黄河口泥沙的治理实践与评价

基于1855年以来黄河口的来沙量及其不同时期河口泥沙的输移分布特征,从入海流路、防洪安全、下游河道淤积和航道建设等4个方面对黄河口泥沙的灾害效应进行了论证分析。在总结黄河口泥沙治理历史的基础上,从防洪工程体系建设、强化河口河段泄洪排沙能力、减少河口来沙等3个方面对20世纪70年代中期以来黄河口所采取的泥沙处理对策进行了概括总结。结合国内外相关典型河口泥沙的治理经验和发展态势,从水沙关系调控、入海流路格局优化、利用海洋动力输沙和泥沙资源化利用等方面提出了今后黄河口泥沙的治理方向和主要策略。

浑源抽水蓄能电站下水库拦排沙系统防沙效果的试验研究

设置拦排沙系统是缓解抽水蓄能电站泥沙问题的有效方法之一。为验证浑源抽水蓄能电站下水库拦排沙系统的防沙效果,建立了浑源抽水蓄能电站下水库泥沙物理模型,进行了不同频率洪水入库试验。通过比较有、无拦排沙系统的输沙量及悬沙特性,论证了拦排沙系统的拦沙效果,并分析了影响拦沙效果的主要因素。结果表明:不建拦沙坝情况,进入下水库的泥沙直接相关于上游水沙条件,其相关系数大于0.8;修建拦排沙系统后,进入下库沙量明显减少、悬沙粒径细化,拦沙效果与拦沙库淤积情况的相关系数均大于0.7,拦沙库的淤积情况是拦沙效果的主要影响因素,而上游水沙条件的影响较小。

零距离暗挖下穿既有车站控沉效果研究

研究目的:新建地铁车站换乘节点的施工不可避免地会对既有线的运营造成影响。本文通过列举新建车站零距离暗挖下穿既有线的案例,通过数值模拟,对比不同方案下的沉降影响分析,从而得出可靠的设计施工方案。研究结论:(1)按常规设计方案,先施工既有车站结构两侧主体结构,并在衔接处预留后浇带,暗挖完成后再进行后浇带施工,通过数值分析可以发现,下穿段施工过程中,对既有车站结构竖向变形影响相对显著,既有车站道床隆起,车站底板发生不均匀沉降,最大沉降值约2.1 mm,超过规范预警值,存在一定的安全风险;(2)针对传统连接做法,提出了零距离下穿既有车站暗挖施工托举法施工理念,直接将新建结构与既有结构连成整体,从而形成暗挖段施工过程的新建结构对既有结构的托举体系,通过数值分析,托举法施工结束后,既有车站道床沉降可减小50%,控沉效果显著;(3)本研究成果可为新建工程暗挖下穿既有工程提供指导。

温升作用对深海沉积物静力特性及临界循环应力比的影响研究

针对取自中国南海西部海槽的深海黏土质沉积物,在不排水升温条件下开展了重塑试样的静动力学试验。探讨了温升作用对土体的不排水抗剪强度、孔压发展规律及临界循环应力比的影响。基于Yao的理论框架给出了不排水升温导致超孔压的表达式,讨论了不同温度条件下土体的不排水抗剪强度与临界循环应力比的关系。试验结果表明,不排水升温产生的超孔压导致土体的有效应力降低,削弱了土体的不排水抗剪强度,使土体展现出了拟似超固结土的力学特性;对于分级加载的循环剪切工况,累积应变的发展速度随温度的提高显著增加,但在剪切初期,温升作用抑制了累积孔压的发展,甚至导致负累积孔压的产生。以归一化累积孔压产生的分化标准作为判定门槛循环应力比的方法不能很好地适用于具有超固结特性的土体。建议综合考虑累积变形及孔压的发展规律讨论土体的界限循环应力比。整体来看,随着温度的升高土体的抗剪强度及临界循环应力比显著降低,在工程中应当引起充分重视。

