非黏性沙级配对浊度法测量含沙量的影响

利用浊度仪测量水流含沙量时,泥沙颗粒级配和矿物成分是影响浊度仪标定结果的主要泥沙因素。采用黄河原型非黏性沙配制不同粒径、不同含沙量浑水水体,开展固定粒径、粗细沙、混合沙等多组次试验研究,对黄河天然沙粒径及级配对浊度仪输出浊度的影响进行定量分析和机制探讨。结果表明:固定含沙量条件下,非黏性泥沙粒径对水体浊度的影响特征符合Mie散射定律;含沙量变化对浊度仪输出浊度的影响数量级为10～10²,泥沙颗粒粒径变化对浊度仪输出浊度的影响数量级为10^-1～1;相同含沙量条件下,悬沙比表面积与浊度仪输出浊度符合线性分布。建立了考虑非黏性沙级配影响的含沙量与浊度关系模型,能够较准确地反映非黏性沙粒径及泥沙浓度对水体浊度的影响,可为浊度与含沙量关系的准确率定及测量结果的校准提供可靠依据。     

新型微灌沉沙池沉沙效率试验研究

沉沙池是一种重要的泥沙处理工程措施,其作用是沉降含沙水流中有害粒径的泥沙.对沉沙池,评价其运行效果好坏的关键因素是沉降效率.新型微灌沉沙池属直线型非冲洗式沉沙池,专门用于微灌系统,主要对悬移质泥沙进行处理.以物理模型试验资料为依据,探讨了微灌用新型沉沙池内悬移质含沙量及淤积物粒配的沿程变化规律,试验表明,该新型沉沙池的沉沙效率较高,可以作为处理微灌用水源使用.     

不均匀细颗粒泥沙粒径对絮凝的影响试验研究

对不同地区的天然沙对应天然水，及不同模型沙对应北京地区自来水的不均匀细颗粒泥沙进行了絮凝试验，并对试验资料进行了初步分析，提出了不均匀细颗粒泥沙的絮凝度Ｆ１与泥沙粒径的关系。     

水压力对细颗粒泥沙起动流速影响的试验研究

本文对现有起动流速公式的结构进行了分析,指出水深是通过水压力来影响起动流速的。作者在一个水压力可以调节的专用设备上用三种泥沙进行了试验.结果表明:对较粗的散粒体泥沙,水压力对起动流速没有影响。因此现有的公式需要修正.对粘性细颗粒泥沙,随着水压力的增大,起动流速明显增大.起动流速增大的程度介于现有二个公式计算值之间.具体规律有待进一步研究.     

电解质对细颗粒泥沙絮凝影响的试验研究

在影响泥沙絮凝的因素中,电解质的影响是主要的,也是复杂的。为了研究电解质对泥沙絮凝的影响,取用长江口的细颗粒泥沙置于不同阳离子浓度的天然海水、人工海水、NaCl溶液和MgCl₂溶液中,并测量泥沙Zeta电位,分析其沉降速度,研究电解质种类和浓度与细颗粒泥沙絮凝的关系,并利用扫描电子显微镜观察絮凝体,从微观角度进一步验证实验结论。研究发现,电解质种类和浓度均会影响泥沙颗粒的Zeta电位,而且细颗粒泥沙Zeta电位绝对值越小,其絮凝现象越明显。     

黄河水沙变化对下游引黄灌区的影响研究

1999年以来,黄河下游来水来沙发生了以下变化:一是黄河10 a间不再断流;二是非汛期水流含沙量降低,但粗泥沙颗粒含量增加;三是调水调沙后,主河槽显著刷深。黄河下游水沙变化,尤其是水流含沙量的变化对引黄灌区影响较大,导致灌区渠道淤积,杂草丛生,使灌区引水能力下降,用水得不到满足。结合小开河引黄灌区的实际情况,分析了泥沙颗粒变粗对水流挟沙能力的影响,提出了解决泥沙淤积问题的措施:适当进行调水调沙、及时进行渠道灭草、实行灌区科学运行管理等。     

均匀切变水流对黏性细颗粒泥沙絮凝的影响研究

黏性细颗粒泥沙的絮凝是河流动力学中一个重要且尚未完善的研究课题。本文以分形聚集生长理论为基础,考虑了絮团破碎、泥沙浓度等因素的影响,使用三维无网格方法,在MATLAB平台上通过模拟泥沙颗粒和絮团在布朗运动、重力沉降和均匀切变水流作用下的碰撞黏结过程,研究了水流剪切作用对黏性细颗粒泥沙絮凝的影响。研究结果表明：水流作用可提高颗粒之间的碰撞几率,促进絮凝,但高水流剪切力作用下絮团破碎现象明显,因此,水流速度梯度的大小对细颗粒泥沙的絮凝有一定的影响,即絮凝速度及絮团平均粒径随水流流速梯度的增大呈先增后减的规律;均匀切变水流作用下,絮团粒径分布均匀化,絮团在垂直水流方向上发育较好且分形维数较大。本文研究成果是进一步研究天然河道中黏性细颗粒泥沙絮凝机理的成功尝试。     

