超声衰减谱法测量泥沙粒度分布

利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法,获得了体积浓度4.5%,12.4%,15.8%下泥沙的颗粒粒度分布。结果表明,超声衰减谱法能在体积浓度直至15.8%的高浓度条件下获得泥沙颗粒粒度分布,并且测量得到的平均粒度受浓度变化影响较小。将超声法测量结果与光学图像法测量结果相比较,两种测量方法得到的结果较为吻合。     

激光粒度仪在江西河流泥沙颗粒分析中的应用

江西省自1967年陆续开展悬移质泥沙颗粒级配分析工作以来,河流、湖泊的颗粒分析方法为沉降法中的粒径计法,该方法工作步骤繁多、时效性较差、重复性不好,且其分析范围有限,已达不到水利部关于颗粒分析精度的新要求.激光粒度分析仪(马尔文MS2000型)具有速度快、精度高、成果质量佳、稳定可靠、误差小的特点,能满足颗粒分析及资料整编的精度要求,能较好地适用于本省河流颗粒分析工作,大幅提高成果的精度,极大地减轻劳动强度,节省工作时间.本文主要介绍激光粒度仪在江西省部分河流颗分站的使用、比测及分析情况.     

应用马尔文MS2000激光粒度分析仪分析河流泥沙颗粒

水位、流量、泥沙测验和分析,是水文工作的3大基本要素。当前,水位、流量的测验,通过引进新的设备,已取得一定的成效,但河流泥沙颗粒的测验,依然应用传统的方法。自引进了MS2000激光粒度分析仪后,泥沙颗粒的测验和分析手段得到了质的飞跃,在此,就MS2000激光粒度分析仪的特性及实际应用进行分析和介绍。     

激光粒度仪分析黄河泥沙粒度初步试验

泥沙粒径是进行泥沙研究的重要参数。本次研究选用英国马尔公司生产的激光精度分析仪，对黄河中、下游部分站粗、中、细沙样进行了初步试验分析，分析结果表明：该仪器测定泥沙颗粒级配的准确性，重复性较好；采用超声分散不会破坏泥沙颗粒的原形，测试泥沙粒径范围宽，下限可延伸到纳米级，从而为激光粒度仪在黄河上的应用提供了广阔前景。     

激光粒度分析仪在舟山邻近海域泥沙研究中的应用

对马尔文MS2000型激光粒度分析仪的工作原理进行描述,并阐述了样品的前处理及测量过程,通过对测量参数及光学参数的优化,得到最佳测试条件。通过对测量结果的分析,得出结论：舟山西寨岛附近海域泥沙颗粒比较集中;该区域的粒级组成主要以粉砂为主,黏土含量次之,砂质含量较少。     

河流泥沙研究进展

泥沙研究主要是认识水流中的泥沙运动规律、河床演变规律,进而解决水利工程中的泥沙问题。泥沙学科体系始建于20世纪,侧重河流泥沙研究。河流泥沙运动力学基本理论包括：泥沙的沉降特性、泥沙的起动特性、悬移质运动规律、推移质运动规律、水流挟沙力、非平衡输沙、泥沙运动统计理论、异重流运动理论、波流作用下的泥沙运动理论等。在长期的治河实践中,我国的泥沙科学发展迅速,主要进展包括：泥沙运动力学基本理论,高含沙水流的运动机理与理论,河流模拟的理论与技术,水库泥沙的对策与管理,河道演变规律的认识及治河工程技术等。本文对河流泥沙研究的主要进展进行简要综述。     

MS2000激光粒度分析仪在泥沙研究中的应用浅述

激光衍射法是目前较为先进并被广泛应用的粒度测定方法.马尔文Mastersizer 2000激光粒度分析仪基于完全的米氏光散射理论,以其卓越的性能在各领域得到广泛的应用.总结了粒度测量基本方法的优缺点.并阐述了MS2000激光粒度分析仪在不同流域泥沙颗粒分析研究中的应用.     

河流泥沙颗粒特性对磨损影响的研究

泥沙的颗粒特性是影响泥沙磨损的重要因素之一．结合近年来有关泥沙磨损特性规律的研究，对黄河沙、长江沙、蒲石河沙和石英砂的颗粒特性、磨损特性及相互关系进行了初步探讨．对各种试验结果进行对比分析表明：（1）黄河沙、长江沙和270目石英砂3种沙粒的磨损能力差异显著，在试验流速范围内，若将石英砂的磨损能力取为1．0，则黄河沙和长江沙的磨损能力相对值（即相对于270目石英砂磨损能力的比值）分别近似为37％和28％，远小于两种河沙中的硬颗粒含量，接近或小于河沙中的石英含量；（2）由于沙粒形状对磨损的影响，几种河沙中所含石英的磨损能力小于等量的270目石英砂的磨损能力．     

新型在线泥沙粒度与含沙量测控系统设计

为了实现河工模型试验中泥沙粒度级配的在线实时测量与含沙量控制,设计了新型在线泥沙粒度与含沙量自动测量控制系统。采用了在线湿法超声波粒度分析仪（OUPS）,并结合新型潜水排污泵等先进辅助设备,构成了两种泥沙自动控制系统,即“OPUS及循环管道含沙量自动控制系统”和“OPUS及螺杆泵含沙量自动控制系统”。简要介绍了在线超声波粒度分析仪的测量原理与性能,以及自动测量控制系统的测控原理与设计要点,为河工模型提供了先进的泥沙颗粒分析与含沙量自动量测控制试验平台。     

沂河河流泥沙变化浅析

1 缘由 泥沙运移是河流中重要的水文现象,它对于河流的变迁有重大的影响.水流中含沙量大于挟沙能力时,河道就会发生淤积现象,使河床逐年抬高,给防汛带来不利影响;反之,就会发生冲刷现象,降低河床,可能造成引水建筑物引不到水等现象.另外,河流泥沙也直接反应水土流失情况.     

