河流古洪水沉积物的判别方法研究

古洪水沉积物的判别在不同流域缺乏统一的判定方法。在总结已有判别方法的基础上,提出一套较为完整的判别方法,即对样品进行野外特征分析、年代分析、重矿物分析、粒度分析,再利用福克公式进行判定,综合比较后确定古洪水沉积,并将其应用于某山区型河流古洪水沉积物判别中。结果表明,古洪水沉积物样品与现代洪水沉积物在重矿物组成上基本一致,但组成的含量比现代沉积物低;粒度分析中的中值粒径、分选系数和偏态系数均较为接近,粒组含量与现代洪水沉积相比较大,古洪水沉积物满足福克公式中河滩沉积物的判别标准。该方法能较好地运用于实际河流中,可为进一步完善古洪水沉积物判别体系提供借鉴。     

颗粒粒径分布对泥浆絮凝效果的影响

为了探究颗粒粒径分布对泥浆絮凝效果的影响,通过室内絮凝试验,从絮凝剂添加量、泥面的沉降速率、底泥含水率、底泥渗透系数等方面分析了不同粒径分布下泥浆絮凝效果的变化。结果表明,随着泥浆中粉粒与粘粒含量比值的增大,APAM的最优添加量由400 g/t减至320 g/t, PAC的最优添加量由1 600 g/t增至3 600 g/t,经过两者絮凝后的泥面沉降速度和底泥渗透系数均随之提高;PAC对粘粒的沉降效果要优于APAM,经APAM处理后的底泥渗透性较好,相比无添加自然沉降的底泥渗透系数提高了约75%。     

长江宜昌至大埠街段砂卵石河床疏浚对航槽动力影响研究

为研究长江宜昌至大埠街段砂卵石河床疏浚对航槽动力环境的影响,采用基于非结构网格的二维水流模型,充分考虑下游沙质河床水位下降溯源作用,分析出口水位下降与疏浚共同影响下的航槽内水流动力特征变化。结果表明,在河床保持稳定的前提下,下游沙质河段水位下降2 m,水位下降向上传递沿程递减,至陈二口处水位降幅降至0.004 m,至宜昌水位降幅降至0.001 m以内,比降的影响表现为局部比降增大,增大区域主要集中在姚港以下;疏浚能提升航道水深,缓解航槽内的坡陡现象,但也会降低沿程河段的水位控制强度,下游水位下降2 m结合疏浚后,水位下降0.004 m将上延至周家河,宜昌水位降幅将增大至0.002 m。研究成果可为长江干线砂卵石河段航道尺度提升、航道维护等提供技术支撑。     

两种挟沙力公式在黄河游荡段的适用性研究

基于黄河游荡段花园口断面、水文站及夹河滩断面、水文站的实测数据,对张瑞瑾挟沙力公式和张红武挟沙力公式在黄河游荡段的适用性进行了分析。张瑞瑾公式结构简单,但准备数据过程复杂,通过分段函数拟合,给出了确定系数K和指数m的有效办法;张红武公式结构复杂,准备过程简单,且计算结果更贴近45°线。此外,张瑞瑾公式不需要实测的体积含沙量,强调一定水流条件下能够携带的碎屑物质量,适用范围更广;张红武公式则需要实测体积含沙量,强调挟沙水流对河床的冲、淤趋势,计算精度更高。与实测数据相比,两者均能反映水流挟沙力的情况,对所选用数据二者计算结果相关系数达0.985,说明在计算黄河游荡段挟沙力时两者均适用。     

粘性土起动流速影响因素试验研究

由于粘性土颗粒间粘结力的作用,使得其具有较强的抗冲性和较高的起动流速,这对河势的演变造成一定的影响。为此,通过粘性土起动试验,分析了淤积固结过程中粘性土的物理参量变化情况,建立了干密度、粘粒含量(粒径)与起动流速之间的关系。结果表明,粘性土的粘聚力随含水率的增大而减小,相同含水率条件下,粘粒含量越高粘聚力越大;起动流速随干密度、粘粒含量的增大而增大,粘性土起动流速受中值粒径的影响,实质上与粘粒含量对起动流速的作用相同。在此基础上分析了粘性土起动流速影响因素,提出了起动流速经验公式。研究结果为进一步分析粘性土层对河势演变的影响奠定了基础。     

三峡水库修建后长江中游城陵矶至九江河道冲淤变化研究

长江中游城陵矶至九江河段为典型分汊河道,分析该河段在三峡工程蓄水后的冲淤变化,对预测该河段河床演变发展有重要意义。根据2003~2016年城陵矶-九江河段实测水文地形等原型观测资料及冲淤量计算成果,对河道冲淤量、冲淤强度、河床冲淤分布和冲刷形态变化等方面从沿时和沿程上进行全面分析,发现河段整体呈持续冲刷态势,近年来冲刷强度显著增强,冲刷主要部位在枯水河槽,冲刷形式以深泓纵向下切为主,沿程以西塞山为界,上段整体表现为"槽冲滩淤",下段表现为"滩槽均冲"。     

