离子型表面活性剂对细颗粒泥沙起动的影响

表面活性剂是天然水体中常见污染物。泥沙吸附表面活性剂后,泥沙表面性质发生变化,从而影响泥沙起动规律。以长江武汉段细颗粒泥沙为研究对象,通过循环水槽装置模拟泥沙起动过程的试验,从定性和定量两方面研究了离子型表面活性剂对泥沙起动的影响机理。结果表明:①泥沙的起动过程可细分为7个阶段,当流速为15.0~20.0 cm/s时,水明显浑浊,泥沙起动;②由于表面活性剂的存在,泥沙悬浮相对减少,平衡含沙量明显降低,只达到初始含沙量的50%左右;③随着阴离子表面活性剂浓度升高,泥沙临界起动流速从19.37 cm/s增加到23.05 cm/s,而完全起动流速略微减小,从37.06 cm/s降至36.15 cm/s;④随着阳离子表面活性剂浓度升高,泥沙临界起动流速从19.37 cm/s增加到23.32 cm/s,完全起动流速从37.06 cm/s降至32.12 cm/s。电子显微镜观测结果表明,表面活性剂促进了泥沙絮凝,从而显著影响了泥沙的起动规律,且阳离子表面活性剂对泥沙的影响较阴离子表面活性剂大。研究结果不仅具有现实意义,而且为进一步完善泥沙运动体系提供了理论依据。     

澜沧江流域旱涝特征变化及其与季风之间的关联性研究

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化降水指数(SPI12)、季风指数和水汽通量对澜沧江流域1957—2015年旱涝时空变化特征进行分析,探究澜沧江流域旱涝变化与季风指数的相互关系,并从水汽通量输送角度出发,进一步揭示季风对澜沧江流域旱涝变化影响的潜在驱动机制。研究结果表明:①流域旱涝特征具有明显的区域差异,下游区域是旱涝多发区;②流域干旱多于雨涝,且干旱频次在年和季节时间尺度上都呈现增加变化趋势;③澜沧江流域干旱和雨涝的频次主要存在3~5,8~15,20~25 a的3种周期性变化特征;④干旱和雨涝发生时段,南亚季风和高原季风指数与流域的SPI12指数相关性较强,受南亚季风和高原季风的输送距离影响,2种季风指数与SPI12指数的相互关系呈现区域差异性。研究结果有助于了解澜沧江流域旱涝时空变化特征,能够为防御旱涝灾害提供科学决策依据。     

基于水沙模型的三峡水库库尾挖沙减淤研究

三峡水库运行后,上游来沙中大部分粗沙淤积于库尾,不仅减少了水库的有效库容,对库尾回水段的通航也将产生影响。为减少三峡库尾泥沙淤积,提出了一种新的水库减淤方式,即固定河段挖粗沙方案。该方案通过持续疏浚将入库粗沙大部分截留挖除,控制粗沙向上游延伸,可有效实现水库减淤。根据三峡库尾河道地形和淤积特点,提出了7种挖沙减淤方案,并采用一维非恒定流水沙数学模型,计算分析了不同挖沙方案的减淤效果,并对比提出推荐挖沙方案。     

长江科学院开展农村小水电生态环境影响专题调研

2011年7月11至18日,长江科学院流域水环境研究所李青云所长率领水利部行业专项"农村水电生态环境影响评价及保护对策研究"课题组成员一行7人,赴云南省开展农村小水电开发及生态环境影响调查研究。此次调研先后走访了云南省水利厅农村水电及电气化发展局、普洱市墨江县和景谷县水务     

河湖长制下流域统筹能力建设研究

如何发挥河湖长制平台作用,加强流域统筹协调,提升河湖管理“共抓”和“大保护”水平,是深化河湖长制需要破解的管理难题。研究系统梳理河湖长制演进历程,分析深化河湖长制对流域统筹的需求,以河湖长制为抓手,提出流域统筹能力建设建议:①修订现行涉水管理法律、推进大江大河保护立法、出台流域保护条例和跨省界河湖联防联控指导意见;②依托全面推行河湖长制工作部际联席会议平台深化部际合作,建立完善“流域管理机构+省级河长办”协作机制深化流域协作,省级河长制办公室(简称“河长办”)互聘互派人员深化区域合作;③在全流域探索形成统一规划、统一标准、联合执法的流域统筹机制;④部际联席会议办公室监督检查跨界河湖流域统筹工作,检查结果作为省级领导干部的年度综合评价依据;⑤流域监测与信息共享开展部际合作,流域管理机构建立流域涉水大数据中心,相邻区域省级河长办组织开展省际边界联合监测监控;⑥ 生态补偿作为部际合作重点事项,赋予流域管理机构参与生态补偿管理的行政职能。     