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。     

改进颗粒平均粒径计算方法的讨论

目前常用的平均粒径计算方法仅以颗粒重量为权重，不能表示粗细颗粒在流体中的不同作用，且计算时必须采用Φ粒径，存在着某些不足。文中提出了新的计算方法，即等体积等面积粒径计算法，这种平均粒径具有与颗粒等体积与等面积的物理特性，它更全面更综合地表达了泥沙颗粒的特性。     

黄河下游高含沙洪水不同粒径泥沙的输移特性

本文根据黄河下游高含沙洪水的实测资料，论述了高含沙洪水中各级粒径泥沙的输移及冲淤调整特性，指出在高含沙洪水通过下游河道，特别是高村以上游荡性河段时，在产生严重淤积的同时，悬沙沿程细化，至艾山以下河段的含沙量虽有时仍高，但已不是三门峡下泄的“原汁”泥沙组成。     

水电站沉沙池泥沙最小危害粒径选择分析

针对泥沙最小危害粒径选择十分复杂、目前尚未取得突破性进展、许多问题还有待深入研究的现状,首先对影响水轮机磨损的主要因素进行全面系统分析,说明目前国内泥沙最小危害粒径选择方法不够准确。在补充设计水头、水中泥沙含量、水流相对流速等水沙因子综合因素修正基础上,通过不同泥沙最小危害粒径的沉沙池投资和水轮机磨损维修费分析,进行泥沙最小危害粒径选择,并将此方法在麻子河一级水电站应用。结果表明:泥沙最小危害粒径越小沉沙池投资越大,水轮机磨损维修费越小,当泥沙最小危害粒径0.25 mm时,沉沙池投资与水轮机磨损维修费合计费用最少,因此沉沙池泥沙最小危害粒径选择0.25 mm合理的,充补水沙因子综合因素修正选择泥沙最小危害粒径方法是可行的。     

图像处理技术在泥沙粒径分析中的应用

基于数字图像处理技术的泥沙粒径分析是近年发展起来的一种新方法。传统分水岭分割方法直接作用于梯度图像,受图像噪声、目标的细小边缘及纹理等因素影响,测量精度会相对降低。通过标记重构和区域合并对传统分水岭分割法进行优化,提出改进算法。基于实测数据,围绕数字图像处理相关技术,借鉴其他领域图像分析设备和方法,以数码单反相机和Image J2x图像处理软件为基础,建立一套泥沙图像粒径分析系统。采用图像法、机械筛分法和激光分析法分别对同一批沙样进行粒径测定。对测定结果进行的分析表明数字图像处理技术可较好地用于泥沙粒径分析。     

入流泥沙粒径组成对弱分层水体异重流及挟沙特性的影响

利用水槽设计水库分层水体模型试验,研究温度弱分层水体中不同入流泥沙粒径组成时异重流及其泥沙运动的特性。选用颗粒粒径0.01 mm、0.02 mm、0.05 mm的泥沙,开展了不同入流泥沙粒径组成条件下的异重流试验研究。在水温弱分层水库水体中,分析入流泥沙粒径组成的变化对分离点水深和间层流厚度的影响规律;不同泥沙粒径组成下,分析异重流在水库断面的泥沙浓度、较深的水域挟沙量变化规律;研究了泥沙沉淀量和悬浮量与入流泥沙粒径组成的关系。研究结果表明:在弱分层条件下,维持入流泥沙浓度3.75 g/L、入流速度0.005 m/s不变,异重流在水库中泥沙沉淀比例为29%~38%,泥沙在水库中的悬浮比例为46%~60%;粒径组成变化导致分离点深度和间层流厚度不同,颗粒粒径越大,分离点深度越深,间层流厚度越厚;异重流挟沙能力弱,水库淤积更严重,泥沙也会造成水库水浑浊;入库泥沙粒径越小,水库悬浮的泥沙浓度越大,水库的内源污染越大;当入库泥沙粒径较小时,宜在水库深水区取水,可减少水处理费用。研究成果可为水库取水、调水调沙提供参考。     

多沙河流水库自适应控制运用

在对现有水库运用模式进行比较分析的基础上,提出了多沙河流水库自适应控制运用的概念,建立了相应的运用模式。该运用模式不仅基于历史的水沙条件,而且兼顾了当前的来水来沙条件、水库地形条件、水库泄流能力、水库的功能等方面的综合影响,并通过多目标优化方法确定坝前运行水位和下泄流量,较现有的运用模式更能体现实际变化规律。为检验该模式的合理性,通过河工模型进行了不同运用方案的排沙试验,并进行了数学模型计算,其结果表明,水库的排沙主要集中于洪峰,水库在运用过程中若能在峰期合理控制,则可以达到既能大量排沙又能增大蓄水的目标,论证了本文建立的水库的自适应控制运用模式的合理性和可行性。