水体pH值对蓝藻水华生消的影响

蓝藻是河湖水华中常见优势种群,其生命活动、物质代谢与水体pH值密切相关,针对该问题,利用物理模型研究pH值对蓝藻水华生消的影响.结果表明:水体pH值与水华生消密切相关,当营养物质及其他条件适宜时,pH值为8左右可促进水华发生;当pH值不利于藻类生长,藻类的自适应性使其可通过一系列生理生化反应调节水体pH值趋向适宜生长的偏碱性范围.在试验研究阶段,不同处理组水体总磷含量均急剧降低,且与叶绿素a之间存在较好的相关性;水温变化较小,水体溶解氧与叶绿素a含量变化趋势一致,电导率受调节pH值所用盐类的影响.     

铜绿微囊藻初始接种量对藻类生长的影响探讨

以铜绿微囊藻为供试藻种进行实验室培养试验,结果表明,蓝藻生长经过延滞期、对数期到稳定期直至衰退期,持续时间很长,符合野外湖库水华的特征;不同接种量对水华产生的影响不大,接种量越小暴发水华的时间相对越短.水华发生机制复杂,充分利用冬季光照强度弱、温度低以及控制碳的供给是防止水华暴发的较好措施.     

再生水回用中氮磷对两种典型水华藻类生长影响研究

根据相关标准,试验选取了不同的氮磷浓度值,对蓝藻水华常见的铜绿微囊藻和绿藻水华常见的小球藻分别进行了单独培养以及两者的竞争试验.结果表明,铜绿微囊藻生长的最适氮磷浓度分别为15 mg/L、0.3～0.5 mg/L,小球藻生长的最适氮磷浓度分别为15 mg/L、0.1～0.5 mg/L;在氮磷比为15、30、50、150的试验条件下,竞争试验中的优势藻均为小球藻.建议以再生水为补水水源的景观水体中,再生水的氮磷浓度分别控制为:总氮≥15 mg/L、磷≤0.1 mg/L、氮磷比为150以上,能有效地抑制铜绿微囊藻生长.     

微囊藻水华暴发的水动力机理与模拟研究进展

微囊藻水华暴发会加剧水质恶化,影响用水安全,破坏水生态系统平衡,威胁人类健康,是全球普遍面临的水生态灾害之一。微囊藻水华暴发的水动力机理与模拟是开展相关水华防治的关键,是当前环境与生态水力学研究的前沿热点与难点。本文对国内外微囊藻水华暴发的水动力机理与模拟研究工作进行了梳理,包括:归纳了微囊藻自主迁移的生物学机制;总结了静水环境下微囊藻个体与群体的垂向迁移机制;梳理了风生流、异重流等典型流态下微囊藻聚集的水动力机理;从粒子模型与连续介质模型角度,阐述了微囊藻迁移分布模拟方法以及应用;凝练了微囊藻水华暴发水动力机理与模拟研究领域未来需要解决的若干关键问题。     

水动力条件对藻华的影响

水动力条件在湖泊富营养化及藻华爆发的过程中起着决定性的作用.研究了水动力条件对藻类生长的影响,从而找出控制藻类生长的关键因素和相关参数.对于防治藻华具有重要意义.     

壅水条件下水流阻力试验研究

壅水条件下的水流阻力及输沙特性,在水利工程的应用中占有十分重要的位置。对壅水条件下河道开展概化水槽试验,采用声学多普勒测速仪ADV对水流流速进行了测量,并对壅水条件下水流阻力和床面切应力等进行了分析。结果表明壅水条件下,水流流速沿垂线分布较均匀流条件下更加均匀,当壅水程度越大时,水流流速沿垂线分布越均匀,且流速分布大致上仍服从对数率分布;壅水条件下,随着水深的增大,摩阻流速不断减小;壅水条件下河道水流阻力系数随着非均匀系数及水力半径的增大而增大;引入壅水程度指标,并拟合得到了床面切应力随壅水程度指标的变化关系式。成果可为壅水条件下水流结构特征及输沙规律的研究提供参考。     

