砂质河床对悬浮物去除行为的试验研究

在用雨洪水回灌地下水前,利用天然河床滤除水中悬浮物,可以防止回灌时含水层的物理堵塞。为了系统研究悬浮物粒径、浓度及渗透流速对河床过滤效果的影响,设计和制作了水淘选装置,将河水表层沉积物按粒径分级后,用河砂作为过滤介质进行过滤,测定过滤介质的渗透性和悬浮物分布的变化。结果表明,中值粒径为12.9、7.3和2.3μm的悬浮物分别在表层(5cm)过滤介质内沉积,使该滤层的渗透性分别降低了91.3%、98.6%和99.7%后,可全部去除悬浮物。对于20μm以下的悬浮物,提高浓度会加快其沉积速率,使得悬浮物去除效果快速提高;而提高渗流速度,增加了悬浮物在过滤介质内迁移深度,不利于悬浮物的去除。     

台风“利奇马”对东中国海表层悬浮物浓度变化的影响

台风过程可使海洋悬浮物浓度的分布在短时间内发生极大变化,并影响海洋生态环境以及海洋资源的分布。受台风期间海洋观测数据的限制,台风过程对海洋悬浮物浓度的影响尚不明确。本文利用GOCI （Geostationary Ocean Color Imager,GOCI）卫星遥感数据,以2019年8月台风“利奇马”为例,对其过境前后东中国海表层悬浮物浓度的时空变化进行了定量研究。结果表明,台风“利奇马”对闽浙沿岸的影响程度最大,使悬浮物质量浓度中高值（≥5 mg/L）覆盖面积和浓度平均值分别增大92%和62%,影响持续时间为4 d;对长江口附近海域的影响程度次之,使悬浮物浓度中高值覆盖面积和浓度平均值分别增大19%和17%,影响持续时间为3 d;对苏北浅滩的影响程度最小,悬浮物质量浓度中高值覆盖面积变化不大,但浓度平均值增大了30%,影响持续时间为4 d。研究结果表明卫星遥感数据可以量化台风过程对东中国海表层悬浮物浓度的影响,弥补极端天气条件下无法进行现场观测的不足。     

三角帆蚌对水体悬浮物和叶绿素a消除量的研究

本研究在不同温度条件下分别测定了一龄(△1)和三龄(△3)三角帆蚌对水体中悬浮物和叶绿素a的消除量;研究了三角帆蚌对叶绿素消除效果与水体中藻类生物量之间的关系,并在池塘中挂养1200只三角帆蚌四个月。结果表明:三角帆蚌对水体中悬浮物和叶绿素a的消除率均随水温升高而提高,其中消除效果在总重量相同时△3>△1,较高水温条件下三角帆蚌在悬浮物中优先利用藻类;同一温度下,水体中藻类量增大时,三角帆蚌对叶绿素a的消除量增大而消除率却降低;在池塘挂养测试中与对照池塘比较,四个月后三角帆蚌因大量消除了池塘水中的悬浮物和叶绿素a,使池塘水体透明度提高从26cm提高到了80cm。     

臭氧氧化分解污泥的试验研究

臭氧氧化能有效地分解污泥,为对臭氧氧化后污泥性质的变化进行系统的研究,本文采用接触反应柱对污泥在臭氧氧化过程中性质的变化进行了研究。结果表明,在臭氧投量为0．1gO3／gSS时,污泥中的溶解性COD浓度从256mg／L增加到2126mg／L,污泥沉降速度由初始的0．19cm／min增至1．43cm／min,滤饼的含水率由初始的76．6％降至70．6％。臭氧氧化后污泥絮体被分解,产生大量悬浮粒子,使污泥上清液的浊度和悬浮物浓度增加。臭氧氧化处理后污泥的过滤性能恶化。污泥比阻增大。     

