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。     

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.     

基于淤地坝建设的黄河中游泥沙粒径变化分析

以黄河中游河口镇一龙门区间及四条典型支流——皇甫川、窟野河、无定河和三川河为研究对象，通过分析实施淤地坝等水土保持措施前后泥沙粒径的变化，认为：①自20世纪70年代以来，河龙区间粗泥沙占比（粗泥沙量占年输沙量的比例）、淤地坝减沙量和拦减粗泥沙量均呈下降趋势，淤地坝拦减粗泥沙量的时效性较为明显；②实施水土保持综合治理后．皇甫川、无定河、三川河流域泥沙中值粒径和平均粒径均有细化的趋势；③黄河中游绝大部分流域泥沙中值粒径和平均粒径同时变小，泥沙明显变细；④淤地坝等水土保持综合治理措施不仅具有减沙作用，而且还具有明显的“拦粗排细”作用。鉴于此。减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河和皇甫川。     

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。     

泥沙粒径对重金属污染物吸附影响的研究

本文系统研究了不同粒径泥沙颗粒对重金属污染物的吸附作用，粗细不同的泥沙对重金属污染物的吸附能力差异很大，因此研究天然河流泥沙吸附能力必须考虑泥沙组成的非均匀性和各级泥少的含量，度量泥少量粒吸附能力的标准主要是吸附活性组分的含量，而不仅是粒径大小。     

河流水草沉降特性的试验研究

本文结合水电工程水草问题，对河流水草的沉降特性进行了系统的试验研究。通过以发莱为模拟材料的柔性物体沉降试验，对水草沉降形态、时均特性、特征长度、Ｃ＿ｄ一Ｒ＿（ｅＬ）关系、群体沉降、边界影响等问题进行了探讨。     

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。     

泥沙沉降对水库中磷的空间分布影响

磷是水库富营养化的主要影响因子,对泥沙有很强的亲和性。为探究水库中磷的空间分布规律,针对泥沙沉降过程中对磷的吸附影响进行了模拟试验,研究了不同环境因素耦合作用下泥沙沉降对水库中磷分布的影响。此外,基于量纲分析及多元回归法建立了液相磷浓度垂向分布公式。结果表明：泥沙沉降过程中对磷的吸附导致液相磷的垂向分布呈上浓下稀的趋势。泥沙粒径越小、含沙量越高、水深越大,则液相磷元素的浓度梯度越大,垂向分布越不均匀。液相磷垂向分布公式表明,液相磷浓度梯度与含沙量的1/4次幂、泥沙粒径的-2/3次幂和水深的1/3次幂成正比,液相磷浓度最小值与含沙量的-1/20次幂、泥沙粒径的1/10次幂和水深的-1/10次幂成正比。公式计算值与试验数据基本吻合,表明该公式对研究水库磷元素的空间分布有重要参考意义。     

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。     

再谈黄河中游粗泥沙的来源

选择黄河中游多沙粗沙来源较为集中的皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河、佳芦河、无定河等流域，对比分析了河流粗泥沙含量和平均粒径年内变化规律及其空间差异。结果表明：软弱砂岩出露区的皇甫川流域，河流携带的粗泥沙含量及平均粒径与径流量年内变化趋势一致，软弱易蚀岩层出露面积比例越大，这一趋势就越明显；风沙区分布面积较大的秃尾河和无定河等流域，随着夏季水流侵蚀能力的增强，悬移质平均粒径并未明显增大，甚至降水集中和多暴雨的7—8月的平均粒径和粗泥沙含量小于冬季的，这些流域内基岩产沙对河流泥沙贡献不大，悬移质中的粗泥沙应主要来源于风沙。     

泥沙沉降速度研究进展及其影响因素分析

在大量参考文献基础上，对泥沙沉降速度及其影响因素进行了综述，讨论了自由沉降和群体沉降速度的计算公式，并将它们统一起来。同时指出：含沙量、水质、絮凝作用是沉降速度计算中不可忽视的因素。分析表明，计算沉速的公式虽然不少，但不是精度不够，就是结构繁琐。从实用观点来看，张瑞瑾公式可以同时满足各流区的要求，是表达泥沙沉速的可用公式。为使沉降速度公式更加完善，有关泥沙沉降速度的试验研究仍有待于进一步加强。     

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。     

基于河流动力学的黄河"粗泥沙"的界定

运用河流动力学原理,从描述泥沙运动特性和异质粒子与紊流跟随性2个角度,分别对黄河"粗泥沙"的理论界定进行了探讨.结果表明,黄土高原进入黄河下游粒径大于或等于0.075 mm 的泥沙多难以被水流直接输送入海,粒径小于0.075 mm 的颗粒则易在水流中悬浮入海,因此,黄河中游划分粗细沙的临界粒径应该为0.075 mm.     