不同水动力条件下的河流硅藻群落分布机理研究

水体生物种群指标与河流水动力参数之间的关系是水生态的重要研究课题之一。在西江水系柳江河流共设置31个硅藻采样点,来探究表层沉积硅藻在不同水动力条件下的群落结构,着重研究了硅藻与水深、流速和流量等水文变量间的关系。在研究区域共发现硅藻2纲38属264种,通过层状图和排序分析,流速是影响硅藻群落分布最主要的水动力条件,其次才是雷诺数。雷诺数的大小和浮游种类丰度关系紧密,但雷诺数对硅藻种类的影响还有不确定因数。直链藻和小环藻等浮游种类在大江中比小溪中较易出现,同时人工修建的大坝通过改变水动力条件,对藻类的分布产生影响,尤其在水库下游等较极端的湍流条件下,桥弯藻和脆杆藻的丰度明显地增长。     

水垫塘的水流特征和消能规律研究

结合乌江构皮滩水利枢纽工程消能问题研究 ,用热膜流速仪在比尺为 1∶380的精细模型上量测了拱坝挑跌流在水垫塘内的流速场 ,并由试验成果分析了淹没射流在水垫塘内的消能过程 ,计算了消能率。研究表明 ,要想提高水垫塘的消能效率 ,就必须设法增大强紊动剪切层区的范围     

水垫塘的水流特征和消能规律研究

 结合乌江构皮滩水利枢纽工程消能问题研究,用热膜流速仪在比尺为1∶380的精细模型上量 测了拱坝挑跌流在水垫塘内的流速场,并由试验成果分析了淹没射流在水垫塘内的消能过程, 计算了消能率。研究表明,要想提高水垫塘的消能效率,就必须设法增大强紊动剪切层区的范 围。      

水垫消能的水力计算问题讨论

文中回顾了水垫消能的流态及相应的计算方法,水舌在水下的扩散,流速分布、动水压强分布及允许动水压力的研究成果,列出了水力参数的计算方法,可供设计参考。     

U形弯道水流试验及其数值模拟

弯道水流运动是河流动力学研究的基本问题之一,长期以来,其复杂的三维水流结构一直是研究者关注的重点。弯道水流在重力及离心力的共同作用下,形成弯道螺旋流,与顺直河道相比,具有特有的运动特性,主要表现在产生水面横比降、横向环流、流速重分布等方面。用声速多普勒流速仪（ ADV ）,对室内 U 形弯道水流结构进行了详细的测量,分析表明弯道环流出现了较为明显的双涡二次流变化过程。此外,试验验证结果表明雷诺应力模型（ RSM ）能较好地模拟弯道环流双涡二次变化过程,为深入分析弯道水流特性及其对泥沙运动、河床演变等影响问题提供了科学方法。     

不对称水流的数值模拟与试验研究

在现有研究成果的基础上，对闸站平面不对称布置枢纽上下游水流流场的数值模拟方法进行了探讨。采用水深平均的二维水流方程可以较好地复演枢纽上游断面突缩和下游断面突扩的流速场。能贴合工程实际需要，并通过对概化模型的数值计算和物模验证，运用正交实验理论，通过量纲分析，得到处理闸站结合处导流墙的经验公式。     

深卸荷成因机理物理模拟试验相似材料研究

某工程边坡深卸荷形成机理的物理模拟试验要求模型材料的重度与原型一致,强度是原型的0.002倍。该材料具有相对较高重度、低强度的特征。如何研制和试配出该特性的相似材料是物理模拟试验成败的关键环节。从材料选择、模具设计、试样制作、配合比试验等方面系统开展了模型相似材料的试验研究,最终获得满足试验要求的材料组成、配比及工艺。该材料由铁粉、重晶石粉、石英砂、松香酒精溶液按规定配比均匀拌合击实而成。材料物理力学参数可调整的范围较大,对于类似研究可通过调整组成材料的含量而达到相应的目标参数。因此,研究不仅为该物理模拟试验提供了技术保证,而且可对类似研究提供借鉴和参考。     

明渠均匀流的摩阻流速及流速分布

在水槽系统上对明渠恒定均匀流进行了系列实验，利用实测流速资料，对明渠均匀流摩阻流速的各种方法（雷诺应力法、对数流速分布法、阻力平衡法等）的计算结果进行了对比，并分析了流速分布。结果表明：（1）利用阻力平衡法计算摩阻流速时应考虑边壁影响；（2）包含尾流函数的对数-尾流公式比单一对数公式可以更好的符合实测数据。用单一对数公式描述垂线流速分布时，应采用较小的Karman常数；（3）现有大量明渠均匀流实测资料中，用常用的Karman常数（x=0．4）时单一对数公式仍可以较好的表示全水深流速分布是因为采用了较大的摩阻流速。     

