粘性泥沙在流动盐水中的沉降试验研究

介绍了粘性泥沙在流动盐水中的沉降试验，计算了沉降速度。试验结果表明，粘性泥沙的动水絮凝沉速与静水絮凝沉速相比，前者比后者小得多。     

枯季珠江河口悬浮泥沙絮凝沉降特征的观测与分析

2000年1月,利用L ISST-ST现场激光粒度沉速仪,对珠江河口悬浮泥沙的现场粒级与沉速特征进行观测和分析,结果表明:珠江河口悬浮泥沙絮凝沉降特征具有复杂的时空变化,悬浮泥沙颗粒现场中值粒径为10~96μm,各粒级颗粒的现场中值沉速为0.001~0.02 cm/s,并可用关系式iω=k.din(0.29相似文献   

长江口粘性泥沙在流动盐水中的沉降速度

本文报道了粘性泥沙在流动盐水中的沉降试验,计算了衰减系数、沉降速度。试验结果表明,粘性泥沙的动水絮凝沉速与静水絮凝沉速相比,前者要此后者小得多。本文的结论对长江口工程规划、设计及环境评价等均有参考价值。     

静水中细颗粒泥沙群体沉降规律的探讨

本文根据细颗粒泥沙均匀段沉降的渗流模式,运用渗流毛细管模型导出了渗透系数K的理论表达式,并进而推出了界面沉速公式。经与纯粘土矿物高岭土、蒙脱土,非粘土矿物石英沙(d_(95)<0.04毫米),以及长江口泥沙在清水和盐水中沉降的试验资料相对比,基本符合。     

长江口泥沙絮凝静水沉降动力学模式的试验研究

细颗粒泥沙在咸水中的絮凝沉降是河流泥沙向海输送过程中在河口区发生的重要现象，是河口拦门沙形成与发育的主要原因之一。本文根据室内模拟试验研究，提出长江口泥沙絮凝静水沉降的二级动力学模式，通过该式求得不同泥沙含量和盐度情况下絮凝沉降的衰减系数，半衰期和平均沉降速率等动力学参数，定量地分析泥沙含量和盐度对泥沙絮凝沉降过程的影响。     

运用分粒级的泥沙垂线分布分析长江口泥沙絮凝沉降特征

据扩散理论提出运用分粒级的泥沙垂线分布推算各粒级相对沉速ω_ｉ／ω_ｃ，絮凝因素比Ｆ_ｉ／Ｆ_ｅ和絮凝指标ｆ的方法，由此分析长江口１９９０年８月的实测数据。长江口泥沙的沉速曲线和絮凝指标在近口段、河口段和口外海滨段存在着明显的区域差异。絮凝沉降特征的主要变化产生的低盐度区。现场动态沉降规律与实验室模拟所得的静态沉降规律具有相似的变化趋势。     

颗粒形状对珊瑚砂和石英砂沉降影响的试验研究

在研究海岸侵蚀的过程中,泥沙沉速是一个重要参数,对于侵淤量的计算非常重要。近些年来,由于工程活动、海洋动力和气候等因素变化的影响,珊瑚砂海岸的侵蚀冲刷问题已不容忽视。考虑到珊瑚砂与石英砂在形状、比重上的不同会对其沉速造成影响,套用现有石英砂的沉速公式进行计算并不合适。本文针对珊瑚砂和石英砂进行沉降试验,分析形状对珊瑚砂沉速的影响。结果显示,在小粒径(d 0.5 mm)下形状对珊瑚砂沉速的影响并不明显,在大粒径(d 0.5 mm)下明显减缓了珊瑚砂的沉降速度,套用石英砂的沉降公式计算出的珊瑚砂沉速明显偏大。故通过提出动力形状因子这一参数来表征形状对沉降的影响,推导出考虑了形状影响的沉降公式,能够较为准确地计算砂粒的沉速范围,计算精度随着黏度的增大而提升。     

港湾疏浚工程应加强环境保护管理

在港口、码头及其它海岸工程的建设和维护过程中,一般都要进行疏浚及挖泥作业,在施工过程中,均有泥沙外泄而形成悬浮泥沙的扩散与沉降,悬浮于水体中的泥沙及其所携带的有毒、有害物质不仅会使海水的使用质量下降,而且会使海洋环境遭受污染,因此,对疏浚、挖泥工程应加强监督管理。     