黄河中游韭园沟流域坝系发展过程及拦沙作用分析

韭园沟流域从１９５３年开始坝系建设，大致经过试验示范、发展、改建和充实提高４ 个阶段，建成坝库２６３ 座，淤地２８２ ｈｍ ２，拦泥２ ００８．５ 万ｍ ３。通过实测降雨、径流、输沙资料及不同流域对比分析表明，流域沟道坝系拦泥作用十分显著，目前沟道坝系年均减沙效益为７８．６％ ，流域输沙模数由治理前的１．８ 万ｔ／ｋｍ ２ 降到目前的２ ０６０ ｔ／ｋｍ ２，洪水泥沙基本得到控制，坝系接近相对稳定。

滇池水生植物分布对沉积物间隙水中不同形态氮的影响

为揭示水生植物分布对滇池沉积物间隙水中各形态氮质量浓度的影响,于2015年6月在滇池分别采集有植物区域和无植物区域的沉积物柱状样,检测间隙水及上覆水中DTN(溶解性总氮)、NH4+-N、NO3--N和DON(溶解性有机氮)的质量浓度,分析其垂向变化特征以及水生植物对间隙水中各形态氮的释放控制效果.结果表明:1水生植物改变了柱状沉积物间隙水中不同形态氮的分布规律,并且这种改变随湖区不同而表现不尽一致;2水生植物显著降低了沉积物间隙水中DON的贡献率,有植物分布区域ρ(DON)对ρ(DTN)的平均贡献率为41.05%,无植物区域可达58.48%;3水生植物显著抑制了沉积物中无机氮的释放,促进了DON的转化,同一采样点有植物区域NH_4^+-N和NO_3^--N的沉积物-水界面扩散通量分别比无植物区域平均降低了87.52%和91.99%;4水生植物生长显著削减了沉积物间隙水中氮的质量浓度,其中ρ(DON)的削减率达到了53.27%~80.42%.研究显示,水生植物根系作为微生物和多种活性酶的主要载体,为沉积物有机氮的矿化降解起到了促进作用.

纸坊沟流域水土流失综合治理减沙效益评价

根据纸坊沟流域土壤侵蚀制图和多年径流泥沙观测资料 ,在阐明该流域土壤侵蚀特征的基础上 ,对比分析了“六五”、“七五”、“八五”和“九五”各治理期间流域输沙量的变化 ,重点定量评价了‘八五’和‘九五’期间降雨衰减影响和综合治理影响在流域输沙量减少中的作用。降雨衰减影响占 1 3;而综合治理影响占 2 3。

引黄工程沉沙调控方案阻沙效果研究

调控泥沙沉积在沉沙池的合理位置,有效降低清淤难度与成本,是保障引黄工程输水能力与经济高效运行急需解决的关键问题。以引黄济青工程为研究对象,基于MIKE21模型建立引黄济青渠首输水渠道与沉沙池的二维水沙数值模型,模拟多种典型流量下泥沙的输移与动态变化过程,提出3种泥沙沉积调控方案,模拟分析各种调控方案的阻沙效果。结果表明:二维水沙数值模型能较好地模拟调控前后沉沙池的水沙输移状况;调控方案阻沙效果明显,淤积功能区的沉积量可增加10%,并可缩短沉沙长度、降低清淤成本。

柿庄北3~#煤煤层气富集主控因素

基于沁水盆地柿庄北区块3~#煤煤层气井测井、钻井地质资料和实验测试数据,查明了区块3#煤煤层含气量分布特征。探讨了煤层埋深、沉积作用、地质构造作用和水动力条件耦合作用对煤层气富集的控制影响。

植保无人机对水稻病虫害防治条件与防效的研究

为了探索植保无人机对水稻病虫害防治条件和防治效果,研究了植保无人机飞行高度、飞行速度、飞防助剂等条件对农药雾滴特性的影响,同时研究了两种不同施药方式对水稻纹枯病、稻曲病、螟虫防效的影响。结果表明,在植保无人机飞行高度距离水稻冠层2 m、飞行速度3 m·s^(-1)时,雾滴沉降密度(22.3个·cm^(-2))最大,雾滴在水稻冠层不同部位的沉降密度存在差异:上部>中部>下部;添加飞防助剂药液湿润面积增加76.4%,雾滴中直径、覆盖率由未添加助剂前256.3μm、5.56%增加至327.5μm、9.82%,雾滴密度由未添加助剂前20.3个·cm^(-2)降低至16.4个·cm^(-2)。在水稻孕穗期,相同药剂配方条件下,植保无人机喷施化学药剂和生物药剂对水稻纹枯病的防治效果分别为86.20%、83.20%,显著优于传统人工电动喷雾器喷洒防治效果;而对稻曲病的防治效果分别为86.51%、84.01%,对螟虫的防治效果分别为89.32%、81.47%,两种喷药方式的防治效果无显著差异。研究结果表明,植保无人机在最适飞行高度、飞行速度和添加飞防助剂等条件下,对水稻病虫害防治效果显著,具有大面积推广应用价值。

