黄河口泥沙颗粒表面电荷的微电泳研究

黄河是世界河流中携带泥沙颗粒最多的河流。泥沙的沉积不仅受物理因素,也受化学因素的控制,例如受表面电荷的控制。研究黄河口水中悬浮体颗粒的表面电荷,有助于探求河口区域的悬浮物沉积规律。 本文测定了不同盐度下黄河口水体中悬浮粒子的电泳行为,得到如下结果:(1)所有悬浮粒子均带负电荷。(2)粒子Zeta电位的负值随盐度增大而减小。这个结果与文献报道(欧洲一些河流的)情况一致。     

黄河三角洲潮滩高浓度悬浮沉积物的控制因素

黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是，目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此，本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深，波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测，对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示，在大部分时间里，黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m)，SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L，潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是，当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时，再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源，水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制，而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间， 1级海况下，流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反，在2级海况下，波致RSC大于流致RSC，例如，在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素，并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。     

基于电导率测定海水悬沙含量试验研究

为了寻求一种简单、快速、连续确定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率,建立起了悬浮泥沙含量与电导率之间的关系,并对影响上述关系的因素进行了分析,结果表明,悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系;盐度、颗粒粒径对电导率具有一定的影响,其中盐度的影响最大,颗粒粒径的影响较小。在盐度变化范围有限的高悬沙含量海区,用电导率的方法来实现现场监测悬浮泥沙含量是可行的。     

河口细颗粒泥沙的絮凝作用

本文对河口细颗粒泥沙絮凝作用的研究工作进行了综合评述．对盐度、有机物、水流切应力及悬浮颗粒的表面电荷等因素对河口细颗粒泥沙絮凝作用的影响规律及絮凝机理进行了总结和探讨．     

悬浮泥沙含量与电导率关系及其影响因素的实验研究

为了寻求一种简单、快速、连续测定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率.前期实验结果已经证明悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系.在此基础上扩大研究范围,并对影响悬浮泥沙含量与电导率关系的因素进行定量分析,结果表明,盐度、温度、颗粒粒径对电导率具有一定...     

悬浮泥沙含量与电导率关系及其影响因素的实验研究

为了寻求一种简单、快速、连续测定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率。前期实验结果已经证明悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系。在此基础上扩大研究范围,并对影响悬浮泥沙含量与电导率关系的因素进行定量分析,结果表明,盐度、温度、颗粒粒径对电导率具有一定的影响,其中盐度的影响最大,颗粒粒径的影响最小,几乎可以忽略。在此基础上通过大量的实验数据初步建立起在盐度、温度较大变化范围内电导率与泥沙含量的一般函数关系,为实现海水悬浮泥沙含量的现场电导率原位监测系统提供可靠的数据支持。     

天然水体中悬浮粒子表面电荷的研究

本文对近二十年来天然水体中悬浮粒子表面电荷的研究工作进行了综合评述。对盐度、离子强度、pH、金属离子及海洋有机物等因素对悬浮粒子表面电荷的影响进行了总结和探讨,并得出了最一般结论。     

基于遥感反演的莱州湾悬沙分布及其沉积动力分析

选用1986-2004年不同时期的LandsatTM/ETM+影像,利用2004年黄河口附近实测数据推导的表层悬浮泥沙浓度反演模型,结合水文气象资料、多年水深数据和极端天气数模结果,研究了莱州湾西南近岸海域表层悬浮泥沙分布特征,结果表明,受黄河丰枯水期的影响,莱州湾西南部海域悬浮泥沙高浓度区主要分布于黄河口附近海域和西南沿岸,其枯水期的覆盖范围一般大于丰水期的。受潮流高流速场控制,黄河口外悬沙浓度高值区与海底泥沙堆积区对应较好,泥沙主要来源于陆源输沙和泥沙再悬浮;在西南近岸浅海区悬沙浓度高值区主要形成于泥沙的再悬浮,在近岸出现轻微冲刷。风等其他海洋动力因素,一般情况下对悬浮泥沙扩散的程度和范围具有一定的影响作用,但悬沙受潮流场影响而形成的总体扩散趋势未发生改变;极端条件下,风暴潮流使莱州湾西南部近岸浅海区的悬浮泥沙浓度显著增加。     

河口细颗粒泥沙的絮凝作用

本文对河口细颗粒沙絮凝作用的研究工作进行了综合评述。以盐度，有机物，水流切应力及悬浮颗粒的表面电荷等因素对河口细颗粒泥沙絮凝作用的影响规律及絮凝机理进行了总结和探讨。     

海水中悬浮粒子的微电泳研究 Ⅰ针铁矿、δ-MnO2的电泳淌度与酸度、重金属离子及有机物浓度的关系

本文用微电泳的方法研究了针铁矿及δ—MnO2悬浮粒子的电泳行为。支持电解质的离子强度影响淌度的大小，但不改变等电点(IEP)。重金属离子在悬浮粒子上的吸附，使pH高于IEP时的表面电荷由负变正，而在pH低于IEP影响不大。小分子量的有机物如氨基酸对悬浮粒子的淌度影响不大，而大分子量的有机物如腐殖酸使IEP左移。天然海水，河水等对悬浮粒子表面电荷的影响是其中的有机物使IEP左移的结果，故天然水体中悬浮粒子无例外地均荷负电。     

