刚性植物条件下静水中粗颗粒泥沙沉速研究

为了探求水生植物对泥沙沉速的影响,本文在总结泥沙颗粒在水体中沉降的影响因素及阻力系数规律的基础上,在静水中设置不同直径、不同排列密度的不锈钢圆柱细杆模拟水体中不带分叉的刚性植物,分别测定粒径为0.1cm~0.45cm的沙粒沉速,并与没有植物条件下的沉速进行对比。研究结果发现,在试验粒径范围内,含植物水体中泥沙沉速随泥沙粒径、植物密度增大而减小,通过修正阻力系数,推导出考虑植物杆径及植物密度排列的泥沙沉速公式。     

单颗粒在宾汉体中沉降规律的试验研究

固体颗粒在液体中的沉降速度是一个十分重要的物理量.对于高含沙水流,由于浆体本身的物理性质由牛顿体转变成宾汉体,固体颗粒在这种宾汉体中沉降的受力条件与在清水中不同,其沉降特性亦不相伺.本文从宾汉体的物理特性入手,用力的平衡方程式导得宾汉体的阻力系数C'_D.由试验资料找出了C'_D与宾汉体中沉降的颗粒雷诺数Re_B之间的相关关系,与清水中基本相同,只是区分流区的雷诺数Re_B与清水不同.本文还提出了将任意形状的固体颗粒的C_D～Re_B相关关系转换成球体的计算方法,得出了各流区球体颗粒的阻力系数C'_D的表达式,并由力的平衡条件求得了宾汉体中最大不沉粒径d_max的表达式.     

泥沙群体颗粒平均粒径及平均沉速计算方法的修正

对泥沙群体颗粒的平均粒径、平均沉速的原计算方法进行了分析研究，指出了原计算方法存在的问题和不足。从平均粒径、平均沉速的计算原理和数学的角度以及泥沙粒度分布的实际情况，对现行的计算方法进行了修改，并提出了新的泥沙群体颗粒的平均粒径、平均沉速的计算公式；某些修改建议已在长江水利委员会的泥沙颗粒分析工作中得到推广应用。     

非均匀颗粒群体沉速试验方法的分析

非均匀颗粒群体沉降现象在自然界相当普遍，本文分析非均匀颗粒群体沉速的试验方法，比较各种沉降试验和流态化试验，得到认识深度取样锥体筒流态化法是目前较好的试验方法。     

泥沙颗粒生长生物膜后沉降的实验研究Ⅱ：沉降速度计算

泥沙生长生物膜后相应的物理特性会发生改变。本文主要探讨泥沙颗粒在微生物生命活动的影响下沉降特性的改变情况。将官厅水库的泥沙分为6组,使用天然水和营养液的混合液对泥沙进行培养,用来模拟富营养水体中泥沙颗粒特性的发展变化情况。对于生长生物膜后的絮体颗粒在各个不同培养时间的沉降运动,实验采用先进的图像采集观测系统进行拍摄采样,并利用图像分析测量颗粒大小和沉速的变化,推导了生长生物膜后的颗粒沉速计算公式。研究表明生物膜极大地改变了颗粒的表面特性,使得颗粒下沉阻力增大,与同等大小无生物膜黏连的泥沙颗粒相比沉速明显减小。     

泥沙颗粒生长生物膜后沉降的实验研究(Ⅱ)——沉降速度计算

泥沙生长生物膜后相应的物理特性将会发生改变，本文主要探讨泥沙颗粒在微生物生命活动的影响下沉降特性的改变情况。通过将官厅水库的泥沙分为六组，使用天然水和营养液的混合液对泥沙进行培养，用来模拟富营养水体中泥沙颗粒特性的发展变化情况。对于生长生物膜后的絮体颗粒在各个不同培养时间的沉降运动，实验采用先进的图像采集观测系统进行拍摄采样，并利用图像分析测量颗粒大小和沉速的变化，推导了生长生物膜后的颗粒沉速计算公式。研究表明生物膜极大的改变了颗粒的表面特性，使得颗粒下沉阻力增大，与同等大小无生物膜粘连的泥沙颗粒相比沉速明显减小。     

基于电解质浓度参数的泥沙沉速公式研究

电解质含量是影响黏性细沙絮凝现象及絮凝体清浑水交界面沉速的主要因素。基于黏性细沙沉降试验,引入Image-Pro Plus图像处理软件与MATLAB编程软件,采用自动定义阈值与盒计维数计算方法,得到了不同泥沙浓度及电解质浓度下的絮凝体孔隙率ε与分形维数D;结合吸附等温方程,建立了含有电解质浓度参数的黏性细沙絮凝体的沉速公式,并用实测沉速值对公式进行了验证,结果表明,计算值与实测值符合良好。     

