鄱阳湖和长江泥沙的分级及其表面特性研究

泥沙的表面特性是了解泥沙环境效应的基础。为探究不同来源泥沙表面特性的变化规律和泥沙分级,采集了鄱阳湖入江水道和长江南京段的泥沙,依据粒径分组对泥沙颗粒的级配和表面特性（比表面积、孔体积及孔径）进行了实验分析,结果表明,鄱阳湖入江水道和长江南京段泥沙颗粒均以粘粒、粉粒和细砂粒为主,比表面积范围为3.2~25.12m2/g,属于中孔材料;泥沙颗粒的比表面积随中值粒径的增大而减小,两者呈良好的幂指数关系,即在粘粒和细粉粒范围内,比表面积随中值粒径的减少而迅速减小;与分级沙样相比,混合沙样中值粒径与比表面积的关系与分级沙样趋势相近,量值略大于分级沙样;泥沙颗粒的相对比表面积和轴比较大,当粒径大于15μm时,相对比表面积和轴比随泥沙粒径增大而缓慢增加,而当粒径小于15μm时,随泥沙粒径增大相对比表面积和轴比急剧上升。     

泥沙表面特性及其对磷吸附的影响

泥沙颗粒的表面特性是影响泥沙吸附污染物的重要因素之一.首先采用筛分和吸管法将混合泥沙分成了4个粒径组(粘粒和细粉沙组D1、中粗粉沙组D2、砂粒组D3和D4),并通过化学萃取法去除泥沙颗粒上的氧化物和有机物质等活性组分,而后研究了不同粒径清洗沙样的比表面积、孔体积变化及不同粒径下泥沙平衡吸附量的研究.结果表明泥沙的中值粒径与比表面积呈指数关系,当粒径减小到粘粒或细粉沙时,比表面积显著增大.在各个水相初始磷浓度下,泥沙对磷的平衡吸附量随着泥沙粒径的增大而减小,且存在最大吸附量.     

鄱阳湖入江水道输沙能力与出湖沙量关系及冲淤调整规律

鄱阳湖是长江流域生态系统的重要组成部分,近年来鄱阳湖枯水水位下降、枯水时间提前呈常态化和趋势性变化引起了广泛研究。鄱阳湖入江水道作为江湖联系的纽带,在江湖关系演变中起着重要作用。特别是2001年以来,入江水道演变和出湖沙量出现了显著和复杂的变化过程,其原因存在明显争议。本文采用水文泥沙观测资料结合机理研究,分析阐明了鄱阳湖入、出湖水沙变化与入江水道挟沙能力变化关系及冲淤调整规律。研究结果表明：入江水道代表断面月流速与湖口月出湖含沙量成正比,鄱阳湖出湖沙量与入江水道输沙能力直接相关;入湖泥沙对入江水道演变的影响是缓慢的,入湖沙量集中的4—6月,1985年前后各月出湖沙量减少量和减小比率都小于入湖沙量减少量和减小比率,都大于输沙能力减小比率;1998—2010年与1955—1998年比,月出湖含沙量变化比率与入江水道月挟沙能力变化比率具有较好关系;从出湖含沙量与代表断面流速关系看,1999—2010年出湖含沙量在不考虑断面变化情况下总体低于1955—1998年相关线,考虑断面扩大后则高于1955—1998年相关系,说明1999—2010年出湖含沙量增大和入湖水道断面扩大是冲刷和采砂共同影响的结果;入江水道下段代表断面2011—2020年同流速下顺出湖含沙量与1955—1998年关系线基本一致,而上段代表断面则明显低于1955—1998年关系线,说明入江水道下段已趋于稳定,上段仍可能会有一定的冲刷调整,引起湖区枯水位继续有所下降。本文研究结果对明晰鄱阳湖入江水道冲淤变化、长江与鄱阳湖相互影响复杂关系和指导鄱阳湖保护与治理具有重要意义。     