双堤环抱式港口不同防沙堤长度减淤效果研究

参照黄骅港防沙堤布置形式,通过双堤环抱式港口不同防沙堤长度下内、外航道的年淤积计算结果,对双堤环抱式港口不同防沙堤长度减淤效果进行研究,得出不同防沙堤长度减淤效果。可为其他相似港口建设提供了参考。

新疆阜康白杨河矿区煤层气成藏条件及控藏效应

通过对矿区地质条件的研究,分析了沉积作用、构造动力条件、变质作用、煤层自燃及水文地质条件对矿区煤层气富集成藏的控制与影响。沉积作用、构造动力条件为煤层气藏的形成创造了较好的生气层、储集层和盖层;构造活动对储层破坏程度较小,并进一步改善了储层的渗透性能;在煤变质初期阶段及受煤层自燃的影响,煤层生气量大;矿区水动力条件较差,不利于煤层气运移与扩散,使得煤层气富集成藏。

水+沉积物体系中甲烷水合物的填充率

为了解甲烷水合物在沉积物中的储存规律 ,利用高压水合物合成装置 ,对水 +沉积物系统中甲烷水合物在沉积物中充填率进行了测试 ,研究了不同初始生成压力 ,不同初始生成温度和不同沉积物孔径对甲烷水合物在沉积物中充填率的作用和规律。研究结果表明 ,初始生成温度不变 ,随初始生成压力的增加 ,甲烷水合物在沉积物孔隙中的充填率增加 ;初始生成压力保持不变 ,初始生成温度的降低会增加甲烷水合物的生成数量及其充填率 ;随着孔径及孔隙度的加大 ,甲烷水合物在多孔介质中的生成数量及充填率明显变大。因此 ,初始生成压力、温度和沉积物孔隙度对甲烷水合物生成量和填充率具有一定的控制作用 ,其中初始生成压力和沉积物孔隙度的影响比较明显 ,而初始生成温度影响较小。

林草措施调控坡面降雨径流输沙效应的初步研究

利用人工模拟降雨小区试验,分析了林地和草地2种生物措施在不同坡度、不同雨强下的径流调控和产沙机制。结果表明,产流时间和降雨强度之间存在幂函数关系,与单宽输沙率之间存在线性关系,单宽输沙率与单宽流量之间亦存在线性关系。并对2种措施的调控效应进行比较,草地措施的产流、产沙调控效应均优于林地措施。

明渠岸边侧向取水的“取水角效应”研究

从理论分析、水槽试验和数值模拟计算等多方面、多角度，对明渠岸边侧向取水的“取水角效应”进行了定量研究。“取水角效应”指取水角度的改变对取水门附近水流结构的影响。研究结果表明，取水角度的大小对取水口近区水域的水流结构影响非常显著。在30°～90°的范围内，取水角度越小，口门断面处的流速分布越均匀，口门上游主槽内的相对分流宽度越小，分槽断面内的净进流宽度越大，取水近区的流线越为平顺，取水口的取水防沙条件越好。

多旋翼植保无人机棉花飞防作业效果

【目的】研究植保无人机喷施作业雾滴的沉积分布规律和病虫害防治效果,为植保无人机田间作业提供理论依据和技术支持。【方法】使用无人机和喷杆喷雾机进行喷施试验,以卡罗米特纸卡和滤纸作为取样器采集雾滴,研究雾滴在棉花冠层的沉积规律,比较两种植保机械的病虫害防治效果。【结果】在有效喷幅范围内,无人机喷施作业雾滴主要集中在棉花冠层上部,棉花冠层中部和下部雾滴沉积量和覆盖率均较低;无人机施药雾滴在上风向和下风向的飘移量有显著差异,上风向雾滴平均飘移百分比为4.93%,下风向平均飘移百分比为14.96%,且波动较大;JT-30植保无人机和3W-1000Y悬挂式喷杆喷雾机在施药7d后对棉蚜防治效果较好,在施药后15d对棉叶螨防治效果较好。【结论】雾滴在棉花冠层的穿透性较差,下风向雾滴飘移现象较突出,对蚜虫的防治效果较好。