滨海地区咸淡水界面上含水介质水敏感性的实验

根据野外水文地质调查和研制的实验装置,在大沽河下游采集砂土样品,采用有机玻璃土柱进行咸水和淡水驱替试验,并通过盐浓度的突变和渐变来研究咸水-淡水界面的水敏感性。研究结果表明,当淡水驱替咸水时,含水介质的渗透性降低64%;但是,随着含盐量逐渐降低,渗透性降低缓慢,其降低幅度为50%;盐度降低越快,其渗透性降低的的速率越大。此外,观测到渗透性随着时间明显降低,而且这种降低是不可逆的。由于流入液含盐量的迅速降低,从含水介质释放的黏土颗粒(伊利石、高岭土和绿泥石)产生运移和截获,最后导致渗透性的变化。     

海洋表层气泡运动规律的研究

建立了海洋表层气泡运动和半径变化的数学模型,通过计算发现一定深度的气泡存在一个临界半径;在一定初始深度气泡的半径小于临界半径时不能到达水面,随着时间的增长,气泡半径逐渐变小,直至最终溶解;气泡的半径大于临界半径时,气泡随着时间的增长,半径逐渐增大,直至达到水面破碎;气泡的初始深度不同,其临界半径也不同;半径在临界点附近的气泡的存活时间最长.对海洋表层气泡运动规律的研究对了解海洋表层气泡的分布规律有重要意义.     

汛期黄河下游悬浮颗粒物粒度分布及其对铜离子的模拟吸附研究

为跟踪2004年6月19日至7月13日实施的黄河第三次调水调沙工程,2004年7月21日于东营胜利黄河大桥站位采集水样。对黄河下游悬浮物浓度、粒度分布进行了分析。结果表明,当天本站位悬浮物质量浓度为1.43 g/L,悬浮颗粒物粒度在63μm以下部分累积分布占99.3%。作者模拟汛期黄河下游河水的悬浮物浓度、年平均水温及pH,研究悬浮物对重金属Cu2 的吸附规律,并探讨了悬浮物浓度及盐度对吸附的影响。Cu2 在水体中会由于水解、絮凝、沉淀、络和等损失一部分,在研究吸附时对此部分进行了扣除。水体悬浮颗粒物对重金属Cu2 的吸附等温线吸附符合Langmuir方程。随悬浮物浓度的增加,其对Cu2 的吸附容量增大,吸附量减小。悬浮物浓度、pH一定时,在盐度为0~5时,吸附量随盐度的升高而迅速降低,当盐度在5~25时,吸附量基本不变。     

人工海水介质中CTAB在胶州湾沉积物上的吸附动力学和热力学行为

研究了人工海水介质中,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在胶州湾沉积物上的吸附动力学和热力学行为。结果表明:沉积物对CTAB的吸附动力学过程可以用伪二级模型进行较好的描述,拟合所得吸附速率常数k2随CTAB的初始浓度和温度的升高而增大。CTAB在沉积物上的吸附等温线可用Freundlich等温式来描述,而蒸馏水介质中,CTAB的吸附表现出两段特征。沉积物的吸附能力随着介质离子强度的增加而增大。计算得到的吸附活化能Ea以及热力学参数ΔH0、ΔS0和ΔG0表明CTAB在海洋沉积物上的吸附为物理吸附,是一个自发、放热、熵增加的过程。     

南海叶绿素a浓度垂直分布的统计估算

分析整理了1993—2006年近10 a南海北部海域、南沙海域和南海其他海域的叶绿素a浓度历史航次调查资料,基于前人提出的全球叶绿素浓度垂直分布的统计分析模式,根据南海表层叶绿素a浓度大小的不同分级,对南海叶绿素a浓度进行了参数化处理,拟合估算了南海各水层剖面的叶绿素a浓度分布值,并结合不同海区的环境特征,分析了南海叶绿素a浓度垂直分布与其海水物理环境的关系。初步分析结果表明,叶绿素a浓度随深度垂直变化的拟合曲线呈一定倾斜的正态分布特征,当表层叶绿素a浓度较低时,作为南海深水海盆区的代表,拟合值更接近实测平均值的分布,叶绿素a浓度高值集中在次表层剖面上;当表层叶绿素a浓度较高时,作为近岸区和河口区的代表,高值多集中在表层海水,拟合误差偏大。该统计估算模式对于揭示南海叶绿素a浓度垂直分布结构进行了有益的尝试,为发展适合不同海区特点的模式以及校正参数奠定了基础。利用该模式与海洋水色卫星遥感数据有效结合,将对南海叶绿素a浓度时空分布格局的研究具有重要的意义。     