黄河口磷酸盐缓冲机制的研究Ⅱ.黄河口磷—钙矿物的离子平衡

1994年5月—1995年6月,利用黄河口悬浮颗粒物,在实验室内于不同温度、盐度、磷酸盐浓度、pH值及悬浮物粒度条件下进行了悬浮物对磷酸盐的吸附和解吸模拟实验,通过水体中几种磷—钙矿物的离子平衡计算,对黄河口磷酸盐的缓冲机制进行了探讨。结果表明,黄河口现场条件下水体中钙与磷之间存在某些离子平衡,黄河口水体中磷—钙矿物的离子积受温度、悬浮物种类及粒度影响较小,而与水体盐度、磷酸盐及钙含量有关,但不足以形成磷—钙矿物沉淀;磷—钙矿物的沉淀和溶解在黄河口磷酸盐浓度的控制机制上所起的作用较小,而悬浮颗粒物表面对磷酸盐的吸附和解吸起了较大的作用。     

河口悬浮粒子Stern电位的测定方法

首次提出了一种间接测定悬浮粒子Stern电位的方法,即通过测定悬浮粒子在不同浓度NaCl(0.01～0.40mol/L)溶液中的ζ-电位,按照Gouy-Chapman理论一般公式之对数变换式,用作图法计算悬浮粒子的Stern电位.用该方法研究了黄河口悬浮粒子Stern电位的变化规律.结果表明,在淡、咸水混合初期,悬浮粒子的Stern电位迅速减小;当S>3.5时,Stern电位不再随盐度的增大而变化.由此提出,对Ca2+和Ms2+的吸附是影响河口悬浮粒子Stern电位变化的主要因素.     

水库调控下黄河口沉积有机碳的分布、来源与输运特征

黄河是全球输沙量最大的河流之一,陆源颗粒有机碳通量高。然而,近年来流域水库调控对黄河下游水文格局和颗粒有机碳输送产生了重要影响,小浪底水库调水调沙时期成为黄河水沙和有机碳入海的关键时段。为揭示水库调控对河口水动力和有机碳分布的影响机制,基于2020年7月调水期和调沙期黄河口的水动力观测结果,结合沉积物有机碳测试结果,研究了水库调控不同阶段下河口沉积物粒度参数和表层沉积物有机碳的时空分布。研究结果表明,水库不同阶段下悬浮颗粒物的物源和主要扩散、沉积区域的变化,使得黄河口表层沉积物的粒度组成特征发生明显变化;在高径流量的调水期期间,粗颗粒泥沙携带颗粒有机碳在河口距离口门12 km范围内大量埋藏,河口区域表层沉积物的有机碳含量相较于调沙期明显偏低。调水期黄河口陆源有机碳主要来自下游河床冲刷,颗粒较粗,调沙期则转变为水库释放的细颗粒有机碳和流域C₃维管植物碎屑。水库调控的不同阶段使得黄河下游河流水动力格局和泥沙运输机制改变,从而引起黄河口沉积有机碳来源和分布的显著变化。因此,人类活动对调节有机碳向海洋的输送及其在近岸海域的分布具有主导性作用。     

黄河调水调沙影响下河口入海泥沙扩散及沉积效应

基于2013年黄河调水调沙期间四条断面连续25h的温度、盐度、含沙量资料,分析了黄河调水调沙影响下河口入海水沙的扩散的范围。结合2010年调水调沙期间(7月)和调水调沙前后(5、9月)黄河口底质沉积物粒度的变化特征,探讨了黄河调水调沙工程对黄河输沙的影响以及河口沉积效应。结果表明:调水调沙期间,入海泥沙以粗颗粒为主,快速沉积在河口口门附近,扩散范围有限,而河口冲淡水则能够扩散至离岸较远的距离,入海水沙扩散范围不一致。黄河口沿岸悬浮泥沙主要向东北及偏东北方向扩散,最大通量可达2000kg/cm/s,但在距离河口10km以外区域通量锐减。黄河调水调沙期间,入海沉积物源由调水调沙前期粗颗粒的河床沉积物转变为后期小浪底水库排放的细颗粒沉积物,沉积物在河口附近快速堆积,导致河口区沉积环境短期内急剧改变。     

