钱塘江河口细颗粒泥沙起动流速研究

采用泥沙水槽试验研究了钱塘江河口不同粒径的泥沙起动流速。针对室内水槽试验水深条件的局限性,提出了以实测含沙量过程线拐点附近相应的垂线平均流速为泥沙起动流速的方法,得到了水深范围介于0.15～13.6m、中值粒径介于0.002~0.07mm的泥沙起动流速。张瑞瑾、窦国仁公式与沙玉清泥沙起动公式对比结果表明,各公式对于浅水深的水槽试验值均有较高的计算精度,而对于大水深起动流速均明显偏大。以张瑞瑾公式为基础,通过多元回归分析法修正有关系数,建立了适合于钱塘江河口细颗粒泥沙的起动流速拟合公式。     

虎门港淡水河进港航道工程水流泥沙试验探讨

东莞市虎门港淡水河进港航道工程位于淡水河河口,淡水河河口与狮子洋水道交汇,是江海过渡段,受两岸已建码头边界条件和径流、潮流两股水流动力影响,水流、泥沙条件比较复杂。本文采用实测资料整理分析、数学模型模拟计算和物理模型试验等手段,分析论证工程建设后航道的水动力条件变化,航道泥沙淤积情况。     

滩槽泥沙交换对长江口北槽深水航道回淤影响的分析

黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中运动的主要特性之一是存在多种不同尺度的输运形态。就长江口而言,其中1～2 m近底水流驱动下的高浓度悬沙输运应加重视。现场观测表明,近底高浓度悬沙的生成与黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中的沉降特性有关,其输运对航道回淤的影响表现为滩槽之间的泥沙交换。初步估计横向水体高浓度悬沙输运造成12.5 m深水航道中段2 000万～3 000万m3的年回淤量是可能的。这可能是造成航道中段集中回淤的重要原因之一。     

滩槽泥沙交换对长江口北槽深水航道回淤影响的分析

黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中运动的主要特性之一是存在多种不同尺度的输运形态。就长江口而言,其中1~2 m近底水流驱动下的高浓度悬沙输运应加重视。现场观测表明,近底高浓度悬沙的生成与黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中的沉降特性有关,其输运对航道回淤的影响表现为滩槽之间的泥沙交换。初步估计横向水体高浓度悬沙输运造成12.5 m深水航道中段2 000万~3 000万m~3的年回淤量是可能的。这可能是造成航道中段集中回淤的重要原因之一。     

粘性细颗粒泥沙水流挟沙力计算公式

通过分析水流挟运粘性细颗粒泥沙的力学机理及其相关因素，综合粘性细颗粒泥沙试验成果，运用“制紊动”的概念及“制紊假说”，推导了一个粘性泥沙公式流挟沙力计算公式。     

潮汐环境下细粒泥沙沉降速度研究述评Ⅲ——沉速的影响因子*

作为“潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评”的第3部分,在前人大量理论和试验研究的基础上,对决定细颗粒泥沙沉降速度最重要的3个因子（含沙量、盐度和温度）影响沉速的方式进行了综述。通过对比与分析认为：1）含沙量是影响沉速的主要因子之一,当含沙量在一定范围内,含沙量增加沉速增加;当超越一定限度,含沙量增加,沉速反而减小,存在一个最佳絮凝含沙量区间。2）温度与沉速的关系还需进一步探索;盐度与沉速的关系也存在一定争议,可能存在最佳絮凝的盐度条件。3）含沙量、盐度和温度均能显示其对细颗粒泥沙沉降速度程度不一的影响力,且各因子对沉速的影响关系并非单一、较为复杂,不同地域、时段和区段某些关键参数的差异较大。     

潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评I——基本概念与研究方法

在河口海岸研究领域,泥沙沉降速度是泥沙研究基础理论体系中一个最基本、最核心的物理量,它是直接表征泥沙动力学特征和影响河床底部淤积通量最重要的控制参数之一。综述分为3篇,第1部分主要从沉降定义入手分析,厘清基本概念,总结分析了细颗粒泥沙沉降速度研究方法。到目前为止,细颗粒泥沙沉降过程的环境敏感性特征已经得到普遍的认可,脱离一定的沉降环境,纯粹而笼统地认为向下运动的速度是对细颗粒泥沙沉降速度的曲解。在理论计算、室内试验和现场测量3类研究手段中,建议采用室内试验方法,但测控设备需进一步改进。     

盐水环境下细颗粒淤泥的起动试验研究

为掌握细颗粒淤泥在盐水环境下的起动规律,利用可循环水槽开展盐水0‰泥(仅水体含盐)、盐水盐泥(水体和泥沙均含盐)和0‰水盐泥(仅泥沙含盐)3个系列的泥沙起动水槽试验.基于PIV(粒子图像测速)系统和数字图像灰度处理技术实现泥沙起动流速的定量判别.结果表明:水体或黏性泥沙的含盐度越高,黏性泥沙越难起动.黏性泥沙起动流速与...     

取水工程对港内水流条件及泥沙回淤的影响

针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m/s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。     

环形水槽机理与应用研究

通过对环形水槽水流测试,得出流速垂向和径向分布.依据泥沙动水沉降试验,分析横向流对泥沙沉降影响,指出环形水槽应用前景。     

疏浚清淤脱水工艺及工程应用进展

目前针对疏浚底泥的减量化与资源化技术研究成果颇多，工程应用却依然存在较多技术难题。针对疏浚技术成果工程化应用难的问题，对目前疏浚清淤工程常用的疏浚方法、底泥脱水工艺、絮凝药剂的选配以及后期的余水深度处理技术工程应用进展进行总结分析，指出研究成果工程化应用的难点，并对今后疏浚工程管理与研究提出建议：一方面，应加强内河湖库底泥污染基础调查及治理规划，完善和健全相关法律法规与技术标准；另一方面，应加强设备智能化与自动化研发，促进产学研合作，加强成果转化。     

白洋淀疏浚底泥絮凝脱水试验及应用*

针对白洋淀生态清淤底泥土工管袋脱水絮凝的问题，开展土工管袋脱水试验研究及工程验证。进行无机絮凝剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂的复配小试和中试试验，提出适用于白洋淀土工管袋脱水的絮凝方案，并通过工程化实施，验证了絮凝方案的土工管袋脱水性能。研究采用分组试验的方法，以底泥絮凝后絮体大小、絮体强度和上清液清澈度作为评价指标。结果表明：复配絮凝剂投加量1.5%时，底泥絮凝效果最优，且余水水质化学需氧量（COD）、总磷（TP）改善明显，COD和TP分别削减83.92%和91.18%，土工管袋充填结束第30 d降低底泥含水率至低于55%。     

潮间带微生物系统对海岸泥沙影响研究进展

潮间带微生物系统对海岸泥沙性质的影响是近年来一个新的研究热点。微生物通过分泌生物膜及自身活动等方式与海岸泥沙发生作用而改变其性质,包括泥沙的物理性质、化学性质、絮凝方式等,并进一步影响泥沙的动力特性及运动规律。文章综合阐述了国内外潮间带微生物系统对海岸泥沙影响的研究进展,包括微生物及其生物膜的研究、生物因子和海岸泥沙的相互作用研究、沉积泥沙的生物稳定性研究、悬浮泥沙的生物絮凝研究。目前相关的结论大多为定性说明,缺少较为系统的理论分析及数学模型模拟,相关工作应是未来研究的重点。     

长江口细颗粒泥沙密实室内试验研究*

细颗粒泥沙密实速度问题是认识细颗粒动力过程重要的参数之一,也是决定地貌学数学模型表现能力的核心参 数。利用“大型可温控自动搅拌沉降试验筒”及音叉密度仪等,对3种取自长江口的原状沙样进行了密实过程试验,并分别 利用密度计法和迈克劳林公式计算了密实速度。通过对比发现:密度计法计算过程简化太多,不宜采用;迈克劳林公式物理 意义较强,适合作为密实速度计算公式。试验成果发现泥沙粒径是影响密实速度的重要影响因子,长江口细颗粒泥沙密实 速度大致为0.31×10-3~4.8×10-3 mm/s。     