钚在芬底湾海水中的浓度

在芬底湾的表层海水里,溶解钚的浓度为0.75—1.2mBg/100L。它同盐度呈正相关,这归因于钚在港湾混合时的凝聚作用。颗粒钚的浓度是钚的总浓度的30—60%。悬浮物在表层水中的浓度低于底层水,在近岸水中的浓度高于远岸水。悬浮物中钚的比活性为2.03±0.033mBg/g,它同表层沉积物中钚的比活性是一致的。海水中~(238)Pu/~(239'240)Pu的平均值和70年代初期的大气散落物中的比值相同,这说明芬底湾中的钚主要来源于大气散落。     

菲律宾蛤仔的生物扰动对沉积物颗粒垂直分布的影响

以化学稳定的荧光砂作为示踪颗粒 ,研究底栖双壳类软体动物菲律宾蛤仔对沉积物的扰动 ,探讨滤食性贝类通过生物扰动作用在水层—底栖耦合过程中的作用。实验表明 ,在整个实验周期 ( 15天 )内 ,表层示踪砂有 2 8.2 %悬浮进入水体 ,3 6.1%由表层垂直向下迁移 ,垂直迁移率为 1.65× 10 -5·g-1·cm-2 ·d-1;沉积物 8cm深处示踪砂分别有 2 7.0 %向上和12 .6%向下迁移 ,迁移率分别为 1.5 2× 10 -5·g-1·cm-2 ·d-1和 0 .61× 10 -5·g-1·cm-2 ·d-1。个体大小和摄食状态均对蛤仔的扰动作用有影响 :个体增大 ,表层示踪砂悬浮进入水体的量增加 ,以单位湿重表示的迁移率降低 ,但均无显著性差异 ;投饵组大于无饵组 ,除 8cm深处小蛤的垂直上移率外 ,其它无显著性差异。     

悬浮物对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)幼鱼肝脏溶菌酶、超氧化物歧化酶和鳃丝Na+-K+-ATPase活力的影响

在实验室条件下构建不同的悬浮物浓度环境，采用试剂盒分析方法研究了不同浓度悬浮物对半滑舌鳎幼鱼肝脏溶菌酶（LSZ）、超氧化物歧化酶（SOD）和鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力的影响。养殖水体中悬浮物浓度添加量分别为0（对照）、50、100、200和400mg／L，每5天采样测定一次，实验周期为25天。结果表明，当悬浮物浓度添加量为50和100mg／L时，肝脏LSZ和SOD活力与对照组无显著差异（P〉0．05），当添加量为200和400mg／L时，肝脏LSZ和SOD活力与对照组有显著差异（P〈0．05）；实验后期各实验组鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力与对照组均有显著差异（P〈0．05）。在悬浮物效应的25天内，各实验组肝脏LSZ活力呈峰值变化，10天时除100mg／L浓度添加组外均达到最大值；而肝脏SOD活力在50和100mg／L浓度添加组略有升高，在200和400mg／L浓度添加组则基本呈下降趋势；鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力前10天各实验组较对照组无显著变化，之后则显著降低，后期基本趋于稳定，其活力低于初始水平；实验结束时，各实验组其肝脏LSZ、SOD和鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力相对于对照组都受到了不同程度的抑制，其中各实验组鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力抑制率分别达到了27．6％、65．2％、57．0％和71．1％。     