水土保持对黄河中游泥沙粒径影响的统计分析

利用黄河中游河口 龙门区间干支流水文站近30年的实测资料，采用方差分析及Wilcoxon加符秩检验两种统计方法，分别对河口 龙门区间以及各水文站控制区间泥沙级配在水保前后的变化进行了分析。结果表明，对于单个水文站，只有当流域水保程度较高时，泥沙粒径才表现出明显变细的统计趋势；从整个河口 龙门区间来看，长时段平均的结果表明河流泥沙粒径有明显细化的统计趋势，这一趋势主要与流域上大规模的水土保持活动有关。文中还分析了不同地貌单元水土保持对泥沙粒径的影响。     

絮凝对三峡水库泥沙沉降的影响

现场与室内实测的泥沙级配差异证实了三峡水库中存在泥沙絮凝现象,絮凝会加速水库泥沙淤积速率。为了确定絮凝对泥沙沉降速率的影响,现场采集了三峡水库原样泥沙,基于三峡水库水体环境,采用室内静水沉降试验对三峡水库中泥沙絮凝沉降规律进行了研究。研究结果表明,当试验采用的初始含沙量大于0.3 kg/m3时,部分单颗粒泥沙会聚集形成絮团,且泥沙絮凝程度以及沉速增加的幅度与水体中含沙量呈正比。参与絮团形成的单颗粒泥沙粒径均位于0.022 mm以下,小于临界粒径的泥沙占全沙的83%;采用絮凝因数和物质沉降通量因数分别表征絮凝对泥沙沉降的影响程度,这两种因数都随含沙量增加而增加,含沙量在1.5 kg/m3以下时其最大值分别为5.03和1.66,表明絮凝对三峡库区汛期的泥沙淤积有可能造成较大影响。     

高浓度黏性泥沙絮团微观结构及其对沉降特性的影响

为探究絮团微观结构特征与高浓度黏性泥沙沉降特性间的关系,以高岭土沉降实验为基础,采用电镜扫描技术分析絮团结构,从絮团微观结构角度解释黏性泥沙沉降过程中浓度分布、胶凝点浓度等特性,结合实验数据讨论常见的孔隙形态参数。结果表明:絮团的微观结构与黏性泥沙的沉降特性密切相关,沉降过程中垂向浓度分布、胶凝点浓度等特性均可通过对絮团内部结构的分析得到合理解释;孔隙分形维数、孔隙圆度可作为量化评估孔隙结构的有效参数;由于孔隙的形态、数目、大小的差异,孔隙率的大小与孔隙分形维数、孔隙圆度的关联度不大。     

激光粒度分析仪在泥沙粒径分析中的比测应用

马尔文激光粒度分析仪是目前世界上较先进的室内粒度测试仪器之一。通过对城陵矶、螺山、汉口、仙桃等水文站大量比测资料的分析,研究了马尔文激光粒度分析仪(MS2000)的适用条件以及参数适用范围,提出了MS2000与传统粒径计-吸管法分析成果之间的转换关系,为2010年MS2000在长江流域的推广应用提供了依据。     

泥沙代表粒径对冲刷深度计算结果的影响

泥沙粒径是泥沙运动力学研究中的一个重要物理量,不同的代表粒径对泥沙输移运动的计算结果会产生不同的影响。文章对比了中值粒径和平均粒径的不同,分析了泥沙粒径和均匀性对冲刷深度的影响,结合铁路工程中常用的桥墩局部冲刷计算公式,对比分析了不同代表粒径条件下的冲刷深度计算结果。提出了代表粒径的选用应结合公式制定时所依据基础资料,同时也要考虑泥沙均匀性的影响,提高计算结果的可靠性和精度。