关于置换法监测黄河水悬浮物的问题与建议

１问题的分析目前,黄河水悬浮物的监测,采用悬移质含沙量的测验方法———置换法进行。应用该法测定黄河水悬移质含沙量的前提条件有３个：一是用本河段澄清河水检定比重瓶,以消除河水溶解质的影响;二是正确选取本河段泥沙密度值,以便确定置换系数Ｋ值;三是满足置换...     

阿勒泰地区水文站悬移质含沙量测验探讨

通过开展悬移质含沙量测次精简工作,建立水位落差和悬移质含沙量之间的关系,最终推算不同水位落差节点的悬移质含沙量,在一些流域悬移质含沙量巡测方案中被认为较为行之有效。以新疆阿勒泰某水文站为研究实例,重点探讨不同水位落差节点的悬移质含沙量,从而减少悬移质泥沙测验的次数,提高含沙量巡测的效率。结果可知:水位落差和断面平均含沙量基本呈现指数级的变化,采用水位落差方法下的悬移质泥沙测验的次数相比于原测验方案有明显减少,占原方案测验次数的比例在49. 2%～67. 4%之间,相比与原悬移质泥沙的测验方案,水位落差方法下的泥沙测验方案布局更为合理。     

喀什地区水文测站单断沙关系分析

基于喀什地区某水文悬移质泥沙测验数据,对该测站断面平均含沙量与单位含沙量之间的相关关系进行分析。结果表明:该站点单断沙比例系数为0. 975,符合《河流悬移质泥沙测验规范》精度要求。在单断沙关系系数分析基础上,可在日后泥沙测验中,对不同水位下的单样含沙量进行测定,并间接推求对应的断面平均含沙量,从而降低悬移质输沙率的测验工作量,提高含沙量整编的精度。研究可为实现该站点悬移质泥沙间测提供重要的参考依据。     

黄河中游测区输沙率与流量异步施测法分析

在悬移质输沙率与流量异步施测法基本原理分析的基础上,采用理论公式法及经验相关法对测点位置流速权重系数进行了分析计算;根据河流断面特性,建立了多年综合及相邻流量测次累积面积百分数与累积流量百分数相关曲线法等不同的部分流量权重系数借用方案。经实测资料检验,输沙率与流量异步施测法的计算误差符合《河流悬移质泥沙测验规范》的精度要求,能满足悬移质泥沙测验的生产需求。     

青岛市环胶州湾各河流输沙特征分析

通过对青岛市环胶州湾各河流上的水文站历年含沙量、输沙量资料分析计算,推求出各河流的入海输沙量,并对输沙特征进行分析评价,最后得出以下以下结论:(1)从空间分布来看,胶州湾河流输沙主要来自胶州湾西北部和东北部。(2)河流属中沙河流。河道上游多年平均含沙量和输沙模数均大于河道中下游。(3)输沙量年际变化较大,最大年输沙量是最小年输沙量的518.7倍,且年降水量较大时,年入海水量也较大,年输沙量也较大。(4)河流悬移质颗粒特征为河流从源头到河口,泥沙粒径是不断减小。     

河流泥沙测验仪器的研究

为了解决河流的泥沙测验问题，人们试图用各种物理原理和方法来研制测沙仪，但是，均未达到满意的结果。分析了几种测沙仪的原理及其存在多参数的不足，介绍了振动式悬移质测沙仪的工作原理、主要技术指标、比测实验及试用情况。     

从正交曲线坐标推求悬移质运动扩散方程

从正交曲线坐标推求悬移质运动扩散方程熊治平（武汉水利电力大学）一、引言河流泥沙工程学中￣［１］，扩散理论是用来研究悬移质运动的基本理论之一。建立在扩散理论基础之上的悬移质运动扩散方程即悬移质含沙量随时空变化的微分方程，目前一般只应用于直角坐标系中。而...     

三峡水库入库泥沙实时监测试验研究

入库泥沙实时监测是三峡水库科学调度的重要基础。长江委水文局以比浊法浊度仪为主要研究对象,对三峡入库悬移质泥沙进行了1 500余次比测试验。并考虑不同水力和泥沙因子对含沙量的影响,提出了浊度与含沙量非线性回归模型及精度指标。研究表明,比浊法浊度仪施测浊度具有时效性强、性能稳定、自动化程度高等特点,计算含沙量过程与传统方法得到的含沙量变化过程一致,沙峰含沙量、次洪输沙量推算误差均能满足三峡水库科学调度的需要,可为三峡水库科学调度提供技术支撑。     

