泥沙粒度组成对浑水间歇入渗特性的影响研究

利用大田浑水间歇入渗试验资料，探讨了浑水间歇入渗特性及其减渗效果；研究了不同泥沙粒度组成对浑水连续和间歇入渗规律的影响；在此基础上，提出了泥沙粒度组成对浑水入渗的影响主要取决小于０．０１ｍｍ的物理性粘粒含量。

泥沙粒度组成对浑水膜孔灌单向交汇入渗特性的影响

通过室内相同条件下清水膜孔灌单向交汇入渗和4种不同泥沙粒度组成的浑水膜孔灌单向交汇入渗试验,研究不同泥沙粒度组成对浑水膜孔灌单向交汇入渗特性的影响;建立浑水膜孔灌单向交汇入渗量、单向交汇时间、湿润锋运移距离与不同泥沙粒度组成的关系;提出不同泥沙粒度组成下浑水膜孔灌单向交汇入渗单位膜孔面积累积入渗量模型、自由面和交汇面湿润锋运移距离模型;并揭示不同泥沙粒度组成下浑水膜孔灌单向交汇入渗相对相同条件下清水膜孔灌单向交汇入渗的减渗特性。结果表明,浑水膜孔灌单向交汇入渗单位膜孔面积的累积入渗量随着物理性粘粒含量d0.01(粒径小于0.01 mm的颗粒含量)的增大而逐渐减小;入渗系数K随着d0.01的增大而减小,入渗指数α随着d0.01的增大而增大;在相同入渗时间内,随着物理性粘粒含量d0.01的增大,自由面和交汇面垂直和水平湿润锋运移距离都逐渐减小,减渗率逐渐增大。

基于实测数据的鄱阳湖悬浮泥沙粒度遥感反演模式分析

水体悬浮泥沙粒度是重要的水质参数之一,影响着水体的遥感反射率。研究两者之间的关系对于内陆湖泊水环境遥感监测具有重要意义。基于鄱阳湖实测数据,采用相关分析方法,用不同数学模型进行鄱阳湖悬浮泥沙粒度反演研究。研究结果表明:(1)浑浊区适合采用体积百分比众数粒径建立反演模型,清水区适合采用数量百分比中值粒径建立反演模型;(2)浑浊区悬沙粒度的敏感单波段是环境卫星Ⅳ波段,在清水区悬沙粒度的敏感单波段有环境卫星Ⅱ和Ⅲ波段,而环境卫星Ⅱ,Ⅲ波段比组合是整个研究区水域的敏感波段;(3)单波段反演模型中,幂函数适用于鄱阳湖粒度遥感反演;波段比反演模型中,多项式模型适于鄱阳湖粒度遥感反演。

泥沙粒度分析中激光法与传统法的对比试验

激光法与传统法泥沙粒度分析对比测试所收集的基本资料覆盖了黄河上、中、下游的水库、河道汛期、非汛期的悬移质、床沙、淤积物粗、中、细泥沙样品,粒度测试方法包括了筛析法、消光法、吸管法等传统法和激光法,并从泥沙样品来源与制备过程、分析仪器、人员操作水平、试验方法检测等方面进行了严格的质量控制。认为:①试验收集的泥沙样品规模大、来源广、代表性好,为试验研究奠定了坚实的基础;②选用仪器设备工作状况均正常,分析方法正确,为得到高质量的研究成果提供了可靠的技术支撑;③对各种分析方法进行的质量检验,方法正确、步骤严密、误差控制严格,有效地保证了研究成果的质量。