长江口北槽抛泥流速和悬沙浓度时空分布观测

河口泥沙运动有其独特的规律,需要采用高分辨率的观测手段进行系统的现场观测,以此发现河口流速和泥沙分布结构,进而探讨其形成机制,应用声学多普勒流速剖面仪和声学悬浮泥沙观测系统,通过定点和走航式观测长江河口不同潮型和流态下流速和悬浮泥沙浓度时空分布发现:(1)不同潮型出现高浓度“事件”的次数和成因存在差异,中潮型出现高浓度“事件”的可能性最大;(2)抛泥泥沙浓度垂向分布至少有3种结构类型,即上小下大的“L”型、指数型和上大下小的“漂浮”型;(3)受抛泥泥沙输移的影响,断面流场形成低流速区,它们的强度随落潮流的扩散逐渐减弱;(4)不同潮型的落潮流表现出不同的输移行为,大、小潮型落潮流偏北,中潮型落潮流偏南;(5)在落潮流和颗粒重力共同作用下抛泥泥沙同时存在输移扩散和沉降过程,小潮型抛泥泥沙主要就近扩散和沉降,中潮和大潮型抛泥泥沙输移扩散范围较远。     

海域吹填工程应加强环境保护管理

在港口、码头及其它海岸工程建设中,一般都要进行海域吹填作业。在施工过程中均会有泥沙外泄而形成悬浮泥沙的扩散与沉降,悬浮于水体中的泥沙及其所携带的有毒、有害物质,不仅会使海水的使用质量下降,而且会使海洋环境遭受污染,这将严重影响近岸水产养殖业。因此,对海域吹填工程应加强环境保护管理。     

长江口悬沙沉速室内试验研究

在充分认识传统沉降筒缺陷的基础上提出了"大型可温控自动搅拌沉降试验筒"。通过室内系列试验发现:(1)含沙量对长江口细颗粒沉降速度影响最大;(2)温度上升,沉速增加,但不同阶段影响程度有所不同;(3)含沙量越高,盐度对沉速的影响越小,含沙量相同情况下,长江口北槽悬沙枯季水温下盐度对沉速的影响在1.8~5.7倍左右;洪季水温下盐度对沉速的影响在1.5~2.2倍左右。(4)枯季最佳絮凝盐度在7左右,最佳絮凝含沙量为7 kg/m3;洪季最佳絮凝盐度在10~12左右,最佳絮凝含沙量为4.5kg/m3。本研究成果可望加深我们对细颗粒泥沙动力过程相关机理的认识,同时可为相关港口、航道的淤积机理分析,数学模型、物理模型研究工作提供一定技术参考。     

长江河口三角洲区有孔虫沉降速度试验

作者对有孔虫壳体沉降速度进行了测试和研究,提出了不同属种有孔虫的壳径与沉降速度相关方程,引进了“当量直径”的概念,并用于长江口三角洲地层中的化石群,提出了解释潮汐河口有孔虫埋葬群的形成机理,从而定量的研究和辨别三角洲地层中的原地埋葬和异地埋葬化石群。     

沉积物捕获器在海岸与陆架沉积动力研究中的应用:以罗源湾和台湾海峡为例

运用时间序列的沉积物捕获器对海岸与陆架海域沉降颗粒物进行采集,估算沉降通量,并运用多学科综合研究手段分析沉降颗粒物的来源、组成、时空变化及控制因素,可以为海岸与陆架沉积动力过程的研究提供新的研究手段。福建罗源湾的实验表明,夏季罗源湾潮下带小潮至中潮期间的沉降通量为133.20~256.18g/(m2·t);由中潮向大潮变化期间单个潮周期的沉降通量明显增大,台风过后的大潮期间的沉降通量为373.99~590.51g/(m2·t);台风显著影响期间的沉降通量为746.34g/(m2·t);粒度分析及水动力观测结果显示,观测期间罗源湾潮下带沉降颗粒物主要来源于海底沉积物的再悬浮。台湾海峡西北部内陆架海域的实验研究表明,该海域近底部悬浮颗粒物沉降通量最大值为13.34g/(m2·d),由小潮向中潮沉降通量逐渐增大,这主要是由于近底部温盐跃层层位上移,近底部垂向混合作用增强,致使底部再悬浮沉积物向上扩散,并最终被沉积物捕获器捕获。沉积物捕获器可以接收到再悬浮沉积物,结合底部边界层过程的观测研究,可以深入认识海底沉积物的侵蚀、沉降及埋藏过程,在研究海岸与陆架区沉积动力学、泥质区沉积记录的形成过程与保存潜力中扮演着十分重要的角色。     