致密砂岩气藏有效砂体分布及主控因素——以苏里格气田南区为例

苏里格气田南区是苏里格气田主体向南的延伸,距离物源区远,储层埋深大,成岩作用强。落实有效砂体分布及主控因素,是苏南等气田边部地区高效开发的基础。以苏南盒8、山1段储层为目标,结合构造、沉积、储层、成岩分析,研究了有效砂体的空间展布特征,总结了有效砂体的主控因素。苏南有效砂体多分布在心滩和分流河道底部等粗砂岩相,垂向上发育孤立型、垂向叠置型、侧向搭接型3种模式,平面上分布在中、东部2条主砂带内。在有效储层形成过程中,宽缓的构造坡降是沉积、成藏的背景,强水动力条件下的浅水辫状河三角洲平原沉积控制了储层的分布格局,而成藏前的压实、胶结、溶蚀等成岩作用深刻改造了储层,塑造了有效砂体的形态。

红砂岩侵蚀区典型水土流失治理模式减流减沙效应

阐明小区尺度下不同水土流失治理模式的减流减沙效应,可为大尺度上的水土流失治理提供科学依据。以红砂岩侵蚀劣地为研究对象,采用野外径流小区长期定位试验的方法,分析自然降雨下典型水土流失治理模式的减流减沙效应及其对降雨要素、降雨雨型的响应规律。结果表明:试验观测期间,裸露地表径流系数为0. 66,土壤侵蚀量为0. 07 t/hm2,生态或经济开发治理后减流减沙效应均能达90%以上。地表裸露坡面产流产沙受降雨量、雨强影响显著,生态恢复模式降低了降雨要素对坡面产流产沙过程的影响,经济开发模式受降雨量影响显著。大雨强、短历时的降雨雨型是坡面产流产沙的主要雨型,对裸露坡面产流产沙的贡献将近50%,生态或经济开发治理后该雨型对产流产沙的贡献明显提高,增幅以经济开发模式大于生态恢复模式。因此,生态恢复和经济开发均是治理红砂岩水土流失的有效途径,应将生态恢复和经济开发治理相结合,使水土流失治理模式不仅具有水土保持功能,同时提升生态服务价值,促进当地的经济发展。

砂质辫状河储层构型对流体运动的控制作用

针对开发后期流体运动规律及储集层内部剩余油分布复杂的问题,以渤海Q油田馆陶油组砂质辫状河储集层为例,根据落淤层分布样式,建立机理模型,通过数值模拟及油藏工程方法,从横向、垂向2个方面定量研究了储层构型模式对流体运动的控制作用,得到砂质辫状河储层构型模式控制系数的表达式。研究结果表明:砂质辫状河储层构型模式的横向控制作用随着落淤层的厚度、落淤层水平宽度、落淤层频率、地层倾角的增加而变强。当落淤层厚度大于10 m,垂向渗透率小于100 mD时,落淤层对流体的垂向控制作用较强,完全抑制了底水能量,不具备提液潜力;当馆陶油组落淤层厚度小于1 m,垂向渗透率大于100 mD时,落淤层在垂向上对油井生产无影响,无法抑制底水能量,容易形成底水锥进。该研究对掌握油田开发后期剩余油分布规律及增产挖潜具有重要意义,可为油田开发后期综合调整指明方向。

小浪底水库2018年主汛期防洪预泄排沙效果分析

对小浪底水库在2018年7月3—11日主汛期防洪预泄的排沙效果进行了分析,该预泄过程最大流量为4490 m3/s,最大含沙量为154 kg/m3,出库水量为20.03亿m3,出库沙量为1.274亿t,平均含沙量为63.6 kg/m3,取得了良好的排沙效果。分析表明:在小浪底水库合理调度运用的前提下,降低水库水位能显著提高排沙效果,当排沙期间的平均库水位降至225 m以下时,排沙效果明显提高。建议在今后工作中加强相关研究,合理调度上中游洪水冲刷下游河道。