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。

黄河下游泥沙沉积汇对入海悬移质泥沙粒度的影响

黄河下游泥沙沉积汇在黄河流域系统的泥沙收支平衡(Sediment budget)中起着重要的作用.通过河床主槽中泥沙的淤积和冲刷,运动泥沙的组成发生变化;通过滩地上泥沙淤积和河岸坍塌,河漫滩上前期淤积的泥沙与洪水所挟带的泥沙发生交换,使悬移质泥沙的组成发生变化.泥沙冲淤量对不同粒径组入海泥沙百分比的影响是不同的.小于0.01mm细泥沙的百分比与下游河道淤积量呈正相关,0.025～0.05mm和大于0.05mm的较粗泥沙的百分比与下游河道淤积量呈负相关.入海泥沙平均粒径与深泓年摆幅之间也存在着负相关关系.自20世纪60年代,中期以来,特别是自80年代中期以来,由于黄河下游径流量显著减小,黄河下游河道发生萎缩,河宽减小,因而主流线的摆动幅度也显著减小.这使得原来十分强烈的河岸侵蚀和滩槽泥沙交换强度大为减弱,主槽洪水得到的来自河岸侵蚀的细粒泥沙越来越少,因而使入海泥沙粒径变粗.

城镇污物排放对河流泥沙粒度侵蚀作用的分析

以松花江哈尔滨段为研究对象,以马尔文3000为研究手段,以试验数据结合图形分析为研究核心。给出松花江泥沙分析的现场采样方法,试验参数确定方法和试验分析方法,分别从松花江流经哈尔滨段的上游、中游、下游采样进行颗粒粒度分析,着重分析了微米级颗粒粒度流经城镇后的变化规律和潜在影响。

激光粒度分析仪测试黄河泥沙粒度的精度试验

根据激光法测试泥沙粒度的目标函数、误差环节和统计误差作为精度指标的要求,提出了误差评估路线,设计了仪器测试重复性试验、试样加样平行性试验、人员操作平行性试验等精度试验方案。通过试验,总结出了激光粒度分析仪测试黄河泥沙粒度时各误差环节的误差限定指标。

激光粒度分析仪测试泥沙粒度的作业要领

介绍了激光粒度分析仪的结构原理和作业要领,认为规范配样加样操作、正确输入并调整有关参数、选择或设计好数据输出报告模板、管理好测试文件、定期进行“标准粒子”测试以及注意消除仪器系统和被测介质中的气泡、保持光学系统的洁净、测试过程观测粒度分布图形峰型等,都是应用激光粒度分析仪测试泥沙粒度的重要环节。

浑水含沙率和泥沙粒度组成对膜孔灌入渗特性的影响

通过室内清水膜孔灌自由入渗试验和4种不同含沙率及4种不同泥沙粒度组成的浑水膜孔灌自由入渗试验,研究了含沙率和泥沙粒度组成对浑水膜孔灌入渗特性的影响。结果表明:综合考虑含沙率和泥沙粒度组成的联系,定义了相对黏粒含量的概念;基于相对黏粒含量建立了单位膜孔面积累积入渗量、水平湿润锋运移和垂直湿润锋运移的数学模型,经检验该数学模型具有较好的相关性;提出了浑水膜孔灌自由入渗情况下灌水均匀度分析的数学模型。研究结果为浑水膜孔灌的进一步研究奠定了基础。

松嫩河流丰水期泥沙粒度研究及干流粒径趋势分析

泥沙粒度是流域水动力重要参数,对流域水力学研究等具有重要意义。文章在丰水期内在古城子、江桥、哈尔滨、晨明、佳木斯5个水文测站采集泥沙颗粒样品,应用矩方法和图解法计算对比粒度参数,通过4种粒度参数及特征粒径D_(10)、D_(50)及D_(90)分析干流部分区段趋势变化。研究发现,两种方法计算得出的平均粒径呈高度相关、分选度为中度相关、偏度值为负相关性、峰态值离散程度较大,呈弱相关性;粒度参数变化趋势为沿水流方向粒径变粗,分选由变差向明显过渡,但变化不显著,偏度和峰态均无较明显变化。

泥沙粒度对航道回淤的指示——以丹东港出海航道为例

根据鸭绿江河口西水道水流、悬浮泥沙和底质粒度特征的分析,研究丹东港出海航道泥沙淤积的动力机制以及泥沙粒度对回淤的指示作用。分析表明,海域来沙为西水道的主要泥沙来源,泥沙运动以"波浪掀沙、潮流输沙"为主要特征;悬沙和底质粒度对比表明,上航道和中航道段航道回淤以悬沙落淤为主,下航道和外航道段航道回淤以底沙推移为主。航道回淤泥沙作为泥沙运动的"指示剂",能够较好地揭示航道回淤的机理;采用刘家驹悬沙淤积模式和罗肇森底沙输移模式相结合的方法,估算丹东港大东港区20万吨级航道回淤量为679万m3,与物理模型试验结果较为接近,上述分析方法和公式可适用于砂质海岸航道回淤计算,也为类似航道回淤研究提供了重要的参考和借鉴。