赣江河漫滩沉积物的粒度分形特征及其对洪水的指示

基于赣江河漫滩相沉积序列的415个样品,利用分形理论分析了沉积物的粒度分形特征,并对比了平均粒径等传统粒度指标重建的洪水事件序列。研究结果表明,无标度区范围相关系数R2的平均值由0.75提升至0.82,沉积物分维值D的平均值为2.34,说明沉积物粒度分布的分形特征较好。分维值D与传统粒度指标中的平均粒径、偏态、粘土含量存在显著正相关关系,与砂和粗粉砂含量存在显著负相关。在洪水期,沉积物的粒度偏大,砂的含量较多,分维值D偏小,非洪水期正好相反。在辨识出的18个洪水年份中,分维值D可辨识出15个洪水年份,达到了83.3%,这表明了粒度的分维值D在基于河漫滩沉积序列的古洪水重建中有一定的应用潜力。     

基于电导率深度变化曲线的地层渗透系数变化趋势模拟方法

渗透系数(K)是影响地下水流运动和溶质运移的重要水文地质参数之一。为研究地层垂向渗透系数(K_v)连续变化情况,引入滤波处理电导率实测曲线法,建立了滤波后电导率(E′C)与K_v的回归模型。结果表明,K_v与E′C的深度变化曲线具有较好的相似性,利用所提出的估算方法可以对地层渗透系数进行合理的估计,掌握地层渗透系数沿深度连续变化的情况,区分地层渗透系数高低,具有较强的应用前景。     

基于1DtempPro和VFLUX的河床潜流交换通量量化研究

分析河床潜流带地表水与地下水相互作用规律对合理开发利用水资源,维持生态系统平衡意义重大。基于热示踪法探究河床潜流交换的时空特点,结合沃克河流域的试验数据,建模分析潜流交换过程中温度场的时空分布特征,对比不同深度的温度模拟值与实测值,利用1DTempPro和VFLUX计算得河床浅层交换通量,分析二者差异,并探究了交换通量对水位的响应。结果表明,温度场存在时间波动和分层现象,水热交换主要发生于潜流带浅层区域,深层温度与交换通量均较为平稳,水位变化对交换通量影响显著。潜流通量区间主要为20～180L/(m~2·d),计算时段内地表水补给地下水。该研究可为河床生态建设和保护提供依据。     

咸水层储能回灌溶液盐度变化对含水介质渗透性能的影响

基于现场勘测结果,结合实验室现有条件,建立定流量供液一维砂柱渗流系统。通过对砂柱试验系统进行回灌溶液盐度突、渐变试验,结合双电层理论揭示咸水层储能过程中含水介质渗透性能以及空间结构变化的主要原因。研究结果表明,地下咸水层储能过程中,回灌溶液盐度发生变化造成含水介质粘粒产生释放、迁移与聚沉现象,最终导致渗透性能在相对短时间内发生变化。回灌溶液盐度变化幅度与递减梯度越大,粘粒释放量也越大,渗透系数变化幅度增大。在回灌100%去离子水突变试验中,流出溶液粘粒浓度最高达8.6 g/L,相对渗透系数下降53.8%;渐变试验中,流出溶液粘粒浓度最高只有3.7 g/L,相对渗透系数只下降28%。     

基于集对分析的安徽省梅雨期降水空间特征研究

为分析安徽省梅雨的空间特征,据安徽省1957～2016年共60年14个站的逐日降水、气温资料,识别梅雨过程,得各站的入梅日、出梅日、梅雨期长度和梅雨量等特征值。基于南北气候地理分异规律,将安徽省分为江南、江淮和淮北3个区域,采用标准化指数对3个区域的梅雨量、年降水量的多寡进行状态划分,运用集对分析对3个区域间的梅雨量、年降水量的空间特征以及每个区域内梅雨量与其年降水量的关系进行分析。结果表明,江南、江淮和淮北3个区域的多年平均入梅日分别为6月15日、6月21日和7月3日,出梅日分别为7月9日、7月13日和7月20日,梅雨期长度分别为24、22、17d,多年平均梅雨量分别为323.2、232.1、194.3mm;无论是梅雨量还是年降水量,江南和淮北区域间的联系度都是3个区域中的最小值,而江淮和江南区域间梅雨量、年降水量状态的同一度最大,表明降水具有一定的地带渐变特征;3个区域内的梅雨量与年降水量状态的同一度都达到55%以上。研究成果有助于进一步认识梅雨现象与规律。     

