长江口不同河段表层细颗粒泥沙絮凝特性

利用长江口的现场观测资料分析河口不同区段表层细颗粒泥沙絮凝特性及其影响因素。结果表明:在河口上段水域,流速对絮凝表现为破坏作用,盐度是"制约"条件,流速和浊度对絮团影响明显,絮团平均粒径约为40.69mm,是分散粒径的4倍左右;口门最大浑浊带水域絮团峰值出现在憩流或者中等流速处,高盐度抑制、低盐度促进絮团生长,小潮时流速影响最明显、大潮时则是盐度,絮团平均粒径小潮为28.54mm、大潮35.17mm,是分散粒径2~3倍左右;北港口外,絮团生长或者破碎频繁,流速表现出促进作用,盐度有抑制作用,盐度对絮团影响最大,絮团平均粒径约为110.36mm,是分散粒径的18倍左右。     

长江口泥沙絮凝问题研究综述

该文针对长江河口的具体情况，介绍我国在河口泥沙絮凝研究工作中有关絮凝机理、絮凝特性和凝沉降动力学模式等领域的研究成果。     

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.     

珠江磨刀门河口洪季泥沙絮凝机理研究

基于珠江磨刀门河口2013年7月现场观测的悬浮物资料,综合同步测验的盐度、流速、悬沙浓度、水温,以及室内泥沙粒度分析数据,探讨了该区域泥沙絮凝特征及其主要影响因素,结果发现:磨刀门悬沙现场粒径平均达91.7μm,而平均分散粒径仅29.3μm;小潮泥沙絮凝较大潮明显,潮周期内憩流时刻絮团最大,可达200μm;絮凝效应垂向差异显著,表现为中层最大而表、底层较小;功率谱分析得到现场粒径具有3h、8h和24h的变化周期,其中8h与平均落潮周期相近,24h则与全潮周期相近。研究表明,控制磨刀门悬沙絮凝的因素主要为流速,絮凝临界流速约45cm/s;盐度则在弱动力条件下(流速50cm/s)控制着河口泥沙絮凝,最佳絮凝盐度为21‰;悬沙浓度和温度对絮凝影响不显著;垂向水动力及盐度差异是导致絮凝效应垂向差异的主要原因。     

长江中下游洪枯季泥沙絮凝研究

基于2008年1月(枯季)和2012年8月(洪季)长江中下游实测水沙资料,发现洪枯季悬沙絮凝特性存在显著差异,枯季絮凝程度比洪季显著偏高,与长江河口情况相反。进而从水动力和泥沙特性两个方面对比分析了中下游淡水絮凝的主要影响因素,结果表明在流速较小时,小于1m/s,流速增大能够促进絮凝;而当流速较大时,流速继续增大不利于絮团的发育。此外,随着含沙量的增大,絮团有效密度增大,指示絮凝程度降低。悬浮泥沙分散颗粒越细,絮凝程度越高,并且大絮团主要由黏土组分构成。     

长江悬浮物絮凝特征

河流淡水环境的实有絮凝特征及变化过程长期以来缺乏观测和研究.本文利用现场激光粒度仪(LISST-100)实测得到长江流域干流4050km,13个主要站位的絮团大小、分布和沿程变化特征,对比分散粒径和悬浮物浓度,得到认识:长江干流水体的现场悬浮物絮团粒径平均为35 μm(洪季),泥沙中值粒径平均为5μm,絮团粒径比泥沙中值粒径大一个量级,证明了长江干流絮凝现象的普遍存在.上游石鼓至万州,絮团粒径平均为17μm,明显小于中下游絮团粒径,为47μm.上游与中下游絮团粒径的差别,主要是受水动力条件的影响.三峡水库蓄水对于絮凝过程有一定的影响,水库以上缓流区水体滞留时间长,有利于絮团成长;库区絮团经过大坝,被水流打散而破碎,产生解絮过程.絮团在长江干流水体中已经形成,季节性变化不明显,其粒径要比河口絮团粒径小.河口环境下,絮团可以增长数倍.联系已有长江河口絮凝现象的观测研究,河流淡水环境的絮团可作为河口盐淡水环境絮团的背景絮团.全文提示了在研究河流泥沙输运、水库泥沙淤积和河流污染物输送等方面应该充分考虑絮凝的影响.     

河口海岸近底泥沙的超声波特性

通过在试验室里进行的用超声波方法识别浮泥和部分固结的细颗粒泥沙底床的试验，发现粗、细颗粒泥沙在声速和声衰减方面表现出明显不同的特性。试验表明，超声波方法检测水沙交界面具有较高的分辨率并可用于对细颗粒泥沙底床固结状态的研究。尽管该测量方法有待进一步改进，但它为野外测量提供了一种新的手段。     

基于絮凝动力学的泥沙絮凝沉降规律研究

泥沙絮凝是一个极为复杂的过程,与泥沙浓度、颗粒表面化学性质和水环境密切相关。而现有的泥沙絮凝沉降动力学模式多采用一级模式,其絮凝速率系数往往通过实验数据拟合得到,缺乏一定的理论基础。基于DLVO理论的絮凝发生条件及胶体理论中的絮凝动力学原理,推导出静水条件下泥沙絮凝动力学方程和絮凝速率系数,由此得到絮凝过程的半衰期及絮凝平均沉降速度等参数。实验数据验证表明：推导的絮凝动力学方程计算结果与实验数据较为吻会,且影响因素考虑较为全面,推导出的絮凝速率系数表达式中将扩散系数、泥沙含沙量、离子浓度、分形维数和颗粒粒径等相关物理参数关联起来,更能体现絮凝的实质。     

长江河口区水动力与泥沙运移模式及其整治

本文从分析水动力与泥沙运移间相互依存关系着手,阐述长江河口潮汐作用较显著地区,在径流、潮流、科氏力等诸力的作用下,河床泥沙运移的模式有:往复型、顺时针方向运移型、聚积型、逆时针方向输移的悬沙环移型、逆时针方向运移型、顺时针方向的悬沙输移型等六种.上述泥沙运移模式,对长江河口区的河流形态及河道特性起着主要控制作用. 从机理上弄清水动力与泥沙运移之间的关系,就可采取适当的工程措施,达到整治河流的目的.     

