紊流作用下泥沙释放磷的试验及数值模拟

为研究水体紊动对泥沙释放污染物的影响,引入近似均匀紊流模拟装置,开展不同强度紊动作用下泥沙运动释放磷动态过程及基本规律的试验,研究表明:紊动扩散作用对泥沙解吸释放磷有着十分重要的影响,紊动较弱时,泥沙尚未起动,床面泥沙颗粒吸附的磷元素解吸至孔隙水中,在垂向紊动扩散作用下输送至上覆水中,将使得上覆水中溶解态磷浓度增大;紊动作用较强时,泥沙逐渐悬扬至水体中,悬浮泥沙颗粒吸附的磷元素直接解吸至上覆水中,泥沙浓度越高,溶解态磷含量增长速率越大,达到平衡的时间越短.通过耦合紊流模型、水流泥沙数学模型、污染物对流扩散模型和Langmuir吸附动力学方程建立了紊动作用下泥沙释放磷的垂向一维数学模型,针对试验条件进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,平均相对误差低于10%,可为模拟天然水体中泥沙悬浮释放磷的时空演化提供参考.     

黄河下游泥沙灾害初步研究

基于黄河下游对泥沙运动与泥沙灾害发生的关系问题进行了分析。认为下游泥沙灾害类型主要包括洪水、河岸侵蚀、土地沙化、水涝和土地盐碱化, 并认为改造下游泥沙灾害环境应通过改变泥沙堆积分布入手。     

黄河北干流与渭河相遇洪水分析

黄河北干流与渭河位于黄土高原，暴雨是洪水的重要成因．本文分析了近２０００年的历史资料，提出该地区的洪水具有周期性，１９世纪洪水达到高峰，２０世纪洪水规模有所降低，并分析了黄河北干流与渭河及其支流径、洛河洪水相遇问题：四河相遇的概率很小，多形成特大洪水，两河相遇是较常发生的事件，多形成中等以下洪水。三门峡水库的淤积使该地区洪水灾害加剧．同时还分析了该地区洪水对黄河下游洪水的影响。     

黄河口的水质、底质污染及其变化

分析了2001年在黄河口附近所取的3处水样和3处泥样中污染物的含量,并与历史数据进行了比较.利用<地表水环境质量标准>(GB3838-2002)和美国国家海洋大气管理局(NOAA)水体泥沙质量标准等分别对水体和底泥中的重金属(砷)和氮磷污染进行了评价.认为黄河口的水污染严重,主要污染物为汞和氮;泥沙污染尚不严重,但污染物的增长率高;水体中较高的氮含量和泥沙中氮含量的迅速增高可能会对渤海湾的富营养化情况产生影响.     

泥沙灾害与泥沙灾害链的分类分级

泥沙灾害是泥沙在其侵蚀、输移和沉积运动发生变异时产生的特殊灾害过程,在本质上不同于通常的气象灾害、水灾害、生物灾害和地质灾害.泥沙灾害有着自身的分类系统和分级规则.泥沙灾害可以按照不同的方法进行分类,从而获得不同的分类结果.泥沙灾害链是泥沙灾害过程的主要表现形式之一.基于泥沙灾害特征及泥沙圈与其他圈层相互关系的考虑,从强度和破坏程度两个方面提出了泥沙灾害系统的分类方法,获得了较为完备的泥沙灾害分类.在泥沙灾害分类分级的基础上,还研究了泥沙灾害链的分类分级.泥沙灾害链的分类可以从受灾体和致灾体两个角度采用单指标和分级分类两种方法进行划分,但采用分级分类法更能体现出泥沙灾害链的特点.     

河流泥沙灾害损失评估

河流泥沙灾害有河道，水库淤积、土地沙化、湖泊、城市或建筑物淤积及工程设施被冲刷破坏等表现形式。中国是河流泥沙灾害最严重的国家，每年河流泥沙造成的损失在100亿元量级，其中因河道泥沙淤积造成的损失约20亿元，土地沙化损失在10亿元左右，河流泥沙造成的其它灾害也很严重。     

污水稳定塘污泥降解规律的研究

选择具有代表性的污水稳定塘,测量和分析了其污泥的淤积情况和降解规律。研究结果表明:污泥在稳定塘中的纵深分布随污泥深度的增加,总固体逐渐增加,而挥发性固体逐渐减少;稳定塘中的污泥降解符合由室内静态模拟得出的污泥降解规律的数学模型。      

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     

泥沙灾害和泥沙环境快速评估方法研究

泥沙灾害可以看作是泥沙环境突变或渐变积累到一定条件下发生变异时的表现形式,各类泥沙灾害和泥沙环境都具有不同的内涵和表现方面, 因此泥沙灾害和泥沙环境的评估应具有不同的对象。一旦研究的对象被确定,泥沙灾害的表现因子组合便可明确。类似地泥沙环境的环境变量和总体状况的指示怀变量也可确定。为了便于了解泥沙灾害和泥沙环境的关系,并提高评估效率,可将泥沙灾害和泥沙环境快速评估的参照组建立在能够包括影响二者表现特征的诸环境变量的最小图斑上,通过选取适当参照点,分类确定不同参照组,利用待评估地点孕灾环境因子（或环境变量）与不同参照组的相似分析。预测评估点的泥沙灾害和泥沙环境表现因子特征和动态过程.