柴河水库淤积泥沙物理特性分析

泥沙淤积是制约水库长期利用的关键问题之一,柴河水库自运行以来淤积物逐年增加,对此,采用声波钻机对库区典型断面展开现场取样,对取出的淤积泥沙样品开展土工试验。结果表明,库区表层淤积物干重度、粗沙含量沿程递减;泥沙干重度与粗颗粒泥沙含量随淤积厚度的增加而增大;库区淤积物干重度随泥沙粒径增大而增大;粒径为0.075~0.250mm之间的单颗粒泥沙沉速范围为6.281~30.026mm/s。计算单颗粒泥沙沉速时,泥沙粒径0.200mm时宜采用张瑞瑾公式,粒径接近0.100mm时宜采用艾益龄公式。研究成果可为水库淤积分析计算、泥沙运动数值模拟及物理模拟研究提供参考。     

长江流域与罗纳河流域生态修复对比探讨

长江、罗纳河均为世界上的大型河流,在生态环境修复与管理方面都积累了丰富的经验可相互借鉴,分析了两个流域在污染、洪水、泥沙状况、植被覆盖等方面的生态环境现状,并对应用于两个流域内的生态修复理念研究予以对比,获取了已见成效的修复理念,指出多种修复措施的联合运用是必不可少的策略,将会取得更大的成效.     

产业结构对能源消费的影响分析——以江苏省为例

研究了2000年、2002—2012年江苏省的产业结构与能源消费之间的关系.首先,使用灰色关联分析法分析了江苏省三大产业及生活用能与能源消费之间的关系,获得了灰色绝对关联度、灰色相对关联度、灰色综合关联度.分析结果表明,第二产业与能源消费的关联度最大.然后,使用对数回归分析法分析了各大产业对能源消费具体的影响程度,得出对能源消费总量影响最大的是第二产业.优化产业结构,提高能源使用效率,是实现江苏省可持续发展的重要任务.     

建立“长三角”醇醚燃料推广应用示范区的战略思考及建议

随着"长三角"地区经济的高速发展,该区域对能源的需求越来越大,能源资源的对外依存度越来越高。为了促进经济的可持续发展,在沪、浙、苏、皖、赣四省一市推广应用煤基醇醚清洁燃料,建立醇醚燃料推广应用示范区是现实可行的选择。其战略意义在于,可满足四省一市在未来经济发展中对能源需求的日益增长,降低能源对外依存度,改善环境状况,构建四省一市能源安全保障体系。沪、浙、苏、皖、赣四省一市甲醇原料资源充足,2008年甲醇产能达到250×104t/a,实际产量为95×104t,尚有155×104t/a产能处于闲置状态。据不完全统计,2008年江苏、安徽、上海在建和拟建的甲醇项目产能超过400×104t/a。此外,浙江省地处沿海,可利用地域优势进口国际市场的甲醇资源。目前已有一部分醇醚燃料生产企业先行发展,拥有成熟的甲醇燃料技术,具备推广应用的条件。在四省一市甲醇燃料推广应用示范区的建设中,应制定区域性产业政策,支持试点企业先行发展;制定示范区财政税收支持政策;建立示范区内多省、市协调发展机制;建立示范区内统一协调的应用推广系统;规范甲醇燃料市场,完善标准体系。     

长兴岛非均匀粉沙原状土起动流速特性研究

为确定长兴岛非均匀沙起动临界条件,对河流断面设计和岸坡稳定分析提供数据支撑。基于均匀沙起动的基本原理,采用最大起动等效粒径,推导出非均匀沙起动公式的微观构架,利用原状土起动流速试验,以泥沙的少量起动为起动标准,确定了泥沙起动的断面平均起动流速及公式中常量系数。并与已有公式做了比较,分析了差别及产生的原因。     

松西河水沙特性变化及冲淤响应

松西河为松滋河西支,为荆江河段分泄江流的主要洪道之一,近年来,其分流分沙量居三口之首。选取长江干流及松西河60余年实测水文资料,分析了人类活动影响前后松西河径流量、输沙量、水沙相关关系及分流分沙特性变化。结果表明,下荆江裁弯取直、葛洲坝修建、三峡水库蓄水运用等人类活动为松西河水沙特性变化的主要影响因素,其中,三峡工程的影响最为显著,三峡蓄水运用后松西河水沙特性变化与干流一致;随着三口分流分沙特性变化,松西河水沙特性已发生明显变化;三峡蓄水后松西河呈冲刷态势。     

基于集对分析的安徽省农业旱灾风险评估

基于区域灾害系统论的风险评估方法,将区域农业旱灾风险系统分为危险性、暴露性、灾损敏感性和抗旱能力4个子系统,提取了21个干旱指标,建立了农业旱灾风险评估指标体系,并基于集对分析评估了安徽省16个市2006～2016年的农业旱灾风险等级。评估结果表明,安徽省农业旱灾风险具有明显的时空差异性,旱灾风险等级具有从北向南递减的空间分布,即淮北(中险)江淮(轻险)江南(微险);2006～2016年间,安徽省处于微险的地区基本保持不变,处于轻险的地区有增加趋势,处于中险的地区有下降趋势。评估结果与安徽省实际旱情基本符合,表明集对分析用于农业旱灾风险评估有较好的应用价值。