A hydrogeomorphic dynamics approach to assess in‐stream ecological functionality using the functional flows model,part 1—model characteristics

The functional flows model integrates hydrogeomorphic processes and ecological functions for stream physical habitat evaluations. Functional flows are discharge values that serve ecological uses. Assessments of functional flows are based on evaluation of shear stress dynamics. The analysis is based on the occurrence of sediment transport regimes defined by threshold values of Shields stress estimated from discharge (Q), a parameter (f) governing depth response to incremental discharge changes, water surface slope (S) and media grain size (D₅₀). As an example, the model was tuned for fall‐run Chinook salmon spawning. Ecological functions studied were bed occupation (spawning, incubation and emergence) and bed preparation (river bed reworking periods)—both reliant on shear stress dynamics. A numerical experiment and sensitivity analysis using a wide range of realistic values of input variables indicated the effect of each variable on flow functionality. Combinations of S = 0.001, 0.005 and 0.01, D₅₀ = 0.02, 0.05, 0.1 m, f = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 and four sediment transport stages produced 144 scenarios. Ranges of functional flows were greater for scenarios for low f (0.2) with low slope (0.001,0.05), for high f (0.5) with small grain size (0.02 m) and for intermediate low f (0.3) with coarse grain size (0.1 m). The functional flows model incorporates in‐stream habitat processes by including metrics of hydrologic, hydraulic, geomorphic and ecologic dynamics. Model uncertainties related to input data, calculation algorithms, and model structure are analysed. Functional flows analysis can be useful in studying water management alternatives to improve habitat conditions for target species and lifestages. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

巴音河下游河床渗透系数空间变异性研究

河床垂向渗透系数是研究河流与地下水转化关系和转化强度的重要水文地质参数。选取柴达木盆地巴音河为研究对象,采用水头下降竖管试验法测定了巴音河下游细土平原带38组河床垂向渗透系数,利用传统统计学方法检验分析了其分布规律和空间变异性。结果表明,河床沉积物垂向渗透系数(Kv)在1. 77～15. 56 m/d之间变化,总体呈现正态分布,且沿流程逐渐变小。河中心沉积物的Kv值明显大于河两岸,但其变异系数小于两岸。沉积物的颗粒大小与分布是导致河床沉积物垂向渗透系数变异的关键因素,河流形态与交互带水文过程对河床沉积物Kv的影响也不容忽视。     

广西悬移质泥沙测验模式改革思路探讨

从广西河流及河流泥沙特征,经济社会发展对泥沙信息的需求变化,以及目前广西悬移质泥沙测验工作存在的误区等对广西悬移质泥沙测验模式改革的紧迫性进行了论述,并提出了改革思路。     

静水中粘性细颗粒泥沙絮凝临界粒径的确定及其影响因素分析

将胶体化学的DLVO理论引入到泥沙絮凝问题的研究中,从力学角度提出了一种分析确定泥沙絮凝临界粒径值的新方法,并力求从量级上对影响泥沙絮凝的各种因素进行了分析,与现有研究成果对比,表明本文提出的方法可以用于分析和确定静水中泥沙的絮凝临界粒径值,动水中絮凝临界粒径的确定方法有待更进一步的研究.     

黄河干流泥沙优化配置模型及应用

黄河泥沙配置是一个典型的多目标规划问题.为此,研究出了黄河泥沙配置基本方程,建立了黄河干流泥沙优化配置数学模型.运用数学模型计算分析了不同水沙和工程条件下黄河干流泥沙配置方案.     

珠江长州断面底泥重金属污染潜在生态危害评价

测定了珠江广州河段长州断面底泥中重金属镉、铬、铜、铅的质量比,采用Tessier形态分类法对它们在底泥中的存在形态进行了提取和测定。监测分析表明,该断面底泥中镉、铬、铜、铅质量浓度均高于全国湖泊底泥中的平均值。该断面底泥中镉、铬、铜、铅质量比分别为广东土壤背景值的49.50倍、3.62倍、14.24倍、5.51倍,底泥成为这些重金属的富集地。镉以可交换态为主,占总量的比例为47.47%;铬和铅以残渣态为主,占总量的比例分别为42.35%和47.28%;铜主要以有机态及硫化物结合态为主,占49.06%;残渣态较低,占18.26%。采用潜在生态危害指数法对该断面底泥中的镉、铬、铜、铅进行了潜在生态危害评价,结果表明:镉潜在生态危害强,铬、铜、铅的潜在生态危害轻微。     

几种模型沙激光粒度仪测试结果与筛析-沉降法的比较

为了解激光粒度仪法和传统的筛析-沉降法在模型沙粒度测量方面的差异,用这两种方法对几种模型沙样品分别进行了粒度分析。结果表明,激光粒度仪法测试的结果偏粗,分选偏差;上述两种方法获得的平均粒径或分选系数之间均存在显著的线性相关性。激光粒度仪法测定的粗颗粒物质（小于 2.184 Φ）和细颗粒物质（大于 4 Φ）比筛析 - 沉降法偏多。对不同的粒级组分进行了激光法和筛析 - 沉降法的回归分析,粗颗粒物质相关性好,可以进行数据间的转换。     

下游码头建设对上游水文站监测的影响

文中采用二维数学模型,选取几种水文组合条件,计算分析得出：工程对水文站附近水位、流速、流态、抉沙力等水动力条件都有一定的影响,对其正常运行不利,影响正常监测。     

两相非均质流输沙平衡关系及挟沙力研究

对非均质流挟沙力研究现状分析表明,目前悬移质水流挟沙力公式存在的问题:一是未能正确反映水流势能转化为动能过程中必须考虑的阻力因子;二是未能正确处理泥沙颗粒的非均匀性特点;三是未能正确计算悬液黏度对颗粒沉速的影响。本文基于大量室内平衡输沙试验及野外河渠准平衡输沙观测资料,建立了非均匀沙悬移质输沙平衡关系,得到了新的适用于各级含沙量的非均匀沙悬移质挟沙力公式。进而根据建立的输沙平衡关系,得到了挟沙水流的不淤流速及阻力坡降关系,可用于河道治理及渠系设计。     

新水沙条件下黄河下游泥沙均衡配置方案

由于自然气候条件的变化和人类活动的影响,黄河下游的来沙量大幅减少,为了维护黄河下游河槽均衡稳定、治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展黄河下游泥沙均衡配置研究。采用黄河下游泥沙均衡配置数学模型,按照新水沙条件和配置模式,计算了黄河下游泥沙均衡配置方案,计算结果表明,来水来沙条件对泥沙配置状况的影响较大,一般年来水量约260亿m3条件下,如果年来沙量少于4亿t左右,黄河下游河槽不淤积萎缩,修建防护堤对增大平滩流量有一定作用,滩区放淤可以改善泥沙分布状况。通过对各配置方案综合评价,提出了建议方案及不同配置方式的泥沙配置比例。