长江口河段近期水沙特性研究

由于徐六泾站潮流量和悬移质输沙率测验资料系列不长,代表性不够,尚难用于直接分析,利用徐六泾站近年来取得的水沙资料与大通站同期资料进行相关分析,推定长江口河段的水沙特性及变化情况。结果表明,大通站和徐六泾站的水、沙关系相关性良好,长江口河段近期年径流量和年输沙量的变化趋势与长江上游干流一致,年径流量没有趋势性的变化,而输沙量则呈逐年下降的趋势。长江口河段落潮潮量主要集中在汛期,而涨潮潮量主要集中在非汛期,枯季悬移质泥沙中值粒径粗于洪季。     

长江口细颗粒泥沙基本特性研究

本文较系统地阐述了长江口细颗粒泥沙的粒度、矿物、电荷与絮凝的基本特笥，综合分析结果，提出了以３２策米作为粗颗粒泥沙与细颗粒泥沙划分的界限，以利推动我国细颗粒泥沙研究的深入。     

长江口二维非均匀悬沙数值模拟

针对长江口水流泥沙运动的特点建立了非均匀悬沙的平面二维数值模型。在模型中考虑了波浪对流场的影响和对水流挟沙力的影响 ,在确定悬沙絮凝沉速时考虑了泥沙粒径、盐度、含沙量及水流紊动的影响。悬沙模型建立在曲线坐标下 ,悬沙输运方程采用破开算子的方法求解 ,平流项采用UltimateQuickest格式求解 ,提高了计算的精度。通过实测资料对数学模型计算的悬沙含量进行检验 ,表明它较好地反应了长江口地区泥沙的运动规律     

长江口深水航道建设中的浮泥研究及述评

本文结合长江口深水航道建设，对长江口浮泥研究的现状作了全面的分析和总结，阐述了长江口的浮泥特点，形成条件，形成过程和演变规律，在此基础上，对船舶航行对浮泥层（淤泥）的影响，航槽回淤计算中对浮泥的处理、淤泥质航道适航水深的确定，长江口北槽形成浮泥的可能性等问题进行了分析和研究，最后，对长江口深水航道治理中的浮泥研究工作提出了建议。     

长江口细颗粒泥沙过程

本文对长江口细颗粒泥沙过程研究进行了总结,并提出了今后重点研究方向1）长江口细颗粒泥沙是非均匀沙，其运动机理究竟如何？2）大规模水利工程究竟如何影响长江口最大浑浊带?3）在长江口细颗粒泥沙过程的数学模拟中,如何考虑河口波、流相互作用(耦合)及其对近底细颗粒泥沙输移的影响?4）整个长江口水域瞬时、连续的水深、含沙量、地形变化资料的获*粒泥沙过程数学模拟的精度。5）长江口悬沙以拉格朗日模式输运,而过去大多悬沙观测调查是在欧拉模式中进行，如何进行欧拉和拉格朗日模式对比研究?6）风暴潮、台风等对长江口细颗粒泥沙运动的影响。     

基于实测资料的长江口潮波演变规律研究

长江口三级分汊、四口入海,潮波作用强烈。特殊的动力地貌环境,使得长江口潮波的演变过程较一般河口更加复杂。采用频谱和调和分析方法对长江口枯、洪季实测潮位进行分析,得到了长江口潮汐能量的分布特征和主要分潮的沿程变化过程。研究成果表明:洪枯季各分潮沿河道的变化趋势基本相同;由于非线性作用,随着潮波从口门向上游传播,潮汐频谱更加丰富,且能量从低频向高频发生转移,使得天文分潮逐渐衰弱,而浅水分潮不断形成和发展。此外,从不同传播通道潮波特征的沿程变化可知,南港和北港的潮波特征存在较为明显的差异。     

感潮河段悬沙数学模型——以长江口为例

感潮河段的水流、泥沙运动有其独特的性质。本文针对其特点 ,水流的挟沙力由水动力因素、泥沙因素共同决定 ,以此建立非均匀悬沙的二维数学模式。模式用于模拟长江口感潮河段的悬沙含量的分布和变化 ,计算的结果与 1996年 9月实测资料拟合的较好 ,并在此基础上分析了感潮河段流速、含沙量与水流挟沙力的确定之间的关系。     

长江口潮滩浅水区域流速与含沙量的关系初析

潮汐条件下的水流挟沙能力模型必须考虑波浪和潮流的共同作用，模型的形式比较复杂，且在水深很小的潮滩浅水区域不能适用。笔者改进观测手段，获得了水深0．1—2．0m的水动力过程与含沙量变化过程，根据实测资料，经过深入分析，判断出波浪、潮峰等因素对含沙量的影响轻微，提出了长江口潮滩适合浅水区域的水流流速与含沙量的模型，该模型符合传统动力模型的基本原理，并得到了较好的验证。