黄土高原小流域淤地坝泥沙粒度的剖面分布

2006年6月,按照泥沙旋回分层连续取样,分析了黄土高原丘陵沟壑区典型小流域1954年修建的淤地坝泥沙粒径的剖面分布特征.结果表明:该坝地泥沙旋回至少28个,旋回层的厚度范围在2～60cm;沉积剖面土壤粒径以粉砂(0.05～0.002mm)为主,占60%以上,其粒径集中分布于0.01～0.05mm,粗泥沙(粒径>0.05mm)含量约占23.09%;随淤积深度的增加,泥沙各粒径范围的变异程度增加,2m土壤深处可作为研究区淤地坝粒径变异突变点的标识,粒径变异是河道比降和水沙动力条件共同作用的结果;研究区淤地坝泥沙沉积剖面存在72cm厚的累积耕作层,累积耕作层的明确对于淤地坝泥沙侵蚀环境具有指示作用.

不同粒度泥沙对PE-HD/愈创树脂材料摩擦性能影响

尾轴承是船舶动力装置重要的组成部分、起到支撑尾轴的作用,其润滑性能好坏直接影响船舶的正常运行。以传统的水润滑尾轴承材料铁梨木为仿生对象,研究在高密度聚乙烯(PE-HD)中添加不同比例的愈创树脂,并且在不同粒度泥沙环境中进行材料摩擦磨损性能实验,从而探究该材料作为尾轴承材料的可行性。从实验结果可以得出,愈创树脂对PE-HD材料的摩擦性能有影响,材料的磨损量总体上随着砂粒变细而增加。

激光法与传统法粒度级配回归模型的建立

建立了以各实验室各沙型全部试验泥沙粒度级配成果为全系列样本和分实验室、分流域区段、分沙型样本的回归曲线方程,分析认为:①在激光法和传统法对比试验取得可靠成果的基础上,用回归分析的方法建立的相关换算关系是实用、可行的;②不同实验室、不同区域激光法与传统法的回归方程(曲线),各沙型分别拟合的方程(曲线)都很接近由全部试验沙样建立的方程(曲线);③传统法粒度分析级配成果(X)换算为激光法粒度分析级配成果(Y)时用公式Y=0.001 8X2+0.772 9X+2.660 5,激光法粒度分析级配成果换算为传统法粒度分析级配成果时用公式X=-214.694+(44 614.198+555.556Y)1/2。

松花江流域泥沙颗粒分形性研究

研究流域泥沙有利于分析泥沙来源、泥沙运动及河床演变等,采取有针对性的治理措施对控制泥沙非常有利。为此,根据分形理论,通过MS2000激光粒度分析仪分析了松花江流域晨明、古城子、哈尔滨、佳木斯、南岔、铁力、延寿七个水文站泥沙粒度分布的分形性。结果表明,松花江流域7个测站泥沙粒度的分维值在2.201~2.391之间,所对应的相关系数均在0.858以上,基本保持了良好的统计自相似性,分维值与泥沙颗粒组成、传统粒度参数的相关关系基本符合经验数据。