实测悬移质泥沙年输沙量改正方法

在悬移质泥沙测验中,由于无法测到近底层悬移质含沙量(简称近底悬沙),因此使实际测算的输沙率(主要是床沙质部分)与真实值不符,往往相差较大。从而使年输沙量的成果精度受到影响,必须予以改正。改正年输沙量的问题,实质上是如何改正床沙质输沙率的问题。对此,以往研究较多的是解析法。由于解析法理论上不够完善,在运用该法进行计算所引用的天然河道比降,又往往不易准确观测,计算所得输沙率改正值往往误差过大,该法很难实际应用。因此,我们曾对经验法,即根据本站较精密的资料来进行改正计算作了研究,但由于如何计算概化垂线上的测点流速、含沙量与颗粒级配才能使垂线平均与断面平均     

床面附近泥沙交换率在悬移质输沙计算中的应用

总结并分析了关于悬移质运动方程的源/汇项或底部边界条件的已有的处理方法.认为在悬移质输沙计算中,这些方法因引入了平衡输沙概念、忽略了推移质颗粒对悬移质运动的影响或因缺乏床面附近泥沙质量交换率的理论表达式,均存在着某些不足.运用床面附近泥沙质量交换率理沦,对一般的悬移质输沙方程的底部边界条件进行了新的探讨,并提供了关于一维和垂向二维悬移质输沙的计算实例.     

基于水体光学分类的鄱阳湖悬沙浓度反演方法研究

鄱阳湖是我国重要的湿地生态系统,对调节流域的水沙变化有着重要作用。由于鄱阳湖湖区面积广,内部差异大,单一的悬浮泥沙反演模型不足以准确反演出湖区的悬浮泥沙浓度。以实测的反射光谱数据、泥沙浓度数据为基础,提出一种基于分类后的反演模型,即根据实测数据的光谱形态特征分类出5种典型的水体类型。在此基础上,将分类后的各类水体分别建立各自合适的反演模型进行反演。结果表明基于水体分类的经验模型反演达到满意效果,平均绝对误差为0.00217g/L,平均相对误差为3.022%。基于分类后的经验反演模型适用于鄱阳湖悬沙浓度分布的监测研究,有助于更加宏观、准确的掌握鄱阳湖泥沙浓度的空间分布和变化,为保持鄱阳湖资源的可持续开发与利用提供决策依据。     

现场抽滤法在悬浮物浊度分析中的应用探讨

以悬浮物浊度标定为研究对象,通过对不同分析方法得到的浓度结果与浊度仪之间相关性的分析,探索悬浮物浓度测量的较佳方案。根据实测数据的对比分析,发现现场抽滤法相较于自然焚烧法、室内抽滤法和沉淀烘干法,具有省时间、低费用、高效率和可靠性高的特点。主要原因为室内各类分析方法相较于现场抽滤会出现较多不确定的影响因素,包括运输存储过程中容器瓶壁的吸附作用、水样微生物的滋长以及方法本身的系统误差,如焚烧法操作过程,有机物在高温环境下挥发,致使分析处理的研究对象与观测仪器所测不同,导致产生比较大的误差。现场抽滤法不但适合在水流比较平稳的内河使用,而且在流态复杂,泥沙浓度变化较大的河口地区的泥沙浓度测量中也具有的较强实用性。     

Einstein床沙质输移理论的再研究——关于粗颗粒床沙质输沙率的计算

本文讨论了H.Rouse泥沙浓度分布公式的数学性质.在此基础上,将悬浮指数z<1的泥沙定义为细沙;将z≥1的泥沙定义为粗沙。本文推导了粗沙情况下床沙质输沙率的解析计算公式,经与数值结果比较,表明本文的推导是正确的。     

Experiments on bidisperse,constant-volume gravity currents: propagation and sediment deposition

Laboratory experiments show that the propagation and sedimentation patterns of particle-laden gravity currents are strongly influenced by the size of suspended particles. The main series of experiments consisted of fixed-volume releases of dilute mixtures containing two sizes of silicon carbide particles (25 μm and 69 μm mean diameter) within a 6-m flume. Polydisperse experiments involved mixtures of five different particle sizes and variation of the amounts of the finest and coarsest particles. All variables apart from the initial relative proportions of particles were identical in the experiments. The effects of mixing different proportions of fine and coarse particles is markedly non-linear. Adding small amounts of fine sediment to a coarse-grained gravity current has a much larger influence on flow velocity, run-out distance and sedimentation patterns than adding a small amount of coarse sediment to a fine-grained gravity current. The experiments show that adding small amounts of fine particles to a coarse-grained current results in enhanced flow velocities because the fine sediment remains suspended and maintains an excess current density for a much longer time. Thus, the distance to which coarse particles are transported increases substantially as the proportion of fines in the flow is increased. Our experiments suggest that sandy turbidity currents containing suspended fines will be much more extensive than turbidity currents composed of clean sand.     