不均匀细颗粒泥沙粒径对絮凝的影响试验研究

对不同地区的天然沙对应天然水，及不同模型沙对应北京地区自来水的不均匀细颗粒泥沙进行了絮凝试验，并对试验资料进行了初步分析，提出了不均匀细颗粒泥沙的絮凝度Ｆ１与泥沙粒径的关系。     

离子型表面活性剂对细颗粒泥沙起动的影响

表面活性剂是天然水体中常见污染物。泥沙吸附表面活性剂后,泥沙表面性质发生变化,从而影响泥沙起动规律。以长江武汉段细颗粒泥沙为研究对象,通过循环水槽装置模拟泥沙起动过程的试验,从定性和定量两方面研究了离子型表面活性剂对泥沙起动的影响机理。结果表明:①泥沙的起动过程可细分为7个阶段,当流速为15.0~20.0 cm/s时,水明显浑浊,泥沙起动;②由于表面活性剂的存在,泥沙悬浮相对减少,平衡含沙量明显降低,只达到初始含沙量的50%左右;③随着阴离子表面活性剂浓度升高,泥沙临界起动流速从19.37 cm/s增加到23.05 cm/s,而完全起动流速略微减小,从37.06 cm/s降至36.15 cm/s;④随着阳离子表面活性剂浓度升高,泥沙临界起动流速从19.37 cm/s增加到23.32 cm/s,完全起动流速从37.06 cm/s降至32.12 cm/s。电子显微镜观测结果表明,表面活性剂促进了泥沙絮凝,从而显著影响了泥沙的起动规律,且阳离子表面活性剂对泥沙的影响较阴离子表面活性剂大。研究结果不仅具有现实意义,而且为进一步完善泥沙运动体系提供了理论依据。     

2010年黄河调水调沙对河口近海盐度影响

通过在黄河调水调沙期前后对近海水域盐度进行连续监测,结果表明,黄河调水调沙极大地改变了河口盐度及其分布,入海冲淡水影响范围急剧增加,显著降低区域盐度极值,并由河口口门处向东南向逐渐扩散;但同时,调水调沙对近海盐度的影响主要集中在表层,中层、底层影响效果减弱。调水调沙结束后,近海盐度及其分布逐渐恢复至原有水平。     

洋河干流水沙变化对下游灌区的影响研究

为研究洋河干流近期水沙变化对下游灌区的影响,分析洋河二灌区施行新型节水灌溉方式后引水含沙量及泥沙粒径特征,统计怀来气象站和洋河干流响水堡水文站1964—2019年长系列降水、径流和含沙量的变化情况。结果表明,非汛期时段洋河二灌区具有高于90%的概率可以取到低于规范标准含沙量的水流,且未来灌区引水断面含沙量不会有大幅增加的趋势。     

水体紊动对黏性泥沙絮凝影响研究

紊动水流中黏性泥沙絮凝沉降对河口海岸黏性泥沙输送过程起着十分重要的作用。建立了均匀各向同性紊流中黏性泥沙絮凝沉降的三维格子玻尔兹曼数学模型,模拟不同紊动剪切率对黏性泥沙絮凝过程的影响。模拟结果表明:随着紊动剪切率的增加,计算区域内絮团形成所需的时间先减少后增加,黏性泥沙沉降速度也呈现先减小后增大的趋势,剪切率的转折点在200s-1左右,与已有观测结果一致。模拟结果反映了低强度水体紊动对絮凝有促进作用而高强度水体紊动对絮凝有抑制作用。     

水体扰动条件下黄河泥沙对磷的吸附效应

采用黄河花园口断面河滩原型沙开展实验研究,重点研究了含调水调沙期的丰水期较高含沙量时黄河泥沙对磷的吸附效应及吸附动力学特性,建立了吸附动力学模型,为黄河下游河道和滩区生态综合治理提供借鉴。研究表明：含沙量越高,黄河泥沙对磷的吸附越快,吸附平衡时间越短。总磷的去除率在17.7%～60%范围的含沙量较低时,泥沙对总磷的吸附作用不明显,总磷去除率随含沙量的增加呈对数增长。单位质量泥沙的吸附量随含沙量增加呈对数递减。黄河泥沙对磷的吸附过程以物理吸附为主,同时也存在一定的化学吸附。     

小开河引黄灌区支渠引水对输沙干渠的影响

小开河灌区运行10 a来,通过支渠引水把总引沙量的50.6%引入干渠沿线的容沙区.输沙干渠10 a总淤积量仅占总引沙量的4.0%,仅个别年份在局部渠段进行过清淤,总清淤量不足30万t.分析支渠引水对输沙干渠冲淤状态的影响表明:支渠独有的引水分沙条件和科学管理运用,加大了干渠的水面比降,增强了水流的挟沙能力,使大量泥沙输送入沉沙池,从而实现了输沙干渠年内、年际间泥沙的冲淤平衡.     