热带西太平洋砂壳纤毛虫的多样性

为了探明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫的多样性、垂直分布及纬向变化，我们于2012年11-12月在该海区四个断面采集了0-200 m的水样。共检出砂壳纤毛虫39属124种，多数种类喜好生活在表层和次表层。砂壳纤毛虫种丰富度、丰度以及多样性指数的高值主要出现在比叶绿素浓度最大值稍浅的位置，与温度和叶绿素浓度显著正相关，与盐度和采样深度显著负相关。多数优势种与环境因子间的相关性不显著。热带西太平洋海区砂壳纤毛虫多样性极高，各站种丰富度在25-52之间。在从表层至75 m处的多数采样点香农指数均大于3。该海区砂壳纤毛虫冗余种的比例很高，占砂壳纤毛虫总种类数的87.90%，贡献了砂壳纤毛虫60.38%的丰度，表明热带西太平洋海区砂壳纤毛虫群落对饵料组成和摄食压力改变的应对能力很强，稳定性很高。     

PE-SCA101携砂剂的携砂机理及流变特征研究

为解决岩屑回注过程中回注浆的稳定性难题,研制了PE-SCA101携砂剂,并对携砂剂的携砂机理进行了研究。结果表明,携砂液的粘度不是影响携砂能力的主体因素,携砂液携砂能力是岩屑颗粒粒度、携砂液粘度、屈服应力、表面活性和加砂比等综合作用的结果。当岩屑颗粒直径为161μm,PE-SAC101加量0.2%,加砂比为10%～25%时,可配制成稳定的悬砂浆体系。     

北部湾悬浮颗粒现场剖面测量与粒度分析

应用LISST-100现场激光粒度仪于2006年8月在北部湾首次进行了悬浮颗粒剖面测量，获得了整个垂直剖面的悬浮颗粒现场粒径分布、体积比和光衰减系数，并计算得到了垂直剖面的总浓度和各层的粒度参数及粒级组成。结果表明，悬浮颗粒自上而下均为双峰分布，只是表层的双峰位于5．57μm和34．4μm，中间层和底层的双峰位于34．4μm和129．4μm。悬浮颗粒体积比自上而下逐渐增大，到达底层时达到最大。光衰减系数的变化趋势与颗粒体积比非常相似，且二者存在很好的相关性，相关系数高达0．98。整个垂直剖面上，表层粒度较细，随着深度增加粒度逐渐变粗，到达底层时粒度最粗。悬浮体总体上正偏，峰态值较小，分选较差。粒度以砂为主，粉砂含量次之，不舍黏土。     

U型钢板桩横向承载性能模型试验研究

采用1∶5的比尺模型试验,研究了横向加载过程中U型钢板桩的位移和土压力响应以及破坏模式,并对比分析了不同土质干湿状况、加载速率、埋置深度以及加载高度等影响因素下U型钢板桩位移和土压力的变化规律。试验结果表明,当U型钢板桩凸面加载时,位移随埋置深度、加载等级、加载高度的增加而增加,干砂中的位移大于湿砂中的位移;当凹面加载时,位移随着埋置深度的增加而减小,随着加载等级的增大而增大,在不同加载高度与不同土质干湿情况中差别不大。随着加载力增大,U型钢板桩在受力侧土压力分布呈现“R型”分布,且土压力均随着埋置深度与土体含水率的增大而增大。在加载力作用下桩体产生转动,并随着加载力的增大在距钢板桩底部约1/3埋置深度处发生弯曲。     

