监测河口水体悬浮泥沙质量浓度的短期变异

针对我国近海高能海区水体悬浮泥沙质量浓度(SSC)表现出的时空变异特征,以典型强潮型河口--杭州湾为例,在3个不同采样区分别连续观测获取水体表层悬浮泥沙质量浓度数据,结合MODIS卫星遥感资料,利用人工神经网络(ANN)方法建立了表层悬浮泥沙质量浓度遥感反演模型.实地监测数据表明,杭州湾表层水体悬浮泥沙质量浓度较高,且具有明显的时空差异;总体上大潮悬浮泥沙质量浓度普遍较高,北岸深槽区悬浮泥沙质量浓度较低;各个监测站位悬浮泥沙质量浓度随潮情变化表现出比较一致的波动性,而且短周期内的振动幅度较大.与回归分析方法相比,BP神经网络模型具有较高的预测精度.遥感反演结果表明,MODIS地表反射率产品可以直接用于表层水体悬浮泥沙质量浓度遥感反演,其250 m的空间分辨率能够充分获取河口区域的泥沙信息,而且每天两次的监测频率有助于识别表层水体悬浮泥沙质量浓度的短周期变异特征.     

河口悬浮泥沙浓度遥感反演模型的探讨

介绍了河口区悬浮泥沙浓度遥感反演的理论基础及反演模型的建立方法,通过对国内外近年研究的主要悬浮泥沙遥感反演模型进行简单分类、对比分析得出其优缺点,并针对现有悬浮泥沙遥感反演模型的不足,在提高精度和普适性方面提出一些建议.     

杭州湾悬浮泥沙浓度垂向分布规律分析与模拟

从遥感监测应用的角度考虑,针对杭州湾的复杂水动力特点,把影响泥沙再悬浮的水流紊动扩散机理概化为宏观上容易表达的潮动力因素,在分析垂向各层悬浮泥沙浓度（SSC）相关性的基础上,选取水体近表层（0.2H）处SSC和水深、流速、潮情、潮时作为模型输入因子,垂向平均SSC作为模型输出因子,运用Levenberg Marguardt优化算法对输入因子进行优化,建立了反向传播（BP）神经网络模型,对杭州湾澉浦断面的SSC垂向分布规律进行了模拟.结果表明,潮动力变化对水体各层SSC影响显著,各层SSC与平均SSC均出现对应的涨落波动规律;在不同潮情下SSC垂向分布均表现出比较明显的相关性,相邻各层SSC相关性显著,其中表层SSC与垂向平均SSC相关系数均达到0.8以上;BP神经网络模型应用于SSC垂向分布规律预测的性能指数（PI）为0.04,分别低于两类线性模型的0.06和0.07,其预测性能高于线性模型.     

河口泥沙数学模型的若干问题

针对泥沙数学模型作为预报河床冲淤的研究手段在进一步发展中受到有关物理参数的限制,分析河口泥沙数学模型涉及的若干关键问题.从三维微分方程竖向积分角度分析认为恢复饱和系数理论上应大于1;指出泥沙非均匀系数、相对粒级以及泥沙固结对河口冲淤有一定影响,给出适用于河口非均匀黏性沙的任意k粒级的黏性力表达式、起动概率公式和临界起动切应力公式,探讨临界淤积切应力表达式在处理细颗粒泥沙絮凝时的作用;认为根据最大或最小含沙量对应的水流泥沙要素来确定河口水流挟沙能力公式比以往按半潮平均来处理在理论上更为合理,提出适合潮汐河口的非恒定水流挟沙能力公式;指出数值计算和验证有待改进之处.     