黄河下游黏性泥沙的冲刷速率研究

由于黄河下游河床中黏性泥沙与非黏性泥沙的抗冲性明显不同,导致黄河下游河势畸形、河岸坍塌等现象频发。选取黄河下游花园口附近河床中3种不同颗粒级配黏性泥沙进行抗冲刷试验,建立不同淤积固结状态下黏性泥沙冲刷速率与相对剩余切应力的关系,分析黏性泥沙干密度、中值粒径对冲刷速率、冲刷系数、能量指数的影响。结果表明:对于不同颗粒级配的黏性泥沙来说,其冲刷系数随着干密度的增大而减小;能量指数随着干密度的增大而增大;能量指数与相对剩余切应力近似成2次方关系;泥沙中值粒径在6.1～804.0μm范围内时,冲刷系数随中值粒径的增大呈现出先增大后减小的趋势;能量指数随中值粒径的增大呈现出先减小后增大的趋势。     

影响悬移质粒径沿垂向分布因素的研究

通常泥沙颗粒粒径沿垂线分布呈"上细下粗"型,即越是靠近水面,泥沙颗粒就越细.采用水槽试验研究了在不同水力条件、不同泥沙条件下,泥沙颗粒粒径d50的垂线分布规律.试验表明:泥沙颗粒粒径沿垂线分布不仅与泥沙浓度密切相关,而且与水流条件以及泥沙颗粒大小有关,在垂向上相同位置,泥沙颗粒中值粒径随泥沙浓度增大而增大,随水流条件增强而增大,随泥沙颗粒粒径增大而增大.     

长江河口絮凝泥沙颗粒粒径与浮泥形成现场观测

分别于2006年枯(2月)和洪(8月)季利用较先进又较实用的现场观测仪器,对长江河口絮凝泥沙颗粒粒径、浮泥体及变化过程,以及与此相关的动力因子进行了现场现测,获得一批最新原始观测数据.观测数据显示:长江河口悬沙主要来源于长江流域的细颗粒冲泻质,小于32μm的细颗粒泥沙占80%以上,悬沙单颗粒粒径均值为3.6～6.8μm.在洪季流域来沙集中期,悬沙颗粒较细,均值为3.6～5.5μm,而枯季流域来沙少,悬沙颗粒略粗,均值为5.9～6.8μm;长江河口细颗粒泥沙絮凝环境良好,实测平均絮凝颗粒粒径为61.5μm,是分散单颗粒粒径的10倍多,最小絮凝颗粒粒径为27.4μm,最大为107μm,最大絮凝颗粒出现在0.4～0.7m/s的中等流速时段.在盐水到达的上界线徐六泾区域实测絮凝颗粒粒径相对较小,均值为32.6～60.4μm,而南北槽最大浑浊带区域絮凝颗粒粒径最大,均值为57.3～79.2μm,实测洪季絮凝颗粒粒径比枯季大,洪季均值为60.4～79.2μm,枯季均值为42.5～66.6μm.此外,长江河口浮泥发育与细颗粒泥沙絮凝快速沉降有关,而最大浮泥层常常发生在最大絮凝颗粒粒径出现的后期时段,故长江河口细颗粒絮凝沉降是浮泥形成的主要物质来源.     

床沙代表粒径与输移泥沙中值粒径的关系

本文分析了输移泥沙床沙质中值粒径D50i的变化规律和计算方法，指出由于水流的分选作用，输移泥沙的中径D50i一般较床沙中值粒径D50为细，且相对中值粒径D50i/D50随床沙标准方差σg的增大而减小。还分析了床沙非均匀性对输沙能力的影响，结果在相同的D50条件下，输沙能力随σg的增大而增大。此外，对采用D50i作为床沙代表粒径的输沙能力计算进行了探讨，结果可以大大提高输沙能力的计算精度。研究表明，用于非均匀沙输沙能力计算的床沙代表粒径，不应是一个固定不变的粒径，床沙代表粒径及相应的沙重百分数应随σg的增大而减小，Einstein等建议的D35仅在σg值为1．5左右才适用。     

大坝影响下长江干流悬沙粒度变化特征

大坝运行显著改变河流泥沙通量及组成,收集并分析了长江干流石鼓至徐六泾河段多年悬沙粒度资料(1987-2019年),并重点分析了宜昌、九江和徐六泾代表站悬沙组分变化规律.发现2003年长江干流水库群陆续投入运行以来,长江上游悬沙多年平均中值粒径从20μm减小到10 μm;而中下游悬沙多年平均中值粒径从10μm增至15μm...     

