激光法与筛分法泥沙颗粒分析结果的相关性

为了探讨激光法和筛分法测量成果之间的相关关系,选取黄河龙门水文站床沙质样品分别进行了测试,结果表明：①针对本次分析的黄河泥沙样品,激光法测试结果比筛分法系统偏粗;②激光法和筛分法测试结果在最大粒径级和最小粒径级的差值相对较小,中间粒径级的差值相对较大;③激光法和筛分法的测试结果之间具有较好的相关性,中值粒径和平均粒径的相关系数均为0．96。同时,提出了以下建议：①对激光法和筛分法资料成果之间的差异还需要继续进行试验研究,并从不同沙源、不同沙型等方面进行样品采集与测试;②从理论和实践上进一步分析激光法和筛分法二者之间的相关关系,为我国泥沙颗粒分析工作新技术的开发应用提供技术支撑。     

自动粒径计颗粒分析系统设计方案

通过对传统粒径计颗粒分析和先进的激光粒度分析各自存在的缺点进行分析,认为自动粒径计颗粒分析系统的研究与开发是十分必要的,并提出了自己的改进方法和自动粒径计颗粒分析系统的设计方案。     

超声波振动仪器在采用沉降法进行粘性泥沙粒径分析中的应用

本文提出在粘性泥沙粒径颗粒分析中使用超声波振动仪器进行细颗粒泥沙分散的方法,使用基于沉降法原理的TZC-4粒度分析仪,采用三种不同的颗粒粒径测量工艺分别对乐清湾港区、阳澄湖、奉贤边滩、上海闵行河道四种不同的泥样进行了颗粒粒径分析,并与现有规范规定的测量工艺所得结果进行了对比。实验分析表明,该方法能够有效地测量泥沙的基本粒径,泥沙颗粒越细,该方法的优越性越为突出。     

激光法与消光沉降法测试泥沙粒径误差分析

M S2000激光粒度分析仪,是目前黄河水文行业中引进的新一代测试泥沙粒径的分析仪器。它以体积为测量基准、用等效球体来表现测量成果,传统的消光沉降法是以重量为测量基准、使用沉降原理来测量泥沙颗粒的大小。由于两种方法分析原理的不同,导致分析成果产生较大差异。通过用激光法与传统消光沉降法对不同沙型的泥沙样品分别对比测试,建立了本测区两种分析成果之间的相关关系,以解决新旧泥沙颗粒级配资料的衔接问题。     

泥沙颗粒分析粒径计成果改正优化研究

粒径计分析成果如何改正,至今尚无一个为大家所认同的标准方法.根据长江委和黄委取得的对比实验资料,针对影响粒析级配与标准级配关系的主要因素,进行优化分析后,得出了以颗粒级配的分布多边形为依据,按级配曲线的分组峰值出现的所在位置,将沙型划分为4大类9亚类、分别建立粒析成果与单颗清水沉降法确定的样品标准相应级配粒径改正公式.经检验,能满足国家行业标准<河流泥沙颗粒分析规程>规定的精度要求.     

粗泥沙在粒径计管内的沉降特性及其影响因素研究

通过大量试验研究，认识到Ｄ〉０．０６ｍｍ粗泥沙用粒径计分析时相继发生三种运动形式。首先为整体沉降，继之是异重沉降，最后呈均匀沉降。试样沙量不同对这三种运动状态有不同的影响。     

基于RGB图像的泥沙颗粒粒径测试技术研究

针对泥沙颗粒8位灰度图像存在边缘模糊、对比度低等问题,采用RGB图像以提高泥沙颗粒图像的灰度等级和边缘灰度梯度。基于泥沙颗粒图像RGB分布特征,以直方图峰值灰度作为阈值进行图像分割,减小背景干扰;创建行搜索法,提取泥沙颗粒行中心点和行边界点;运用连通域对泥沙颗粒图像空心及局部缺失等现象进行判别填充,实现泥沙颗粒图像的精确提取。建立正方形等效法,其等效粒径为圆形等效粒径的槡π/2。应用表明,相对于8位灰度图像,RGB泥沙颗粒图像识别率更高,形态提取更完整,且正方形等效法测量结果与筛分法测量结果一致。     

改进颗粒平均粒径计算方法的讨论

目前常用的平均粒径计算方法仅以颗粒重量为权重，不能表示粗细颗粒在流体中的不同作用，且计算时必须采用Φ粒径，存在着某些不足。文中提出了新的计算方法，即等体积等面积粒径计算法，这种平均粒径具有与颗粒等体积与等面积的物理特性，它更全面更综合地表达了泥沙颗粒的特性。     

泥沙颗分方法的比较和粒径计法颗分结果的改正

泥沙的粒径级配曲线是解决泥沙问题所需的基本资料.但现有取得这项资料的几种颗分方法,不仅在适用条件方面要求不同,而且各种方法对同一沙样颗分结果也很不一致.为了定量掌握各种颗分法实测结果的差异,分析各自存在的问题以便改进,我们曾对取自长江、黄河、灌河、连云港、射阳河口的中值粒径为260～0.3微米(μm)的三百多个沙样分别用筛分法、粒径计法、移液管法以及最新的消光法进行了七百多次颗分     

改进颗粒平均粒径计算机方法的讨论

目前常用的平均粒径计算仅以颗粒重量为权重，不能表示粗细颗粒在流体中的不同作用，且计算时必须采用φ粒径，存在着某些不足。文中提出了计算方法，即等体积等面积粒径计算法，这种平均粒径具有与颗粒等体积与等面积的特性，它更全面更综合地达了泥沙颗粒的特性。     