河口泥沙数学模型的若干问题

针对泥沙数学模型作为预报河床冲淤的研究手段在进一步发展中受到有关物理参数的限制,分析了河口泥沙数学模型涉及的若干关键问题.从三维微分方程竖向积分角度分析认为恢复饱和系数理论上应大于1;指出泥沙非均匀系数、相对粒级以及泥沙固结对河口冲淤有一定影响,给出适用于河口非均匀黏性沙的任意k粒级的黏性力表达式、起动概率公式和临界起动切应力公式,探讨了临界淤积切应力表达式在处理细颗粒泥沙絮凝时的作用;认为根据最大或最小含沙量对应的水流泥沙要素来确定河口水流挟沙能力公式比以往按半潮平均来处理在理论上更为合理,提出适合潮汐河口的非恒定水流挟沙能力公式;指出数值计算和验证有待改进之处.     

椒江口-台州湾悬浮泥沙分布特征遥感研究

河口港湾淤积是当今沿海港口城市密切关注和急待解决的问题。研究港湾海水悬浮泥沙的分布特征,有助于分析港湾的淤积过程,对淤积的防治与治理也有一定的参考价值。以椒江口-台州湾为研究区,利用时间上同步的遥感数据与海水含沙量实测数据,建立了海水悬浮泥沙浓度遥感处理模型,并参照解译结果分析了研究区不同条件下海水悬浮泥沙的分布特征,为研究区其它课题的研究提供了基础依据。     

从河口三角洲的形成类比推理分析水库的泥沙淤积

类比推理是根据2个或2类对象某些属性相同,推出他们的其他属性也可能相同的间接推理,也称类比法,是科学研究中简捷有效的方法之一.由于河口三角洲的形成与水库泥沙淤积有相同的属性,即将大河人海口转移到了水库库尾,由此类比分析二者的利弊,并指出了三峡水库泥沙淤积的趋势及灾害治理对策.     

黄河花园口段不同泥沙含量水体的多角度偏振研究

悬浮泥沙一直是黄河治理过程中面临的一个重大问题,在黄河泥沙物理和数学模型的开发等方面都取得了一定的进展,但是通用模式和高精度的模式一直还未建立起来,因此现阶段提高定量的精度已经成为众多研究水体泥沙学者的研究目标.本文对黄河花园口段水体进行多角度偏振反射研究,通过大量实验挖掘不同泥沙浓度的黄河水体不同的偏振特征,为黄河水体悬浮泥沙的偏振定量研究提供参考.     

不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响

应用静态沉降实验方法中的移液管法,初步研究了泥沙浓度在不同的水质条件下对絮凝沉降过程的影响.实验结果表明:随着泥沙浓度的增加,絮凝沉速先增加后减小,变化曲线存在一个最大值.不同的离子浓度条件下,这种变化趋势是相同的,但絮凝沉降所能达到的最大值是不同的,达到最大值时的泥沙浓度也是不同的.随着泥沙浓度增加絮凝沉降速度先增后减的根本原因是絮凝过程的变化,即絮网结构的出现,絮网结构出现是泥沙浓度因素和离子浓度因素共同作用的结果.     

高分子絮凝剂质量浓度对泥沙絮体分形结构的影响

在黄河泥沙高质量浓度悬浊液中投加阳离子高分子聚合物,采用沉降技术与图像分析技术,探讨了聚合物的架桥絮凝机理以及不同质量浓度聚合物下架桥絮体粒径发展变化趋势,利用分形特性表征参数“分维”定量分析了不同质量浓度对絮体分形结构的影响,得出:①阳离子聚合物对泥沙颗粒的絮凝作用以架桥絮凝机理为主,电性中和机理为辅;②不同高分子质量浓度下泥沙架桥絮体粒径分布均呈广义的正态分布,不同絮凝阶段絮体存在3个粒径分布区域;③高分子质量浓度存在一个最佳值.合适浓度下的高分子架桥絮体结构密实、沉速快,静沉实验中上清液余浊低,分维值高,絮凝效果好.     