黄河入海泥沙在渤海中悬移输送季节变化的数值研究

利用实际的风场和地形等条件,基于一个浪流耦合模型提供的动力场驱动一个悬沙输送模型,研究黄河入海泥沙在渤海中悬浮输运的季节变化特征.通过数值计算发现,69%的黄河入海泥沙最终滞留在滨海区,输往外海的泥沙占入海泥沙总量的31%,尚有4%的泥沙通过渤海海峡输往北黄海.因此,黄河口附近的悬沙含量非常高(≥1kg/m3),且其季节变化主要受到入海水沙通量多寡的影响,丰水丰沙的夏秋季最高.除黄河口外,渤海其他海域海水中悬浮体含量的平面分布具有明显的地区性和季节性,其基本趋势是悬浮体含量随离岸距离的增加而减少,且其季节变化主要受风场时变控制.数值计算得到的悬沙输运年平均结构显示:黄河入海泥沙部分输向渤海湾南岸;而大部分泥沙向东南输向莱州湾,大量泥沙并不在此沉积,继而向东北方向输运,莱州湾只是一个向外输沙的通道.泥沙输运通量的结构与海底冲淤之间有良好的对应关系,最具典型代表性的是黄河口南北两侧涡状通量以及与之对应的泥质沉积区.     

黄河口及其邻近水域底栖动物生态特点

河口及其邻近水域是海水和淡水的交汇区，环境因子变化很大，其底栖动物的种类组成及数量分布受海水温、盐度剧烈变化和沉积物颗粒组成及其沉积速率的影响很大。底栖动物数量的季节变化不仅反映其本身繁殖、生长、死亡的规律，也受某些经济鱼、虾类捕食和人类采捕等因素所制约。 黄河是世界上平均含沙量最高的河流，每年输送近12亿吨泥沙至河口区，其中约有三分之二沉积于三角洲。洪汛期入海泥沙的较细部分在潮流和余流作用下，向东北可输送至河北省南部沿岸，向南可达小清河口一带。(张义丰、李凤新，1983)黄河口属于弱潮多沙、摆动频繁的堆积型陆相河口，平均每年造陆23.6k㎡，海岸线平均每年推进0.185km,最大年份可达1.8km(张义丰，1983)。 黄河口区水文条件复杂，冬季结冰，夏季高温期较长，加之随径流输入的营养盐类极为丰富，适于动、植物繁殖生长。所以，黄河口及其邻近水域是许多经济鱼、虾类特别是对虾、毛虾、带鱼和小黄鱼的重要产卵、育幼和索饵场所，它们多以底栖动物为食。因此，调查研究这一水域底栖动物的种类组成、数量分布及变化程点，对海洋生物(渔业)资源的合理开发利用和增、养殖等都有很大意义。山东省海岸带和海涂资源综合调查中，自1984年4月至11月逐月对黄河口及其邻近水域进行8个航次底栖生物调查，北起套尔河口南至小清河口水域共设44个观测取样站(图1)，用海底表层取样器进行定量取样。根据定量资料，对底栖动物的种类组成、数量分布及季节变化等特点进行比较分析，现将研究结果报告如下。     

黄河口最大浑浊带特征及其时空演变

根据汛期黄河口多船同步水文泥沙实测资料,对黄河口最大浑浊特征及其时空演变进行研究,得出汛期黄河口最大浑浊带在整个潮周期始终存在,其含沙量和范围形态受潮相的控制,在落急和落平时最为发育。文中还探讨了黄河口最大浑浊带的形成机制,指出其形成主要受河流携带大量泥沙、泥沙异重流、河口密度环流及湍流的作用。     

基于遥感光谱反射率反演黄河口海域Ⅱ类水体悬浮泥沙浓度模型

依据黄河口海域含沙水体野外实测光谱反射率为参考实验数据,结合水体表面光谱观测数据建立了经验回归模型,从而定量估测黄河口海域水体表层悬浮泥沙质量浓度,最终得出黄河口海域不同年份水体的悬浮泥沙质量浓度图,这对分析河口海岸带冲淤变化过程具有重要的意义。     

黄河口最大浑浊带特征及其时空演变

根据汛期黄河口多船同步水文泥沙实测资料,对黄河口最大浑浊带特征及其时空演变进行研究,得出汛期黄河口最大浑浊带在整个潮周期始终存在,其含沙量和范围形态受潮相的控制,在落急和落平时最为发育.文中还探讨了黄河口最大浑浊带的形成机制,指出其形成主要受河流携带大量泥沙、泥沙异重流、河口密度环流及湍流的作用.     

海水中悬浮粒子的微电泳研究 Ⅰ针铁矿、δ-Mno_2的电泳淌度与酸度、重金属离子及有机物浓度的关系

本文用微电泳的方法研究了针铁矿及δ-MnO_2悬浮粒子的电泳行为。支持电解质的离子强度影响淌度的大小,但不改变等电点(IEP)。重金属离子在悬浮粒子上的吸附,使pH高于IEP时的表面电荷由负变正,而在pH低于IEP时影响不大。 小分子量的有机物如氨基酸对悬浮粒子的淌度影响不大,而大分子量的有机物如腐殖酸使IEP左移。天然海水,河水等对悬浮粒子表面电荷的影响是其中的有机物使IEP左移的结果,故天然水体中悬浮粒子无例外地均荷负电。