坡面薄层水流优势流速研究

降雨形成的径流是产生坡面土壤侵蚀的主要动力来源,径流流速是土壤侵蚀模型的重要参数之一。为研究电解质示踪法测量坡面水流流速过程中电解质优势流速和水流流速的关系,本研究利用实验水槽,在坡度4°、8°、12°,流量12、24、48 L/min条件下,于距离电解质注入位置0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 m处放置探针测量电解质传递过程,计算不同工况下各测量断面的电解质优势流速。结果表明：流量对电解质优势流速的影响大于坡度对其影响,电解质优势流速随距离增加而增大,采用指数函数拟合计算得到的电解质优势流速随距离的变化过程,得到稳定的电解质优势流速,即水流优势流速,其范围在0.241~0.568 m/s之间。随坡度和流量的增大,水流优势流速均增大。流量对水流优势流速增长的影响大于坡度对其的影响。不同坡度和流量条件下,水流优势流速与平均流速基本一致,二者的比值为1.007,水流优势流速与最大流速的比值为0.774,平均流速与最大流速的比值为0.776,符合坡面薄层水流的流态。结果可为研究坡面薄层水流动力过程提供新的计算方法和参考数据。

流速对水库水华优势种铜绿微囊藻生长的影响研究

为了探究流速对于水库水华优势藻生长的影响规律与作用机理,以铜绿微囊藻为例,通过室内实验开展静水和0.05~0.30 m/s流速下的藻类生长状况、水质状况及藻类脂质氧化及抗氧化体系响应的同步检测分析,发现不同流速水平下藻的生长存在显著差异,并呈现低促高抑现象,其中0.1 m/s组藻密度比增长率最大、营养盐消耗率最大、长势最优,而0.3 m/s组长势显著差于静水组;各组水体酸碱度均随时间趋弱碱性,溶解氧缓升,浊度则与藻密度水平保持高相关性;0.3 m/s组的藻体丙二醛含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均显著高于其余各组。结果表明,在一定流速范围内,动水环境更利于藻类改善其漂浮聚集状态,促进光能吸收,加强对营养物质的吸收,降低氧化损伤。实验周期内确定了铜绿微囊藻在动水环境下的生长预测经验公式以及优势流速0.15 m/s,为水库富营养化趋势预测以及铜绿微囊藻水华防控奠定基础。

不同示踪法测量砾石层中水流流速研究

采用室内试验,用平均粒径约2cm的砾石,在长4m、宽15cm、高50cm的水槽内堆积厚为5cm的砾石层,在坡度为4°、8°、12°和流量为3、6、12L/min条件下,距离电解质脉冲发生器0.3、0.6、0.9、1.2、1.5m处放置探针,测量电导率变化过程,计算水流的最大流速、优势流速和平均流速,并用染色剂示踪法对比砾石层中水流的最大测量流速。结果表明,试验所用各工况,流量对流速的影响不显著,坡度增大,流速明显增大。试验条件下,水流的优势流速变化范围为0.031～0.070m/s,优势流速与最大流速的比值稳定,在0.81～0.83之间。平均流速与优势流速的比值随坡长的增加逐渐增大,增长的速率逐渐减小并趋于稳定。平均流速与最大流速的比值在0.68～0.78之间,并随距离的增加稍有增大。