小北干流有坝放淤引水时机及规模分析研究

利用龙门断面近20年的实测水文、泥沙及龙门-潼关河段的冲淤量资料,分析研究小北干流有坝放淤的引水引沙条件、引水时机及引水规模。研究成果表明：当龙门断面流量大于400m^3／s、含沙量大于40kg／m^3、泥沙中值粒径大于0．025mm时,开始引水,淤区引粗泥沙较多。根据设计的来水来沙条件,满足上述引水引沙条件,并考虑引水闸规模投资等,确定引水规模为800m^3／s,则年平均引沙量为1．22亿t,粗、中、细沙的引沙量分别为0．27亿、0．35亿、0．60亿t。     

小浪底水库坝前漏斗区泥沙测验分析

小浪底水库坝前漏斗区的形成和发展,直接影响到枢纽建筑物的安全运行。为了保持塔前“门前清,”掌握坝前漏斗区的形成和发展,保证水库进入拦沙后期和正常运用期的正常运用,对坝前漏斗区进行了泥沙测验分析。结果表明:目前漏斗区范围内纵向坡度较缓,尚没有明显的漏斗形成,仅在坝前和塔前200m×1000m范围形成了漏斗雏形。     

NUMERICAL MODELING OF SUSPENDED SEDIMENT TRANSPORT IN CHANNEL BENDS

1. INTRODUCTION Due to the fact that three-dimensional (3D) numerical models are quite expensive to simulate flow and sediment transport processes, vertically-integrated two-dimensional (2D) models are extensively applied at present, even to the predictio…     

水库异重流的三维数值模拟及影响因素分析

不同水沙条件下异重流的潜入位置以及潜入后流速和含沙量的垂向分布规律是研究异重流运动规律的关键要素,对优化水库异重流的排沙调度、提高水库运用效益等至关重要。本文利用SCHISM三维水沙数学模型对水库异重流水槽试验进行了数值模拟,结果表明模型能够得到符合实际情况的垂线流速和含沙量分布,且异重流潜入后的平均厚度、平均流速和平均含沙量均与实测值吻合较好。对异重流模拟结果的分析发现,入口流量和含沙量的增加造成异重流运动速度越快,而入口含沙量的减小和流量的增加会造成异重流厚度增加。异重流垂向流速和含沙量的无量纲化分布受到入口水沙条件的影响,表现在其与断面Froude数的相关性,Froude数越大,则最大流速点与河床的距离越小,最大流速越大;含沙量致密层的厚度越小,对应的含沙量也越大。此外,潜入点位置也受入口水沙条件的影响,表现在潜入水深与入口水深之比随入口Froude数增加而增加的定量关系,由此可以利用入口水沙条件预报异重流潜入的位置。研究结果不仅验证了SCHISM模型用于模拟水库异重流运动的优势,而且丰富和完善了关于异重流潜入点位置及流速和含沙量垂向分布受入口水沙条件影响的变化规律。     

流域系统科学初探

随着人类社会对河流乃至流域影响广度、深度和强度的不断增加,对流域系统内部不同要素之间的互馈关系和博弈关系研究的不断拓展和深入,以致流域系统治理及其战略研究已经超过传统学科的范畴,亟需建立新的学科支撑体系。本文基于近十年的探索研究,提出了流域系统科学的概念,并对其研究对象、科学内涵、科学问题、研究方法及研究前景进行了全面阐释。流域系统科学以物质、能量、信息、价值流动过程为纽带,以行洪输沙-生态环境-社会经济三大子系统组成的流域复杂巨系统为研究对象,其基础研究需求包括各子系统内部演化过程与机理、各子系统间相互作用关系与协同演化机制、流域系统协调发展策略与战略布局3个层面。流域系统科学以传统学科为基础支撑,基于系统理论和方法探索制约流域治理保护和区域社会经济高质量发展的协同博弈关系,通过全流域系统观测网络和大数据平台建设,构建流域系统治理集成研讨厅,为流域系统治理保护与管理的战略研究提供科学的理论方法体系。     