多级水沙分离装置不同斜板间距分沙效果试验

针对黄河内蒙古段河水高含沙问题,通过改变多级斜板水沙分离装置中的斜板间距,探讨了不同流量、不同浓度浑水下斜板间距对泥沙分离率的影响。结果表明:第一级和第二级分沙装置中斜板间距越小,水沙分离效果越好;第三级分离装置的斜板间距减小到2 mm时,其对提高水沙分离率的影响不明显,而且会导致泥沙淤积,不利于排沙。同时分析了不同流量下斜板间距对排沙孔分离出的泥沙中值粒径的影响,结果表明:在同一流量下,排沙孔泥沙颗粒粒径随斜板间距的增大而增大。     

紊动对黏性细颗粒泥沙絮凝沉降影响的试验研究

利用室内环形水槽及高倍摄像设备,定量研究了不同悬沙浓度及紊动剪切对黏性细颗粒泥沙絮凝沉降特性的影响。试验中观测到的絮团粒径为分散颗粒的几倍到几十倍,絮团中值粒径随着水体紊动剪切的增大呈先增大后减小的变化趋势,最大的中值粒径约为150μm,出现在紊动剪切为30 1/s条件下。悬沙浓度的增大促进絮团的发育,在350 mg/L条件下形成的絮团整体粒径比150 mg/L条件下的更大。絮团中值沉降速度在0.7～3.4 mm/s之间,絮团最大的中值沉速出现在紊动强度最大时65 1/s,此时所形成的絮团结构密实,有效密度较大。絮团有效密度随着粒径的增大而减小,研究表明,采用变分形维数方法,对有效密度随粒径变化的模拟结果与试验结果吻合较好。     

长江流域泥沙输移与概算

泥沙概算是一种通过研究泥沙在流域不同位置和一定时期内的时空分布，从而揭示河流水沙平衡状态的方法。本文通过分析提出了长江泥沙概算方法，探讨长江流域产沙、输沙和泥沙沉积三者的关系。在此基础上，通过流域侵蚀、沉积物和悬移质泥沙粒径级配的对比分析，计算得出每年从长江上游侵蚀下来的泥沙中，粒径大于0．5mm的近12亿t泥沙几乎都沉积在长江流域上游的沟谷和支流中，粒径在0．05-0．5mm范围内的4．92亿t泥沙有3．13亿t沉积在上游沟谷和支流中，而粒径小于0．05mm的5．36亿t泥沙也有2．02亿t沉积在这些区域。当长江上游（宜昌站）和汉江总输沙量超过2．86亿t时，长江中下游将发生淤积，总输沙量超过5亿t时的淤积量超过1亿t；当宜昌输沙量超过1亿t时，洞庭湖区将发生淤积。文章还根据长江干流、部分支流和通江湖泊的水沙关系，建立水沙动态图，研究分析了长江水沙在时空上的分布特点。     

长江生态系统特征分析

根据生态系统基本概念及理论,讨论河流生态系统的时空尺度及栖息地、水文过程与物质通量、水生生物及人类活动影响等特征;通过长江科学考察和已有研究成果之间的对比,分析长江生态系统中的环境特征及人类活动影响机制。研究结果表明:长江水系由于跨越区域大,人类活动影响程度不同,存在自然、半自然及受人类影响强烈的河段;总体水量和水质可以满足人类经济社会发展需要;由于栖息地和水文过程变化剧烈,珍稀和特有物种生存环境堪忧,需要特别重视流域整体生态系统的保护和管理。     

百年长江金陵湾 ——南京治江百年回望

万里长江千百年来孕育了中华文明.万里长江穿越古城金陵,留下了美丽的金陵湾,成就了文化底蕴深厚的六朝古都、十朝都会.回望百年来长江发生的洪水及救灾措施,透视不同社会制度下,长江治理的不同成效,系统回顾长江南京河段的治江经验以及今后长江南京河段的治江思路.     

