的影响.     

黄河下游洪水特点分析

黄河下游不同来源区的洪水有着不同的特点;洪水在运行过程中与河床交互作用,水流与河床、滩地与主槽俱发生泥沙交换;生产堤的存在改变了洪水正常的演进规律;洪水的传播时间和水位表现受多种因素的制约;高含沙洪水有其突出的特点。洪水预测是一项深入、细致、复杂的工作。     

宁夏引黄灌区抗旱打井对绿洲生态的影响

近年黄河来水减少，宁夏引黄灌区灌溉用水减少了30％，灌区实施抗旱打井工程，造成灌区地下水位下降，个别湖泊出现干涸；在集中连片的井灌区，周边居民的生活自备井、手压井取水困难．章分析了灌区地下水开发利用的潜力和未来引黄水量减少后对地下水位及灌区绿洲生态的影响，提出应保持适宜的引黄水量并合理开发利用地下水资源，以维系灌区绿洲生态平衡。     

渠水滴灌净化处理技术试验研究

针对宁夏引黄灌区渠水含沙量大的特点,结合引黄灌区渠水微灌应用方面的成功经验,选取典型渠水净化处理模式,在田间试验监测基础上,通过对不同渠水净化处理模式净化处理效果分析,研究集成适宜于不同灌区的高效率、低成本、易操作的渠水净化处理模式,保证高效节水灌溉系统长期、稳定、安全运行,为高效节水灌溉的推广和发展提供了技术支撑.     

引黄灌区水沙资源综合利用的研究

黄河下游河南段有多处引黄灌区，在工程上可构成一个系统，把各灌区引水、配水与黄河大堤加固、淤临、淤背纳入统一计划，统一调度。清水灌溉，泥沙放淤（筑堤）将开辟黄河下游水沙资源综合利用的新途径。以原阳县韩董庄穿堤闸以西７．１ｋｍ长堤河为试验区，进行了此方面的初步研究设计工作     

唐徕渠灌区农业节水的现状及措施

唐徕渠灌区农业用水占各业用水总量的90％以上．目前，农业种植结构主要为小麦和水稻，其灌水方式主要为大水漫灌和淹灌，渠系水利用率低下．根据宁夏引黄灌区特点，农业节水可采取调整作物结构。衬砌各级渠道，推广畦田灌水和水稻控灌以及微灌技术，充分利用地下水和回归水，实行水价机制等措施．节约的水量可向生态、旅游、城镇和工业等方面转移，以期实现水资源的合理配置和高效利用．     

黄河泥沙水对水泵的影响和防磨措施

针对黄河泥沙对水泵严重磨蚀的情况,对黄河泥沙的特点及黄河泥沙对水泵特性的影响进行了分析,提出了防止和减少磨损的措施。     

黄河流域宁夏地区未来水权转让模式研究

对黄河流域宁夏地区水权转让现状进行了分析,提出了该地区未来水权转让的4种模式：自流灌区、田间节水、拦沙换水和边缘小扬水灌区的水权转让。从节水潜力、实施的难易程度上分析,自流灌区和田间节水水权转让模式的可行性较高;对拦沙换水水权转让模式,建议进行深入研究后再具体实施;边缘小扬水灌区不具备水权转让的条件。     

膜上灌入渗规律及水流运动特性试验研究

通过对宁夏引黄灌区膜上灌入渗规律及水流运动特性的试验研究,建立了膜上灌入渗速度与时间关系的数学表达式,即h=1．1170t^0.8364,t=0．9343t^-0.1636;提出膜上灌水流推进距离与时间呈幂函数规律,即t=0．1564 L^-1.2936,可供膜上灌技术研究工作者参考．     

基于MICP改良黄河泥沙颗粒级配的试验研究

黄河中下游河床内大量沉积黄河粉沙,黄河粉沙存在细度模数小、颗粒级配不良、含泥量高等缺陷,限制了黄河粉沙应用。为改善黄河粉沙的质量和降低应用黄河粉沙带来的工程缺陷,基于粉沙特性和微生物诱导碳酸盐沉积(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)技术对黄河粉沙进行定量固化处理,通过筛分试验、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、极差分析等方式,研究MICP技术改良黄河粉沙颗粒级配的效果。结果表明：经MICP技术处理后的沙样级配在1mm至5mm粒径区间的颗粒比重较第一次固化后的试样提高了45%,比初始沙样在同区间的颗粒比重提高70%,单位体积内的颗粒接触数变多,呈多颗粒簇拥形态;通过浸泡试验,试样中的粗颗粒及团聚体的分散程度仅为5%-10%;最优改良方案为1:1的菌胶比、1.5mol/L的胶结液浓度、2:1的尿素和钙源比、钙源为CaCl2,其中胶结液浓度是改良颗粒级配的主要因素;矿化生成的CaCO3结晶多呈方解石晶相,大量CaCO3晶体叠合形成层理结构,沙粒间形成CaCO3桥架并通过胶结作用吸附细小颗粒,进而增大粉沙的直径,达到改良黄河粉沙的目的。因此,MICP技术可以有效改良黄河粉沙粒度组分及结构,研究结果为改良黄河粉沙提供了新思路。     

小浪底向北京应急供水工程地震液化问题评价

黄河滩地饱和砂土和砂性地基的震动液化问题是影响小浪底向北京应急供水工程的主要地质问题,结合工程特性及本地区地层土的颗粒组成特征,对黄河滩地基土地震液化可能性进行判别,结果在地震烈度Ⅶ度、黄河滩地自然水位条件下,基本不发生地震液化.     

宁夏引黄灌区蔬菜喷灌技术研究与示范

为了提升宁夏供港蔬菜喷灌技术应用水平,开展了蔬菜喷灌技术研究,集成喷灌水源工程建设技术、水资源配置技术、黄河水净化处理技术、蔬菜喷灌技术等,建立了蔬菜喷灌技术模式并开展示范.供港蔬菜基地年生产蔬菜4~5茬,每天进行喷灌1~2次、喷灌时间25~50 min,年实际灌溉水量在0.945万~1.875万m3/hm2,产量3.0万~4.5万kg/hm2.实践结果表明,供港蔬菜基地喷灌产量较高,经济效益较好,但用水量较大、水分生产效率较低.未来需严格控制灌水量在4~5 mm/d,降低冬灌用水量,避免初春地面灌溉.