温度和光强对4种常见水华藻叶绿素荧光特性的影响

为探寻藻类水华暴发的机理,实现水华的预测预警和防治,深入研究藻类的生理生态学特性十分重要。以4种常见水华藻类(汉斯冠盘藻、小环藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻)为研究对象,应用叶绿素荧光技术研究了不同温度梯度和光照强度对4种常见水华藻类叶绿素荧光特性的影响。研究结果显示汉斯冠盘藻对低温有良好的适应性,高温易造成热胁迫,其适宜的生长温度为3~22 ℃;在3~22 ℃条件下,随着光强的增强,其电子传递速率显著增加,表明其具有强的光保护能力和光能利用效率;铜绿微囊藻对高温有着较好的适应性,适宜温度为15~30 ℃,10 ℃以下会受到低温胁迫,光能利用效率随温度上升而升高;小环藻表现出对高温的适应性,3~10 ℃低温导致生长迟滞;相比而言,斜生栅藻对温度的适应范围更广,在22~30 ℃条件下,斜生栅藻具有更高的光能利用效率和光量子产量。研究结果显示了不同藻类生理生态学特性的差异,为水华的预测预警和治理提供参考。     

基于CFD的管道漏损模拟检测与评估研究

为研究管道漏损对供水管道中水力要素变化的影响,基于计算流体动力学（CFD）方法模拟分析了有、无漏损点和不同漏损点尺寸下供水管道内部水流流动及流场变化过程。以1^#管道模拟结果为例,t=4 s时,无漏损管道拟设漏损点附近流速为0.16 m/s,压力为0.015 kPa;漏损管道漏损点附近流速峰值为0.32 m/s,压力峰值为0.068 kPa。管道整体结果表明1,管道无泄漏时,拟设漏损点附近管段内压力和流速波动较小;因泄漏,漏损管道漏损点附近管段内压力和流速出现峰值,且由沿程变化曲线可得,漏损点下游管段内压力和流速大小明显低于无漏损管道。不同模拟条件下漏损点所在管道内流速和压力具有相似的数值变化规律,但压力比流速变化更剧烈。漏损点尺寸大小与管道内流速和压力的数值变化成反比。本研究对供水管道漏损监测方案制定及监测设备布局优化具有重要的参考价值。     

河湖淤泥絮凝沉降特性试验研究

絮凝沉降性能是河湖疏浚淤泥资源化处理中重要且未完善的研究课题。以武汉沙湖、官桥湖及南湖3种淤泥为研究对象,通过沉降筒试验,利用清浑交界面沉降速度和上清液浊度研究了粒径分布、初始含沙量及高分子聚合物对河湖淤泥絮凝沉降特性的影响规律,并探讨了沉降筒尺寸对试验结果的影响。试验结果表明:河湖淤泥粒径越小,淤泥絮凝沉降越慢,上清液浊度越小;随初始含沙量的增加,河湖淤泥整体沉降速度变小,但当初始含沙量增加到一定值后,初始含沙量的影响作用开始变弱;高分子聚合物会促进河湖淤泥絮凝沉降;沉降筒尺寸虽然对试验结果略有影响,但对于分析河湖淤泥絮凝沉降特性无较大影响。研究河湖淤泥絮凝沉降特性对于河湖通航、蓄洪、水质修复、疏浚淤泥的处理均有重要意义。     

阶梯溢流面流速系数的试验研究

基于模型试验，研究了阶梯溢流面的流速系数。影响流速系数的主要因素为单宽流量q、阶梯的高度h和溢流面的高度P。定义了一个无量纲参数－跌落数Dr=q/√gd。研究了阶梯面坡度l/d对流速系数的影响。给出了经验计算公式。     

壳聚糖改性黏土作用下湖泛致黑悬浮物的沉降特性研究

为了探讨湖泛致黑物质在壳聚糖改性黏土作用下的絮凝沉降以及再悬浮的规律,利用柱状水槽再悬浮发生模拟装置,选取壳聚糖改性黏土(1 g/L硅藻土+0.2 g/L壳聚糖)作为絮凝剂,进行了风浪扰动作用下太湖湖泛的絮凝及再悬浮过程的室内模拟试验。结果表明:当模拟流速产生的切应力超过0.042 N/m~2时,低浊度组中的黏土絮体产生了明显的再悬浮现象;当流速产生的切应力超过0.109 N/m~2时,高浊度组发生再悬浮。对比太湖不同风速所产生的切应力,发现4 m/s以下的太湖风情产生的湖流切应力不会使黏土絮体发生再悬浮。研究旨在为太湖湖泛的应急处置提供参考。