加速作用对泥沙沉速的影响

在泥沙的沉降试验中，泥沙由静止转入运动往往要经历一个加速过程，且不同粒度的泥沙其加速段的长度不尽相同的，为全面地了解泥沙的实际沉降规律，本文从过渡条件出发，考虑加速作用影响建立了单颗粒泥沙在静水中的沉降速率公式，通过计算分析表明，公式的结构是合理的，能较好地描述泥沙的实际沉降规律，对颗粒分析问题的研究具有较好的实用价值。     

基于光谱特征的长江口细颗粒泥沙絮凝体投影表面积和沉速分析

2009年5月23日-6月2日在长江口南槽九段沙水域,利用便携式地物光谱仪和现场激光粒度仪分别测量了水体光谱反射率和细颗粒泥沙絮凝体现场特性以研究两者之间的关系,测量时同步采集了水样测量悬沙浓度（ssc）。研究显示：①水体光谱反射率随絮凝体投影表面积（PSA）的增加而增大,光谱曲线在350-950nm波段间存在两个明显反射峰,分别以690～720nm和810nm波长为中心;②絮凝过程改变细颗粒泥沙的水体反射光谱特征,导致SSC与光谱反射率的相关性低于PSA与光谱反射率的相关性。PSA与波长〉715nm波段光谱反射率的相关性r〉0．7,p〈0．01;⑧可选择常用卫星遥感可见光、近红外通道范围,且PSA与光谱反射率相关性较高的波段,建立PSA与单波段光谱反射率和多波段光谱反射率组合比值的拟合关系式,其中单波段860nm（r=-0．9227,p〈0．001）和860／670多波段组合（r=0．9373,p〈0．001）的指数方程预测效果均最优;④构建了光谱反射率与絮凝体沉速间的幂函数拟合关系式（r=0．8337,p〈0．001）,为监测长江口大尺度区域絮凝体PSA和阢的空间分布和动态变化提供了一种新的方法。     

基于光谱特征的长江口细颗粒泥沙絮凝体投影表面积和沉速模拟

2009年5月23日~6月2日在长江口南槽九段沙水域，利用便携式地物光谱仪和现场激光粒度仪分别测量水体光谱反射率和细颗粒泥沙絮凝体现场特性，同步采集水样测量悬沙浓度(SSC)。研究显示：① 水体光谱反射率随絮凝体投影表面积(PSA)的增加而增大，光谱曲线在350~950 nm波段间存在两个明显反射峰，分别以690~720和810 nm波长为中心；② 絮凝过程改变细颗粒泥沙的水体反射光谱特征，导致SSC与光谱反射率的相关性低于PSA与光谱反射率的相关性。PSA与波长＞715 nm波段光谱反射率的相关性r＞0.7，p<0.01；③ 可选择常用卫星遥感可见光、近红外通道范围，且PSA与光谱反射率相关性较高的波段，建立PSA与单波段光谱反射率和多波段光谱反射率组合比值的拟合关系式，其中单波段860 nm(r=0.9227，p<0.001)和860/670多波段组合(r=0.9373，p<0.001)的指数方程预测效果均最优；④ 基于PSA与光谱反射率、絮凝体现场沉速(WS)间均存在良好相关性的分析，构建了光谱反射率与WS间的幂函数拟合关系式(r=0.8337，p＜0.001)，这为监测长江口大尺度区域絮凝体PSA和WS的空间分布和动态变化提供了一种新的尝试方法。     

泥浆浊液面沉速特性分析及试验研究

悬浊液浊液面沉速与粉细颗粒絮凝作用紧密相关.通过沉降柱试验,建立浊液面稳定沉降段基于泥浆悬浊液浓度与单颗粒沉速的浊液面沉速方程,分析了浊波面的形成原因与沉速影响因素.结果表明:泥浆中土颗粒因尺寸分布差异而在沉降过程中存在层次沉降现象,沉降过程中不同沉降高度处粒组大小、含量均不同;浊液面沉速主要由上层悬浊液次级絮团沉速确定,内部絮团沉速对浊液面沉速无显著影响;颗粒粒径、粒组含量、起始沉降浓度、自重效应、黏滞效应以及絮凝体结构的层次性与差异性均影响浊液面的形成及沉速,其中颗粒粒径与起始沉降浓度是决定絮凝作用程度的决定性因素.     