西藏扎拉水电站水库泥沙对电站运行影响试验研究

为了分析西藏玉曲河扎拉水电站运行后水库泥沙对电站取水发电产生的影响,基于扎拉电站整体河工模型试验成果,对扎拉电站运用50 a水库泥沙淤积过程,泄水建筑物及电站引水口前泥沙淤积分布、淤积高程,电站过机泥沙特性进行了试验研究。结果表明:水库运用50 a末,库区泥沙基本达到冲淤平衡,水库淤积总量约占总库容的66.45%;坝前泥沙淤积高程基本与底孔进口底高程齐平,对底孔泄流排沙影响不大;电站引水口前形成较明显的冲刷漏斗,引水渠淤积对电站正常引水影响不明显;电站过机泥沙,在水库运用初期没有0.1 mm的粗沙,在水库运用50 a末,遇常年含沙量洪水,过机泥沙中粒径0.1 mm的粗沙占过机总沙量的3.2%。建议下阶段进行优化水库调度,提高水库排沙效率的研究,进一步减少水库泥沙淤积,减轻泥沙对机组的磨损。     

富营养化水体中盐度对香蒲去除氮磷作用的影响

针对含盐量高的富营养化水体,采用桶栽方式研究了盐度对香蒲去除富营养化水体中氮磷的影响。结果表明,在盐度范围为0~1.00%时,香蒲可快速、高效地去除水体中的氮磷等营养物质。但水体中NH_4~+-N、TN和TP的去除率整体随盐度增加而呈下降趋势,盐度的增加引起了植物某些生理特性的改变,NaCl胁迫下香蒲叶片组织中叶绿素含量均较对照显著下降。较高盐度(1.00%)胁迫下,香蒲会通过积累脯氨酸来调节体内细胞的渗透势,但叶片组织中丙二醛含量会显著增加,植物叶片组织的细胞膜系统受到伤害。香蒲在盐胁迫下生理生化指标的变化与其对富营养化水体中氮磷的去除效果具有一致性。     

金沟河流域泥沙变化及影响因素分析

流域泥沙含量较大,既影响流域内水利工程的正常运行,泥沙淤积又会导致河床逐年抬升,引起水库和湖泊容积损失.文章以金沟河流域为例,在概述流域泥沙来源和特征的基础上,以上游的红旗渠站、中游的霍尔果斯站和下游红山头站实测泥沙资料为基础,进行了流域泥沙变化趋势及影响因素的分析.结果表明,流域泥沙年内分布呈现出十分显著的集中性,且...     

黄河泥沙对CODMn影响的实验研究

针对黄河多泥沙河段含沙量大，泥沙对河流ＣＯＤＭｎ浓度影响大的突出特点，运用模拟实验方法，探讨了泥沙对ＣＯＤＭｎ浓度的影响，揭示了浑水、清水中ＣＯＤＭｎ浓度与含沙量之间的关系。即：黄河原状水中ＣＯＤＭｎ值随着含沙量的增大呈显著上升趋势；去除泥沙后清水的ＣＯＤＭｎ浓度测定值随其原含沙量的增大呈微上升趋势；黄河原状水即使不加酸保存，泥沙对ＣＯＤＭｎ测值也有一定影响，但其影响程度要比加酸样品显得微弱。最后     

淮河上游流域土地利用变化对次暴雨产沙影响研究

土地利用变化既改变水文循环过程也改变产沙过程。本文以淮河上游大坡岭以上流域为研究区,基于1990s和2000s的土地利用资料和两个年代各10场暴雨对应的水文与气象资料,以0.5 h为时间步长,应用改进的水沙模型模拟流域暴雨产沙,分析土地利用变化对次暴雨-泥沙负荷关系的影响;基于两个年代获得的模型参数,模拟1990s十场暴雨的产沙过程,分析相同暴雨条件下土地利用模式变化对产沙的影响。结果表明:模拟结果满足精度要求;土地利用变化改变了降雨-泥沙负荷关系,1990s到2000s的土地利用变化减轻了流域水土流失,导致次暴雨产沙量、沙峰及侵蚀模数均减少。研究成果可为淮河流域水土治理提供科学依据,丰富并创新湿润半湿润地区水土流失模拟理论与方法。     

挟沙水流泥沙浓度分布的试验研究

通过挟沙水流泥沙浓度分布的试验，研究泥沙浓度和紊动强度沿垂线的分布之间的内在联系，试验结果表明泥沙浓度和紊动强度沿垂线的分布一致性较好，建立了泥沙浓度和紊动强度沿垂线分布之间的关系式。分析了关系式中泥沙浓度、泥沙的中值粒径对系数K的影响，中值粒径的影响较泥沙浓度对系数K的影响大，系数K随中值粒径的减小明显减小。并在此基础上进一步建立了泥沙浓度与流速、流速梯度之间的关系式。