泥沙筛析与沉降粒径关系及其应用的研究

为准确测定泥沙的沉降粒径并确定筛析粒径与Ｄ沉的关系，试验中采用天然沙的筛析分组沙作为试样，逐颗测定沉积，得出Ｄ沉以及Ｄ筛与Ｄ沉的关系。经分析论证并与国际上的试验塑料比较后认为，试验所得Ｄ筛与Ｄ沉关系合理可靠。     

悬沙中D〉0．06mm粗粒的粒析级配组成及其改正方法

本文首先简述Ｄ＞０．０６ｍｍ泥沙的粒析沉降特性及其粒径偏粗的原因。继之对悬沙中粒径大于０．０６ｍｍ的粒析级配组成机理，及级配组成不同对标准粒径Ｄｂ与粒析粒径ＤＬ关系的影响进行了详细研究。在以上研究工作的基础上，开展了Ｄｂ与ＤＬ的比较试验，得出了粗、中、细型悬沙的Ｄｂ～ＤＬ关系和对ＤＬ的改正方法。     

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。     

河湖淤泥絮凝沉降特性试验研究

絮凝沉降性能是河湖疏浚淤泥资源化处理中重要且未完善的研究课题。以武汉沙湖、官桥湖及南湖3种淤泥为研究对象,通过沉降筒试验,利用清浑交界面沉降速度和上清液浊度研究了粒径分布、初始含沙量及高分子聚合物对河湖淤泥絮凝沉降特性的影响规律,并探讨了沉降筒尺寸对试验结果的影响。试验结果表明:河湖淤泥粒径越小,淤泥絮凝沉降越慢,上清液浊度越小;随初始含沙量的增加,河湖淤泥整体沉降速度变小,但当初始含沙量增加到一定值后,初始含沙量的影响作用开始变弱;高分子聚合物会促进河湖淤泥絮凝沉降;沉降筒尺寸虽然对试验结果略有影响,但对于分析河湖淤泥絮凝沉降特性无较大影响。研究河湖淤泥絮凝沉降特性对于河湖通航、蓄洪、水质修复、疏浚淤泥的处理均有重要意义。     

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。     

泥沙颗粒生长生物膜后沉降的实验研究Ⅰ：实验设计及粒径变化

天然河道与湖泊的水污染问题日益受到广泛的重视,对泥沙颗粒的基本特性的研究也开始与水体污染物质的吸附解析、微生物的吸附成膜等水环境生态方面结合起来。本文通过对官厅水库的泥沙分组进行培养,并采用先进的图像采集观测系统,对泥沙生长生物膜后的絮体在沉降时进行拍摄采集,探讨了颗粒级配的变化情况。同时利用得到的颗粒特征值,推导了水体不同营养条件下的粒径变化公式。数据表明泥沙在生物膜的作用下形成新的泥沙生物絮体颗粒,能够在水沙交界面上形成粒径范围很宽的颗粒组使得级配变化显著。     

排沙漏斗悬移质泥沙运动数值模拟

排沙漏斗是一种利用立轴旋涡实现水沙分离的二级排沙设施。为了探明排沙漏斗悬移质泥沙运动特征和排沙机理,采用欧拉-拉格朗日方法模拟了排沙漏斗水气沙三相流动,其中水相和气相采用雷诺应力模型(RSM)和VOF方法描述,悬移质泥沙用颗粒轨道模型描述。通过对计算的悬移质含沙量垂向分布与实验结果的对比,验证了数学模型的可靠性。计算结果表明:在漏斗室外侧区域含沙量分布整体上较均匀,在漏斗室内侧区域的近底部存在一个明显的高浓度带。作者认为,上述排沙漏斗悬移质泥沙含沙量分布特征主要是由排沙漏斗内的二次流引起的。     

水电站沉沙池泥沙最小危害粒径选择分析

针对泥沙最小危害粒径选择十分复杂、目前尚未取得突破性进展、许多问题还有待深入研究的现状,首先对影响水轮机磨损的主要因素进行全面系统分析,说明目前国内泥沙最小危害粒径选择方法不够准确。在补充设计水头、水中泥沙含量、水流相对流速等水沙因子综合因素修正基础上,通过不同泥沙最小危害粒径的沉沙池投资和水轮机磨损维修费分析,进行泥沙最小危害粒径选择,并将此方法在麻子河一级水电站应用。结果表明:泥沙最小危害粒径越小沉沙池投资越大,水轮机磨损维修费越小,当泥沙最小危害粒径0.25 mm时,沉沙池投资与水轮机磨损维修费合计费用最少,因此沉沙池泥沙最小危害粒径选择0.25 mm合理的,充补水沙因子综合因素修正选择泥沙最小危害粒径方法是可行的。     

基于水流黏滞性的模型沙选择

对于研究泥沙问题的全沙动床模型试验,模型沙的设计是整个模型试验的关键。当原型泥沙粒径过小,不考虑模型与原型的温度差异时,按比尺计算得到的天然模型沙粒径太小,通常不易获得。因此在满足悬移相似条件下,通过控制试验水温,根据不同温度及不同水黏滞系数ν,得到合理的颗粒粒径从而优化模型选沙。在原温和变温两种条件下分别计算所选泥沙的沉速和沉速比尺,表明改变温度所选的模型沙粒径是合理的,用较大粒径天然沙模拟原型较细沙,既满足沉速相似也满足悬移相似要求。试验验证结果表明模型沙选择满足设计要求,模型设计合理。