沉沙池泥沙沉降率的计算与试验研究

介绍了一维超饱和输沙法的基本公式,并用大禹渡沉沙池的实测资料进行了验证计算。结果表明:①沉降率计算结果与实测沉降率吻合较好;②加设调流板和溢流槽后,沉沙池的池段分组沉降率、工作段分组沉降率和大于某粒径级泥沙的沉降率均有所提高,并且泥沙粒径越细,提高幅度越大。     

水平螺旋管道内单颗粒运动中受旋转科氏力的试验研究

通过对水平螺旋管道内单颗粒运动进行试验,采用高速摄影方法拍摄记录管道内颗粒的运动,捕捉颗粒运动轨迹,获得其运动参数,并采用单颗粒动力学模型对其受旋转科氏力特性进行了分析,结果表明:颗粒主要受到离心力和旋转科氏力的作用;无量纲量λ与ζ存在明显的指数关系;颗粒所受旋转科氏力不能忽略样本数约实测总数的3/4。因此,在小尺度低速度旋转流下研究颗粒受力时,颗粒所受的旋转科氏力不应被忽略。     

水库淤积平衡坡降的分析

 根据冲积性河道和水库淤积后稳定河床形态的形成原理基本相似的规律，通过大量冲积性河道及水库等实测资料，对平衡坡降进行了分析研究，提出了比较简便的、符合实际的平衡坡降计算公式。     

大凌河白石水库淤积分析

本文介绍了大凌河白石水库泥沙设计中，排沙运用方式、死水位及底孔泄流规模的确定原则及方法，采用２种数模计算和物理模型比较的库区淤积量及库容变化过程。对库区纵、横向淤积形态，坝前区冲刷漏斗形态、尺寸及干、支流三角洲的关系进行了分析研究。     

万家寨水库泥沙问题综合研究

采用类比分析、数学模型计算、物理模型试验等方法,对万家寨水库泥沙问题进行综合研究,结果表明:水库设有一定规模的泄流排沙装置;采用定期冲刷或日调节的运用方式,充分发挥大洪水的冲刷作用;控制淤积末端在较陡的河段内;水库可以实现冲淤平衡并长期使用,库区支流红河口不会形成拦门沙坎。正常高水位及死水位分别在980m和957m以下,汛期采用调水调沙运用时,可以保持2亿m~3以上的调节库容。     

泥沙模型研究述评与前景展望

着眼于泥沙模型研究的前沿领域，立足于现阶段泥沙模型研究的现状和困难，详细地分析了实体模型、数学模型和复合模型所面临的困境；同时也根据最新研究成果，合适地展望和预测了泥沙模型的发展前景。希望能为泥沙学科的发展起到抛砖引玉的作用。     

充填土沉积特性试验研究

疏浚土及吹填泥能否作为充填料是土工织物充填袋筑堤技术关键问题。针对连云港疏浚土,开展泥水混合物沉积模拟试验,研究了黏粒含量和初始含水率对泥水混合物自重沉积特性的影响,以及作为充填材料的适用性。试验结果表明:充填土沉积过程可分为沉淀阶段和自重固结阶段。沉淀阶段时间较短,土性指标很快趋于稳定。自重固结阶段土性指标几乎没有变化,表明充填土自重固结是相当缓慢的;充填土初始含水率越大,或黏粒含量越小,最大沉淀速率越大,沉淀越快。初始含水率越大,或黏粒含量越大,沉淀结束时充填土含水率和孔隙比越大,密度越小;当充填土黏粒含量大于10%时,在确保充填土的流动性和可灌性前提下,应尽量减小初始含水率,从而降低充填土沉淀结束时的含水率和孔隙比,提高密度;当充填土料的黏粒含量大于30%时,最大沉淀速率很小,沉淀的持续时间将会比较长,不利于工程施工。因此,充填土料的黏粒含量应小于30%。更多还原     

优质直饮水设计秒流量公式的再探讨

笔者在《给水排水》1998年第 7期中曾发表“优质直饮水设计秒流量公式的探讨”一文 ,几年来在具体的工程设计中不断实践 ,并听取同行的建议 ,对该公式做了新的探讨。1　前提条件住宅生活用水的秒不均匀系数与平均日用水量关系Ｋｓ=30 /Ｑ1/ 2 仍继续沿用。因为到目前为止 ,还没有更权威的表示方式。引入户数Ｈ作为参数。2　公式的推导由教材《室内给水排水工程》(1981年 12月版 )知ｑｇ =0 347(Ｓ0 Ｎ) 1/ 2 (1)式中Ｓ0 ———一个当量的卫生器具一天的用水量 (在　　直饮水中只有饮水龙头 ,可引申为一个当量的饮水龙头一天的出水量 ) ;Ｎ…     

温州吹填土的沉降特性研究

为了研究温州吹填土的沉降特性,针对温州丁山垦区的吹填土进行了沉降柱试验。首先研究了吹填淤泥的物理力学指标,然后进行了不同土水比、不同直径和材质的沉降柱实验,测定了沉降量和孔隙比。实验结果表明,温州吹填土沉降为大变形,曲线可分为三段:自重落淤阶段、自重固结阶段和平衡阶段;水土比影响总沉降和最终孔隙比的变化,并拟合出了曲线公式,呈对数关系;沉降柱试验槽的侧壁材质的不同对实验结果有显著影响,材质越光滑对沉积越有利。