选矿尾砂在水流中的运动规律试验研究

选矿过程会产生大量尾砂,尾砂大部分堆放在尾矿库,而堆放在尾矿库的尾砂可能随降雨进入河道,对河流产生影响。通过在长宽高分别是23,1,0.6 m的水槽中开展试验,研究流速为0.05~0.3 m/s、投砂速率为20~315 g/min条件下的选矿尾砂在水流中的运动规律,分析尾砂扩散、淤积形态和淤积量分布、含沙量沿程分布规律。试验结果表明,尾砂进入水槽后,存在明显扩散;尾砂淤积总量占投砂总量的比例随流速增大而减小,当流速从0.05 m/s增加至0.3 m/s时,淤积比例从75%以上降至不足25%;投砂主要影响区域内含沙量沿程呈减小趋势,含沙量分布与指数公式拟合的较好,相关系数R²值约为0.9。     

河流泥沙吸附磷的研究现状与展望

输送水流泥沙和营养物质是河流的主要功能之一。大坝等水利工程拦截泥沙的同时,改变了河流营养物质的迁移和转化。从国内外近20 a泥沙吸附磷的相关研究文献可以看出:泥沙对磷的吸附与泥沙颗粒的理化性质、水体初始磷浓度、含沙量以及环境因子等相关,即颗粒越细,表面吸附位越多,更有利于磷的吸附;水体初始磷浓度越高,吸附量越多;含沙量越大,总吸附量越大,单位质量泥沙吸附量越少;泥沙吸附磷的机理模型主要有热力学模型和动力学模型两类,Langmuir模型和Freundlich模型在等温吸附中应用较广;二级动力学模型对泥沙吸附磷的全过程拟合程度更高;在河流生态系统中,泥沙吸附的磷以颗粒态磷的形式作为生物可利用磷的储备,间接影响水生生物的生长。颗粒态磷与水生生物的生长关系、吸附量与含沙量等多因子的动力学模型在今后有待进一步研究。     

水网连通对大东湖富营养化的影响

为定量评价水网连通对湖泊富营养化的影响,以武汉大东湖水网连通为研究对象,构建大东湖水网水生态环境数学模型,在模拟分析水网连通前后COD、TN、TP、Chl-a等富营养化评价指标变化的基础上,进一步计算和评价水网连通对各湖泊综合营养状态指数、营养状态的影响。计算结果表明:水网连通后,杨春湖、沙湖、北湖水质改善,藻类生物量减少,水体富营养程度降低;东湖、严西湖水质有一定恶化,藻类生物量增加,水体富营养程度升高;水网连通对湖泊富营养化的影响较复杂,且存在污染风险。研究成果可为水网连通工程的管理运行提供参考依据。     

河道二维数值模拟地形数据前处理精细化研究

数值模型是分析河流水动力水质演变规律的重要方法。通过对MIKE21模型边界等间距取节点,并进行编码,实现实测河道断面地形沿河道弯曲方向的精细化插值,为河道数值建模提供优化后的地形数据。为了说明此方法的优越性,选取荆门城区某河流部分河段作为研究对象,利用Python完成程序的编写,对实测河道断面数据进行精细化插值运算,并对比地形精细化处理前后与实际地形的差别。结论认为,经过对6组断面插值运算,河道地形得以细化,减少了模型运算错误率,使得模型更趋近于真实情况。     

关于水域纳污能力计算理论的总结与思考

科学认识、合理计算水域纳污能力对促进污染减排、实现水功能区限制纳污红线管理至关重要。在系统调研大量水域纳污能力计算理论相关文件、报告、书籍、规范、文献的基础上,总结归纳现有水域纳污能力内涵、计算方法和原则选用、设计条件和参数确定等,并对其优缺点、适用性等进行讨论,最后提出新形势下细化、强化水域纳污能力计算的合理性分析与检验、推进水文-水动力-水质-纳污能力耦合研究等发展方向。研究成果可为水域纳污能力科学、合理、准确计算提供参考依据。