湛江东海岛潮间带表层沉积物粒度的分布及与环境要素的相关性

于2011年7月对湛江东海岛潮间带表层沉积物粒度及沉积环境要素进行了调查和分析.结果表明,东海岛潮间带表层沉积物可分为4种类型,即砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粘土质粉砂,砂和粉砂质砂是东海岛潮间带沉积物主要类型.其中,湛江湾区(Ⅰ区)、龙海天区(Ⅱ区)、雷州湾区(Ⅲ区)等3区的主要沉积类型是砂,粉砂是通明海区(Ⅳ区)的主要沉积类型.东海岛各区潮间带表层沉积物平均粒径在0.023~0.342 mm(1.55~5.46φ)之间,平均值为0.092 mm(3.45φ),各潮区颗粒大小总体表现为高潮区中潮区低潮区,且从西部东海大堤两侧的较小值沿东海岛南北两侧逐渐增大为东区的较大值.东海岛龙海天潮间带表层沉积物分选程度为中等至差之间,包含了从显著负偏态至正偏态的大多数类型,峰态多为宽平型和尖锐型.东海岛各区潮间带表层沉积物类型及其粒度分布特征是该岛沿岸潮流动力环境差异的直接体现,并直接影响沉积区的理化性质,表现为在沉积颗粒大的沉积区p H和CFe3+/CFe2+较高、有机物和硫化物含量较低,沉积颗粒较小的区域各环境因子变化规律相反.     

含聚污水水质变化规律及储层伤害机理研究

含聚污水的水质问题是目前聚驱注水油田最紧迫的问题之一,以渤海旅大10-1油田含聚污水为例,利用原子力显微镜、环境扫描电镜等微观分析手段,实验研究含聚污水中残余聚合物对悬浮物浓度和粒径中值,含油率以及结垢离子浓度的具体影响,并进行了含聚污水回注储层岩心动态损害实验。研究表明：当残余聚合物浓度由0 mg/L时逐级增加到150 mg/L时,注入水悬浮物浓度增加了近269.0%,粒径中值仅增加0.3μm,抽滤速度下降了99.3%,含油率下降了86.5%,镁钙离子浓度下降了18.0%。残余聚合物的絮凝作用以及对纤维滤膜的吸附作用是悬浮物增加、抽滤速度显著降低的主要原因,乳化作用使得常规含油率测定值偏低,且残余聚合物浓度及分子量越高,注入水水质变化趋势越明显。另外,单一残余聚合物对高渗透储层损害有限,其与悬浮物及含油的协同作用是主要伤害源。     

黄河口磷酸盐缓冲机制的探讨Ⅲ.磷酸盐交叉缓冲图及"稳定pH范围"

于 1 994年 5月— 1 995年 6月在实验室进行了不同磷酸盐浓度、pH条件下的悬浮物吸附解吸模拟实验 ,对黄河口磷酸盐的缓冲机制进行了探讨。黄河口悬浮物对磷酸盐的吸附量 (解吸量 )随磷酸盐浓度的增大而增大 (减小 ) ,零平衡时磷酸盐浓度 (EPC0 )值在 0 .4— 1 .3μmol/dm3之间 ,且随温度的升高和悬浮物粒度的增大而略有减小。黄河口悬浮物的线性吸附系数 (K)在 0 .0 3— 0 .40dm3/g之间 ,且随温度的升高呈线性关系增加 ,随悬浮物粒度的减小呈指数形式增加。盐度对EPC0 和K基本没有影响。在pH对黄河口悬浮物吸附和解吸磷酸盐的影响实验中 ,首次发现在pH约为 7.7— 9.3范围内存在“稳定pH范围” ,在此范围内悬浮物对磷酸盐的吸附量和解吸量不随水体pH值发生变化。此范围的大小和位置随实验条件不同而略有变化 ,稳定pH范围随温度的上升有所减小且左移 (pH减小方向 ) ,随着悬浮物粒度的增大稳定pH范围有所增大且右移。     

一种估算陆架上升流流速的新方法

依据海水中悬浮物垂直通量的计算公式 ,提出了一种利用悬浮物含量、垂直通量和静水沉速估算海水垂向流速的新方法。当悬浮物静水沉速未知时 ,可用判别方法对海水是否存在显著垂向流动做基本判断。同时采用估算及判别方法对东海9404航次两连续站111和410的实测资料进行分析 ,得出了410站的海水不存在显著的上升流动 ,而111站的海水不仅存在上升流动 ,流速约为2.6×10 3cm/s ,而且在时均情况下 ,上升流不能达到表层的结果。此判断结果与以往的观测和结论以及本次观测结果相吻合。