黄河口水下三角洲冬季床面变化初步观测研究

黄河携带大量泥沙入海,底床沉积物在波、潮、流等水动力条件作用下会不断地发生再悬浮与输运,形成黄河三角洲海底面的动态变化过程。利用自主研发的电阻率探杆三脚架,观测了水动力作用下海床面的侵蚀与淤积过程。研究结果显示,研究区涨落潮过程中海水浊度的变化主要受波高的影响,近底床位置海水浊度的变化趋势是涨潮过程中海水浊度上升,落潮过程中海水浊度降低。侵蚀或淤积是海床面泥沙的再悬浮与悬沙沉降共同作用的结果。研究区冬季的海床面变化以侵蚀为主,当沉降作用强于侵蚀淤积作用时,即使海床所受切应力大于沉积物临界切应力,海床仍发生淤积。     

新疆奎屯河流域地下水砷超标原因分析

新疆奎屯河流域是我国大陆第一个地方性砷中毒的区域,然而在人类活动与自然条件下,对该区地下水砷超标的原因未得到清楚的解释.通过2017年在研究区采集地表水、地下水样品51组,分析了主、微量元素组分;2019年在典型的高砷区钻井2个孔,采集沉积物样品44组,分析了粒径、化学成分.结果表明,研究区地下水砷浓度范围为10～88...     

汉江上游干支流沉积物细菌群落多样性和影响因素

为了解汉江上游干支流沉积物细菌多样性以及确定性过程和随机性过程在沉积物细菌群落构建过程中的相对重要性,基于Illumina高通量测序技术,分析了环境因子对细菌群落组成的影响,采用非度量多维尺度(NMDS)排序探究了季节之间沉积物细菌群落的差异,并结合中性群落模型和标准化随机率量化了确定性过程和随机过程对群落构建的影响。结果表明：汉江上游及其支流细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanophyta)、浮霉菌门(Planctomycetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)等组成;细菌群落在不同季节有显著差异;地理距离和环境因子对细菌群落结构影响较小,确定性过程并未在细菌群落组成中起到主导作用;随机过程很大程度上影响了群落在秋季和春季的组成,是沉积物细菌群落构建的主导因素。     

Numerical research for contaminant release from un-suspended bottom sediment under different hydrodynamic conditions

Contaminant release from bottom sediments in rivers is one of the main problems to study the environmental hydrodynamics. Contaminant will release into the overlying water column under different hydrodynamic conditions through pore-water in sediment, the release mechanism can be roughly divided into convection diffusion, molecular diffusion and adsorption/desorption. In this article, phosphorus was as a typical contaminant with sorption. Through theoretical analysis of the contaminant release, according to different particle-sized and hydraulic conditions, the mathematics model of contaminant release can be established by the coupled Navier-Stokes equation, Darcy equation, solute transport equation and adsorption/desorption equation. Then that model was verified by flume experiment. Numerical studies show that, under different velocity, the instantaneous concentration of convection diffusion is about 6 times to 50 times larger than that of molecular diffusion during initial stages. The concentration of molecular diffusion is about 1 times to 4 times larger than to that of convection diffusion during late stages. Through analysis, the diffusive boundary layer near the interface can be obtained. In addition, the release will increase with particle size decreasing, and the release will be influenced much more by the size change when the particle size is relatively big under different velocity.     

非均匀推移质运动参数提取

推移质运动机理复杂,准确提取推移质颗粒运动参数为推移质运动的微观理论研究提供基础。本文以水槽试验拍摄的视频为基础资料,通过一定方法对其做一系列的处理,将视频中运动推移质颗粒标记出来,得到推移质颗粒的位置坐标,文中给出了由原始视频到提取出推移质颗粒位置坐标的详细过程:通过编程等手段计算出推移质颗粒的一些运动参数,如粒径,运动位移,运动速度,运动和静止时间,对提取结果进行展示,并给出这些参数随时间的变化过程。