淤泥质港泥沙研究技术创新与实践

文章基于天科院多年来在淤泥质港口工程实践中,所开发出的一些具有创新性的研究成果进行了综合概述。利用现场实测提出了利用风力推算水体含沙量的计算公式;根据细颗粒泥沙的特性研试了中子活化示踪沙技术;在浮泥运动特性的基础上开发了适航水深新技术;依据港口航道实测淤积规律,建立了一系列泥沙回淤计算公式。各项研究成果在各类港口工程的长期实践中得到验证,并结合港口发展形式对泥沙研究的趋势做了展望。     

瓜达尔港疏浚弃土对港内淤积的影响

在1996和2001年现场实测水文、含沙量、底质、波浪等资料基础上,利用二维潮流、泥沙数值模拟技术对工程区附近水域的潮流、抛泥后泥沙的沉积、部分细颗粒泥沙随涨、落潮流的运动情况进行了研究,同时就该部分细颗粒泥沙对航道的影响作出了评述。     

灌河口海域泥沙悬浮和沉降试验研究

掌握灌河口海域泥沙运动规律是开展灌河口航道整治研究的基础。以现场所取泥沙为研究对象,通过大型波浪水槽试验研究灌河口海域泥沙在不同的水深、不同的波周期和波高条件下的悬浮规律。通过静水沉降试验研究灌河口海域泥沙在不同初始浓度、不同水深下的沉降特性。结果表明,在极限波高情况下,水体上部区域含沙量较小,且沿垂线分布变化较小,但水体底部附近含沙量较大,总体上底部含沙量比上部水体含沙量大0.25~0.96 kg m^3;不同水深以及不同初始含沙量情况下,泥沙沉降速度0.08~0.20 cm s,与单颗粒泥沙沉速在同一量级,灌河口海域泥沙絮凝作用较弱。     

非均匀沙推移质输沙率的研究

本文根据拜格诺水流功率理论,推求出均匀抄和非均匀抄推移质输沙率公式。其中均匀沙公式结构形式与恩格隆公式完全一致,非均匀沙输沙率考虑到粗、细沙的相互影响,用隐暴系数加以校正,隐暴系数可从清水冲刷水糟试验资料反求,结果与林泰造公式非常吻合。用隐暴系数对盖斯勒起动机率进行修正,可以获得非均匀沙粗化的极限级配及粒径计算公式。该级配的平均粒径可以用作非均匀沙起动的判别标准。文中用野外和水槽试验资料对上述公式进行了初步验证,结果均是良好的。     

洋山港海区悬浮泥沙运动遥感分析

利用卫星遥感图片对洋山海域悬沙分布规律及运动趋势以及杭州湾、长江口泥沙运动对洋山港的影响进行了分析,提出了长江口下泄泥沙不会直接影响到大小洋山海域;洋山港海区高浓度含沙水体一方面受到杭州湾涨落潮水流携带高浓度泥沙的影响,另一方面水流围绕岛屿形成复杂回流区也造成局部高含沙,岛屿效应引起的局部高含沙是杭州湾岛屿群的共性。     

Fine sediment deposits in shelf seas

From field observations it appears that the top layer of a shelf bottom in general exhibits an intricate geographical pattern of sediment formations. Sediments of different composition are confined in distinct regions. This contradicts the idea that current and wave forces stir up bottom sediment and disperse it in a random way over the shelf; the dispersal process is counteracted by sorting mechanisms. In this paper the bottom patterns of fine cohesive sediments are considered. A specific sorting mechanism is studied which may explain the patchy structure of fine sediment deposits. It is shown that fine sediments can be trapped in bottom deposits which contain a fine sediment fraction high enough to prevent pore water motion in the shelf bed. This mechanism opposes sediment dispersal away from existing deposits. It may also explain the formation or the preservation of mud patches, even in regions where the bottom shear stress is relatively high.