浅析《长江科学院院报》的长江特色

为分析《长江科学院院报》的长江特色,以2007年第4期至2010年第5期《长江科学院院报》刊发的论文为样本,从学科类别、论文下载频次、作者群、论文获得资助来源这4个方面,对从中国知网CNKI中国学术文献网络出版总库中挖掘的数据进行统计分析。统计分析结果表明：①刊发的论文分布于41个一级学科类别中,其中以水利水电工程类为主,占总论文篇数的54%,其次是建筑科学与工程和地球物理学,均占12%; ②作者群主要是工作在长江流域水利行业第一线的科研工作者;③统计期内, 国家自然科学基金论文中,报道健康长江问题的论文占43%。长江特色主要体现在：论文主要是由工作在长江流域水利行业第一线的科研工作者撰写的反映水利水电类科研的成果;近年来论文的内容从工程水利逐步向资源水利扩展。     

淮河入流对长江水流的影响分析

通过模型试验,研究长江不同流量遭遇淮河不同流量时长江沿程水位和局部流场的变化。多组水文条件下模型试验结果的分析表明:淮河入流造成长江水域局部水位壅高较多,对长江行洪不利;入流口以上流速减小会加剧洪水期泥沙的落淤,特别会影响三益桥航道的畅通;入流口以下流速增大,近岸流速的增大对长江护岸工程不利。模型试验结果可为扬中河段进口段的河床演变分析以及三益桥航道浅滩成因分析等提供参考依据。     

Hydropower stations dot the Yangtze River

Energy, environmental protection and water resources technologies top the agenda for China＇s international science co-operation in the 11 th Five-Year Plan （2006-10）, according to a document released by the Ministry of Science and Technology yesterday.     

长江航道建设对长江经济带经济增长的影响研究

长江航道是长江航运的物流主通道,是区域经济协调的重要纽带。目前对交通基础设施与经济增长之间关系的研究很多,但少有文献以长江航道为研究对象探究其对经济增长的影响。绘制因果关系图定性分析长江航道与长江经济带的互动关系,明晰航道建设促进区域经济增长的作用机理。选取2005—2019年的时间序列数据,运用拓展的柯布-道格拉斯生产函数模型定量测算长江航道建设投入对长江经济带的经济贡献度,得出经济贡献度在整体上呈逐年上升的趋势,每增加1%的长江航道建设投入,长江经济带的经济产出增加1.74%。这表明长江航道建设对长江经济带有显著的经济支撑作用。为更好地助力长江经济带发展,未来应加大长江航道建设投入,提高航道承载力,同时注重科技创新和生态保护。     

1998年长江、嫩江大水给我们的启示和反思

对长江流域１９５４年与１９９８年两次洪灾作详细的比较，分析了长江流域发生特大洪水的主要原因．结合历史及１９９８年抗洪的经验教训，对长江、嫩江、松花江流域今后的治理方略提出建设性意见，并对海河、黄河防洪问题作深入的探讨．文末还对多年来对水利投入和产出的错误理解作出合理的解释．     

Precipitation variability in the Yangtze River subbasins

Numerous dams and reservoirs in the Yangtze River basin have been constructed. Thus understanding the variability of hydroclimatological time series is important for the development of an optimal reservoir management strategy. This is crucial for life in the densely populated basin known to be highly susceptible to floods and droughts. Time series of annual precipitation totals and precipitation totals from May to September (the rainy season) for the period from 1961 to 2002 were averaged within the subbasins of the Yangtze River. The resulting time series were analyzed for similarities and differences and continuous wavelet transforms were produced to identify inherent quasi-periodicity. The western subbasins have shown a diverse pattern of periods with high and low precipitation variance. We have detected prominent periods of high precipitation variance for the central and eastern subbasins in the 1980s and 1990s, respectively.     

测量新技术在长江水文工作中的应用

长江水利委员会水文局加大引进和开发高新技术的力度,引进开发了GPS卫星定位系统、测深系统、全站仪、自动安平水准仪、红外仪等技术和设备,使测绘生产向智能型、知识密集型转变。