泥石流V型排导槽防淤设计方法及其应用研究

排导槽是泥石流治理常用的工程措施,泥石流若在槽内淤积,将极大影响排导槽防治效果。目前国内现行规范中没有关于排导槽淤积情况计算的相关条款,导致排导槽被泥石流淤埋的工程事故时有发生。鉴于此,分析了排导槽淤堵的常见原因,对现有的一些排导槽淤积验算公式进行了分析和整理,提出了一套基于槽宽验算、槽内泥深及流速验算等公式的排导槽防淤设计验算方法。该方法在雅(安)泸(沽)高速公路沿线某泥石流沟V型排导槽淤埋事故的处理中进行了应用,重建的排导槽经受了2011年6月17日特大暴雨形成的泥石流的考验,说明该方法实施效果良好,可供相关研究与设计参考。     

黄河兰州段悬移质泥沙对氨氮的吸附特性

实验研究了黄河兰州段不同粒径的悬浮泥沙对氨氮的吸附行为,拟阐释黄河兰州段水质自净的机制。通过分析探讨了含沙量、氨氮初始浓度、泥沙粒径和化学成分对氨氮吸附过程的影响。结果表明,准二级动力学方程和Langmuir模型能够较好地描述黄河兰州段不同粒径泥沙的吸附动力学和等温吸附过程(R20.9);含沙量对泥沙吸附氨氮作用具有显著影响,且氨氮吸附量和平衡时间与含沙量呈明显负相关性;氨氮初始浓度与氨氮吸附量及平衡时间呈正相关性;同时,泥沙颗粒越细,吸附氨氮的能力越强,吸附容量越大,反应的自发程度越高。此外,泥沙有机质、Fe2O3、Al2O3和MgO的含量随粒径减小而增大,它们对单位质量泥沙最大吸附量(Sm)具有正效应。泥沙的吸附在黄河兰州段水质自净过程中起着一定的促进作用。     

长江口前缘沙洲演变与流域泥沙要素关系

为了研究河口前缘沙洲演变过程与流域入海泥沙要素关系,建立了长江口前缘沙洲面积冲淤速率和流域入海泥沙要素关系曲线,并预测沙洲发展趋势。结果表明：长江河口前缘沙洲1958~1989年-5 m以浅面积表现为淤涨,1989~2000年为淤涨和侵蚀交替变化,但幅度较小,自2000年起为冲刷趋势发展,这一过程伴随流域入海泥沙量和含沙量的减少而产生。同时沙洲面积的锐减过程中存在临界泥沙要素条件,并建立了相应的经验曲线,当沙洲面积冲刷和淤涨达到平衡时,临界入海沙量和含沙量临界值分别为283×10⁸t/a,0318 kg/m3。依据以往三峡水库蓄水后入海沙量预测数据,三峡水库蓄水后60 a左右前缘沙洲-5 m以浅面积将侵蚀到1958年水平,其后沙洲面积增加趋势,面积逐渐恢复。2003~2011年长江流域入海泥沙量小于三峡水库蓄水前的预测数值,沙洲面积的冲刷趋势将加剧,应引起有关机构和部门重视     

长江中游水沙灾害形成机理研究

对长江中游泥沙输移规律进行了综合分析,建立了螺山至汉口河段和洞庭湖区泥沙淤积比霽与三口分沙比λS之间的定量关系.通过分析得知.洞庭湖区和螺山至汉口河段各时期多年平均泥沙淤积总量基本保持在180×106t,分沙比的减小调整了上述河段与洞庭湖区之间的淤积关系,使洞庭湖区减少淤积的泥沙转移到上述河段淤积.在此基础上对长江中游泥沙淤积与该区域水位抬高进行了计算分析.文章指出,长江中游防洪的核心是如何正确处理宜昌每年多来的180×106t泥沙淤积问题.     