风水两相作用对黄河支流悬移质粒度特征的影响及其意义

以黄河中游29条支流、40个站点的资料为基础,研究了风水两相作用对黄河支流悬移质粒度特征的影响.研究表明,悬沙中>0.05 mm的粗颗粒组分百分比随年降水量的增大而减小, 随年沙尘暴日数的增大而增大;悬沙中<0.01 mm细颗粒组分的百分比随年降水量的增大而增大, 随年沙尘暴日数的增大而减小;悬沙中值粒径D50随年降水量的增大而减小,随年沙尘暴日数的增大而增大.建立了悬沙中>0.05 mm的粗颗粒组分百分比和悬沙中<0.01 mm细颗粒组分百分比与年均沙尘暴日数tss和年均降水量Pm之间的回归方程.分析结果表明,tss和Pm的变化对于悬沙中>0.05 mm的粗颗粒组分百分比变化的相对贡献率分别为70.4%和29.6%,对于悬沙中<0.01 mm细颗粒组分百分比变化的相对贡献率分别为91.1%和8.9%,对于D50变化的相对贡献率分别为93.1%和6.9%.提出以年均降水量Pm与年均沙尘暴日数tss之比作为风水两相作用指标.资料分析表明,悬沙中>0.05 mm的粗颗粒组分百分比(r>0.005mm)随风水两相作用指标(Pm/ tss)的增大而减小,悬沙中<0.01 mm的细颗粒组分百分比(r<0.01mm)随风水两相作用指标的增大而增大.在不同的河流之间,随着风水两相作用指标的变化,粗细颗粒之间表现出不同的搭配关系, 这种搭配关系的变化对高含沙水流的形成有一定的影响,导致悬移质含沙量出现峰值.

粒度测试中激光法与传统法对样本群数据的处理

为了建立黄河泥沙激光法与传统法粒度级配换算关系,分别用消光系数、沙样粒度级配的对比分析和“3倍均方差准则”过滤的方法,甄别和剔除了“错误”数据。对样本群数据进行归整分析与错误甄别后,建立了黄河泥沙激光法与传统法粒度级配回归模型,推求两种方法粒度级配换算公式时所用的实际沙样为1 318个,与采集的1 508个测试沙样比较,成果率为87.4%。

黄河三角洲飞雁滩沉积物颗粒度分布和粒度参数特征及水动力解释

黄河三角洲飞雁滩因入海河口改道而缺乏泥沙来源,导致海滩蚀退10余km。近30a来,蚀退后的浅滩在不同潮流和风浪的作用下,浅海滩沉积物颗粒在空间分布上出现明显的差异,表现为浅水区沉积物粗于深水区,来沙少的沉积区粗于来沙多的沉积区。根据2004年实测沉积物颗粒度参数和实测水流及风浪资料分析,该海滩可以分为三个沉积区:I号沉积区,水深较浅,泥沙补给较少,主要受不同风浪的影响,沉积物颗粒组成较粗,以细砂和粉砂为主,分选良好,目前抗冲能力较强;II号沉积区,水深较浅,水流较弱,常受来自高中低潮滩下泄水流携带的细颗粒泥沙影响,沉积物组成粗细混合,以粉砂质粘土为主,分选较差;III号沉积区,水深大,在潮流和风浪作用下,常有来自沿岸尤其I号沉积区的细颗粒泥沙影响,沉积物组成粗细混合,以粘土质粉砂为主,分选较差。黄河三角洲飞雁滩桩106海滩沉积物空间分布较好地反映了泥沙来源和沉积动力条件,该成果可为海岸海滩防护工程规划设计提供科学依据。

浑水膜孔灌入渗影响因素

为了揭示浑水入渗与清水入渗的差异,通过大量浑水膜孔灌自由入渗试验资料,分析了影响浑水膜孔灌自由入渗能力的因素,研究了泥沙粒度组成、膜孔直径、土壤容重和土壤初始含水量对浑水膜孔灌自由入渗能力的影响,结果表明各因素对膜孔灌自由入渗能力均有显著的影响,提出了各影响因素与浑水膜孔灌入渗能力之间的关系,建立了泥沙粒度组成、膜孔直径、土壤容重以及土壤初始含水量的浑水膜孔灌自由入渗单位膜孔面积累积入渗量和稳定入渗率模型,其相关系数均大于0.960 0,根据入渗时间利用这些模型可求得相应的累积入渗量、稳定入渗率,从而进一步判断浑水膜孔灌土壤的自由入渗能力.结论可为更深入地研究浑水膜孔灌自由入渗规律和浑水膜孔灌技术提供参考.