基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演

为了对南海近岸海域海水悬浮泥沙与叶绿素a进行浓度估算,基于Landsat-8数据确定悬浮泥沙与叶绿素a的敏感波段并构建估算模型。结果表明,Landsat-8数据第一、二、四波段对悬浮泥沙浓度较为敏感,第一、二、三波段对叶绿素a浓度较为敏感,而以上单波段仍不能单独用于准确提取该区悬浮泥沙与叶绿素a,故建立多种形式的统计模型。由第一、二、四波段线性组合形成的悬浮泥沙浓度反演模型的相关系数达到0.904,平均相对误差为10.24%,反演精度为89.76%。由第一、二、三波段线性组合形成的叶绿素a浓度反演模型的相关系数达到0.886,平均相对误差为11.27%,反演精度为88.73%。     

波致海床瞬态液化对再悬浮贡献率的深度学习预测方法

波致瞬态液化渗流导致海床内细粒沉积物向海水中运移,这一过程对海底沉积物再悬浮的贡献率不容忽视,但是贡献率的准确估计和预测比较困难。本研究将黄河水下三角洲的观测数据(包括水深、有效波高、有效波周期、实验舱内悬沙浓度、实验舱外悬沙浓度)作为模型输入数据集,基于长短时记忆循环神经网络建立了瞬态液化对再悬浮贡献率的深度学习预测模型。为了客观评价模型的性能,以平均绝对百分比误差、均方根误差和平均平方误差-标准偏差为评判标准,将该深度学习模型与其他预测模型(支持向量回归模型、人工神经网络)的预测结果进行了比较。结果表明,基于长短时记忆循环神经网络的深度学习模型对3.5d以内的瞬态泵送再悬浮贡献率预测误差最小,其平均绝对百分比误差、均方根误差和平均平方误差-标准偏差分别为5.87%、1.6730、0.1574。因此,该模型可以有效地减少机器学习方法在连续预测中产生的误差叠加问题。     

福建安海湾表层沉积物粒度特征及其现代沉积过程分析

通过对福建安海湾表层沉积物的粒度分析和对比,应用系统聚类分析、粒径趋势模型和切应力计算公式,探讨了研究区粒度的分布特征、沉积环境分区、表层沉积物输运趋势及其影响因素.研究结果表明,研究区包括6种表层沉积物类型,以黏土质粉砂和粉砂为主,沉积物大体呈现自海湾两侧潮滩向潮汐通道变粗的分布趋势.表层沉积物粒度的分布特征与水动力条件和物质来源密切相关,湾口附近及湾内深槽内,细颗粒的沉积物被再悬浮带走,粗颗粒的含量增大;在湾内潮滩上,悬浮物质因水动力作用逐渐减弱发生分选沉降,形成向岸变细的横向分异.海湾外泥沙随潮流不断地向海湾东侧岸滩运移,海湾周边陆源来沙由湾顶部往湾口方向下泄,两者是导致表层沉积物出现明显的顺时针方向汇聚趋势的原因之一;表层沉积物的输运趋势、悬浮泥沙的输运、潮滩植被与湾口沙嘴的遮蔽效应共同影响了研究区内浅滩地形的形成和变化.研究区可分为四类沉积环境区,以潮滩和潮汐通道环境为主,不同沉积区内的粒度参数、粒级频率和敏感粒级均有差异,动力条件差异和不同物源的影响程度是现代沉积环境格局的主要影响因素.     

悬浮泥沙对藻类生长影响的实测与分析

通过对长江下游镇扬段的牛轭湖—内江的泥沙、水质、光强、藻类等进行现场监测和数据分析,探讨了内江悬浮泥沙对水下光强的衰减规律以及对藻类生长的影响。结果表明:内江水体中存在80%以上的粒径小于75μm的微细悬浮颗粒,其中不易沉降的粘土颗粒占到20%～50%左右,枯水期平均含量为40 mg/L,丰水期平均含量为70 mg/L,而藻细胞生物总量基本都在100万个/L以内,其中绿藻、硅藻为优势种。数据分析表明:泥沙对水下光强的衰减遵循指数函数衰减规律,光衰减系数与泥沙含量呈较好的线性相关性,内江的优势种绿藻、硅藻的生物量与泥沙含量呈显著的指数相关。认为,泥沙通过衰减光强间接地抑制藻类繁殖,这一抑制作用可以由泥沙含量和藻细胞密度之间的关系进行定量。     

基于ADCP反向散射强度估算悬沙浓度在洋山港的应用研究

洋山深水港地形差异大,流态复杂,在宽阔的西口门和窄深东口门,以传统方法同步开展悬沙输移监测十分困难。详述了在颗珠山汊道应用ADCP走航测沙的实现方法,结论显示,与传统代表垂线法成果相比,通过ADCP声反向散射信号计算的垂线平均含沙量,其对比标准差约为6%,随机不确定度在12%(置信水平为95%)左右,误差分布基本成正态,两种方法之间的断面输沙率相关系数达到0.96,可见,利用ADCP的声反向散射信号,只要标定得当,在洋山港区得到的垂线平均含沙量和断面输沙率是可信的,该技术将为洋山港区关键控制断面悬沙监测提供新思路。