含沙量测量的新进展

在参阅大量文献的基础上,综述了含沙量测量的新进展,并提出了一种可同时测粒径及含沙量的新方法———激光法,旨在对今后的研究提供帮助     

Atmospheric correction of CBERS CCD images with MODIS data

China Brazil Earth Resource Satellite (CBERS) CCD images have much potential for inland water environmental monitoring. However, their atmospheric accuracy correction can affect their quantitative applications. This paper contains an atmospheric correction algorithm for CBERS CCD images with MODIS data from the same day, the use of which improves the atmospheric correction algorithm of ocean color remote sensing developed by Gordon (1993, 1994) and makes it applicable to inland waters. The improved algorithm retrieves atmospheric parameters from MODIS data and uses them to perform the atmospheric correction of CBERS CCD images. Experimental results show that the atmospheric correction algorithm of CBERS CCD images assisted by MODIS data is reliable. Furthermore, MODIS data can be freely obtained on a daily basis, making the algorithm developed in this paper useful for environmental monitoring of inland waters.     

地表水水质监测指标体系现状综述

我国水资源状况越来越严峻,可利用地表水量越来越少,为改善这一状况,加强地表水水质安全监测已刻不容缓.结合我国地表水水质安全现状,对我国地表水水质安全的监测方法、技术、指标等方面进行了系统的归纳与分析,并在此基础上参考国外的地表水水质监测的相关研究,展望我国在水质安全监测的技术提升和指标选取的合理化.     

悬沙矿物组分对盐度测量的影响

选用石英砂、高岭土及两者的混合物模拟悬沙矿物,利用温盐深剖面仪CTD75M测定不同初始盐度和悬沙浓度下的水体盐度. 试验结果表明,测量盐度随初始盐度的减小、悬沙浓度的增大以及矿物组分密度的减小而减小. 运用有效介质渗透模型和Maxwell电导率模型分析含沙盐水的电导率;试验数据与电导率理论公式拟合良好,显示悬沙所占体积是影响相对电导率的主要因素. 对已有文献的试验数据进行分析,结果表明：基于悬沙浓度的经验盐度修正公式在悬沙密度不同的沿海海域并不适用,具有区域局限性. 为此提出基于悬沙体积分数的理论盐度修正公式,提高公式的适用范围.     

悬移质含沙量沿垂线分布的探讨

基于前人的研究 ,由扩散方程推导出悬移质含沙量沿垂线分布式 ,其中的流速分布采用椭圆流速分布 .在处理泥沙传递系数和动量传递系数时 ,考虑到泥沙颗粒不可能随同水体的脉动作同步运动 ,引进一比例系数 .同时 ,在此含沙量沿分布式的基础上 ,推导出了悬移质单宽输沙率公式 .采用多组实测资料 ,对两式进行了验证 ,并与已有的公式进行对比 ,认为两式具有一定可靠性 .     

基于长时序Landsat影像的东湖水体悬浮物浓度分析

利用1973-2018年共48景Landsat卫星影像,基于同期Landsat影像建立了东湖悬浮物(total suspended solids, TSS)反演模型,分析得到了东湖TSS的长时序变化趋势.结果显示,在1973-1998年间,东湖TSS浓度先上升,在1998年前后达到最高值,而后缓慢下降,自2010年起趋于稳定.这说明武汉市的湖泊保护与治理措施发挥了显著的作用.研究还发现,相比雨季数据,旱季数据反演结果波动性较小.     

悬移质泥沙级配沿垂线分布公式探求

以维利坎诺夫含沙量分布公式为据,从理论上导出其相应的悬沙级配Ｐｉ分布式,且给出Ｐｉ／Ｐ０ｉ、Ｐｉ／Ｐｉｐｊ及Ｐｉ／ＰｉｐｊＱ三种表达形式．悬沙级配沿垂线分布概念的产生及其理论公式的导出,有助于深化悬移质运动机理的认识,以及对实测悬沙级配误差的修正     

高含砂量水沉降特性的试验研究

在对柳河高含砂量水静水自然沉淀,静水混凝沉淀试验研究基础上,提出该类水的基本沉淀降特性,并通过动力沉淀试验加以验证,为进行该类水处理提供依据。