影响地表水中总磷测定的因素探讨

总磷是评价水质的一项重要指标,现对样品中悬浮物(泥沙)含量、加酸保存样品保存时间与调节pH值对总磷测定的影响进行研究。结果表明,随着沉降时间的延长总磷测定值逐渐降低,加酸保存的样品总磷测定值随保存时间的延长而增高,且测定时是否调回中性对测定结果基本无影响。故进行地表水中总磷的测定需严格按照标准规定的样品采样过程控制采样沉降时间,加酸保存,24 h以内进行测定,测定时无需调回中性。     

二维水流泥沙模型在采砂吹填作业环评中的应用

应用基于有限体积法及黎曼近似解的二维水流泥沙模型,在无结构网格上对偏微分方程进行有限体积的积分离散,以苏州港太仓港区庵弄村岸线调整工程为例,预测采砂吹填作业产生的悬砂对长江水体的水环境影响。结果表明,采砂产生的悬砂影响范围较大,但集中在江段中间,对水厂取水口有一定影响。若采取静置等措施,可将吹填作业悬砂产生的水环境影响控制在较小的范围之内。二维泥沙模型对采砂吹填作业施工可能引起水体污染的范围和程度的预测为该类项目环境影响评价的审批提供了科学依据。     

潮汐对强潮河口引水造成的城市河道淤积影响

为解决强潮河口区引水造成的城市河道淤积问题,以杭州市某泵站为例,根据历时1年的实测资料,分析r引水含沙量的变化特征,揭示了引水含沙量在半日潮周期、半月潮周期和1年中的变化规律,以及随潮汐变化的关系.研究表明,强潮河口区引水应顺从潮汐变化规律,控制高含沙量时段的引水是减少河道淤积的关键,并据此提出了引水须遵循的一般原则.     

基于灰关联的坝地分层淤积量与侵蚀性降雨响应研究

论文在全面调查陕北黄土高原淤地坝的基础上,选取典型淤地坝挖取剖面,进行分层测量取样,利用库容曲线和实测各淤积层的厚度求得各层泥沙淤积量,根据黄土高原暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演各淤积层所对应的侵蚀性降雨。运用灰色关联分析法,分析计算了坝地泥沙淤积量和侵蚀性降雨的4个指标(降雨侵蚀力R、降雨量P、最大30分钟降雨强度I30、平均降雨强度I)之间的关联度。研究结果表明:侵蚀性降雨4个指标中,降雨侵蚀力R和坝地泥沙淤积量的关系最为密切,降雨量P对淤积量的影响次之,最大30分钟降雨强度I30和平均降雨强度I对淤积量的影响最小;并且建立了坝地泥沙淤积量与降雨侵蚀力R和降雨量P的二元线性回归方程。     

崎头洋海砂开采对朱家尖沿岸沙滩的影响

采用三角形单元法建立了崎头洋采砂作业区局部平面二维潮流数学模型,潮位、流速、流向和水流运动形态的验证结果与天然海域状况基本一致,在此基础上,对朱家尖东侧沙滩沙子流失现象的成因和机理进行了深入的探讨。研究结果认为:崎头洋采砂工程前后引起的潮流流场变化仅限于工程区本身及其附近区域,对大范围海域的流态没有影响;朱家尖东侧沙滩沙子流失的原因乃是由波浪入射近岸浅水域破碎后掀沙,斜向破波产生沿岸流,潮流和沿岸流共同挟带泥沙输移所致。同时出于保护环境和资源的角度,建议严格控制采砂规模。     

水动力条件对湖泊水体磷素质量浓度的影响

以环形水槽为研究手段，利用其可控的流速及可模拟的无限长，解决了前人未解决的湖泊水体水动力难以真实模拟的难题，模拟研究了不同流速对湖泊(太湖)水体中磷素质量浓度的影响。研究表明，随着水体流速的变化，湖泊水体中TP质量浓度的变化呈现3个阶段，即下降期、上升期和突增期。从物理化学和泥沙起动理论两方面，结合水流对悬浮物和沉积物的作用，分析了各阶段产生的原因。文章认为下降期的产生是因为在低流速下，一部分磷被悬浮物的絮凝沉淀带走所引起；上升期的产生则是因为流速上升扰动沉积物，使其达到少量动状态所引起；突增期的产生则是因为流速导致了沉积物普遍动而产生的。在研究范围内，溶解性磷质量浓度与水体流速有着明显的正相关关系；而在低流速下，溶解性磷是TP的主要组成成分，其质量浓度的相对比例可高达87％。结合太湖的有关研究，文章认为这是水华现象产生的关键原因。