高含沙紊动系统中影响泥沙和铜垂向分布的关键因素分析

采用谐振式紊动模拟装置和回归正交设计试验方法，研究了均匀紊乱条件下高浓度固液两相系统中初始投沙量、颗粒级配和紊动强度等因素对泥沙和铜浓度垂向分布的影响，得到了泥沙吸附铜量、水相铜浓度和含沙量与各因素变量间的回归方程，结果表明，投沙量与泥沙吸附铜量和水相铜浓度之间呈负相关关系；紊动强度与泥沙吸附铜量和含沙量之间呈正相关关系，回归正交试验结果进一步表明，泥沙吸附铜量和水相铜浓度均与投沙量显著相关，各因素对两者的影响程度均以投沙量影响为最大，而且远远大于紊动强度和颗粒级配的影响，三因素对铜的水沙分配没有交互作用影响，沿垂向分布的实际含沙量与投沙量、紊动强度及其交互项显著相关，投沙量影响最大。     

黄河中游水保措施对入黄干支流泥沙特性的影响:Ⅰ. 泥沙粒径变化

过去关于水土保持措施影响的研究多侧重于减水减沙的影响,对泥沙组成影响的研究则相对较少。本文以大量的实测资料为依据,以河口至龙门间区域自然与水土保持条件为背景,将水保措施类型、河道水流泥沙条件与流域地貌条件结合考虑,借助统计分析方法对采用水保措施前后该区域（尤其是与黄河中游水土流失密切相关的黄土高原与沙砾丘陵区域）的泥沙粒径分布变化进行了探讨。分析表明,泥沙粒径分布变化极其复杂,对应于不同地貌类型条件的泥沙组成遵循不同的分布规律。黄土丘陵区河流中的悬移质泥沙级配服从正态分布规律,而沙砾丘陵区河流中的泥沙级配则服从皮Ⅲ型分布规律。当分布函数的类型确定后,泥沙粒径分布由该分布函数的几个参数共同决定,这些参数分别反映了泥沙从流域表层搬运到对应级别河流的过程中地貌形态及水土保持措施的影响。文中由多学科综合研究得到的结论,对黄河中游水土保持效益研究具有重要意义。     

喀斯特峰丛洼地泥沙堆积的137Cs示踪研究——以丫吉试验场为例

西南喀斯特地区是我国生态环境最脆弱的地区之一,土壤侵蚀及其造成的石漠化已成为制约该区可持续发展最严重的生态环境问题。但是该区的侵蚀泥沙研究基础薄弱,利用核素示踪法研究侵蚀泥沙的报道较少。本文以桂林丫吉试验场的峰丛洼地小流域为研究对象,运用137Cs示踪技术定量研究了洼地泥沙堆积速率,确定了该洼地小流域1963年以来的泥沙堆积速率。初步研究结果表明,1963~2008年的45年间,丫吉1号洼地的泥沙堆积速率和堆积模数分别为0.104cm·a-1和13.68 t·km-2·a-1。讨论了研究小流域泥沙堆积与地面土壤流失的关系,认为研究区域近几十年以来的地面水土流失相当轻微,地面土壤流失速率仅为10余t·km-2·a-1。     

珠江口冬春季悬浮泥沙浓度遥感反演模式分析

利用珠江口2014年2月和2014年5月的高光谱遥感反射率和实测悬浮泥沙质量浓度数据进行了两波段悬浮泥沙遥感反演模式的研究。通过分析和对比发现,冬季2月悬浮泥沙质量浓度和光谱遥感反射率相关性较低（R2=0.422）,春季5月二者相关性较好R2=0.693。由于5月为珠江口丰水期,径流量增大,携带泥沙能力增强,存在因上升流引起的泥沙再悬浮现象。另外,丰水期存在咸淡水锋面和锋区附近的盐度梯度也导致悬浮泥沙质量浓度增大。悬浮泥沙质量浓度高,对光敏感,建立模式好。而2月珠江口为冬季枯水期,珠江口伶仃洋海域悬浮泥沙主要来自径流,径流量小,含沙量少,模式较5月差。     

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.