Effects of Column Diameter on Setting Behavior of Dredged Slurry in Sedimentation Experiments

This article investigates the influence of dimensions of a settling column on the settling mode and the settling rate. End conditions of the settling stage in the hindered settling were also analyzed. It was found that the settling mode in a column with a smaller diameter tends to be consolidation settling. The effect of a settling column wall decreases with increasing column diameter, and it can be ignored provided the column diameter is larger than 14.5 centimeters. For the difference in initial water content, the settling behavior of the slurry develops a different sensitivity to the diameter effect. The influence of column diameter reduces as the initial water content of the slurry becomes higher. It is suggested that the internal diameter of the column used in a sedimentation experiment should be 14.5 centimeters.     

桑沟湾夏、秋季悬浮颗粒物的沉降通量及再悬浮的影响

应用锚式悬挂沉积物捕捉器法,研究了我国北方重要海水养殖区域桑沟湾悬浮颗粒物沉降通量的分布特征,并通过金属Al标记法,同步测定了沉降颗粒物再悬浮比率。结果表明,桑沟湾的底层悬浮颗粒物(SPM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒态总氮(PTN)和颗粒态总磷(PTP)平均表观沉降通量分别为1 511.4g/(m2·d)、20.01g/(m2·d)、1.497g/(m2·d)和0.474g/(m2·d),显著高于我国其他近岸海域,但底层沉降颗粒物再悬浮比率平均值高达92.8%,认为在养殖内湾,受再悬浮程度的影响,测得的底层表观沉降通量是中层的2.7倍,秋季明显大于夏季,海带和扇贝养殖区大于牡蛎养殖区。经再悬浮比率校正后的净沉降通量,仍存在着显著的空间和季节变化,但受控因素发生了根本转变;这主要表现为净沉降颗粒物质主要源于生物代谢活动强烈中上层水体,贝类的排泄作用使牡蛎和扇贝养殖区的净沉降通量显著大于海带养殖区,养殖贝类个体增大、排泄量增加使秋季净沉降通量高于夏季。在我国近岸海域,再悬浮作用的影响,会对该区域悬浮颗粒物沉降通量的估算带来巨大误差,因此该作用不容忽视。     

大型桥梁钢沉井下沉过程局部冲刷研究

钢沉井下沉过程中局部冲刷的研究是同类桥墩设计和施工十分关心的重要课题,它对保证钢沉井安全有效施工、桥梁设计中施工期桥墩最大冲深、失稳和安全计算有重要参考价值。通过室内试验研究了钢沉井下沉过程中的局部冲刷机理和冲刷形态,探讨了桥墩下部钢沉井基础施工的相对高程对局部冲刷的变化规律,并将试验研究所获得的局部冲刷规律和影响因素,采用墩型系数方法引入局部冲刷计算中,给出了计算公式。研究成果补充了国家行业规范内容,对同类工程的设计、施工具有借鉴和指导意义。     

Group Settling Velocity of Non-Cohesive Sediment Mixtures

Settling velocity is a fundamental parameter in sediment transport dynamics.For uniform Par-ticles,there are abundant formulas for calculation of their settling velocities.But in natural fields,sedi-ment consists of non-uniform particles.The interaction among particles is complex and should not be neg-lected.In this paper,based on the analysis of settling mechanism of non-cohesive and non-uniform parti-cles,a theoretical model to describe settling mechanism is proposed.Besides suspension concentration andupward turbulent flow caused by other particles,collision among particles is another main factor influ-encing settling velocity.By introducing the collision theory,equations of fall velocity before collision,colli-sion probability,and fall velocity after collision are established.Finally,a formula used to calculate the set-tling velocity of non-cohesive particles with wide grain gradation is presented,which agrees well with theexperimental data.     

Lower Cd/P ratio in settling particles than in surface seawater in the Okinawa Trough

The characteristics of the ratios between cadmium (Cd) and phosphorus (P) in settling particles collected from the Okinawa Trough in the East China Sea were examined using a sediment trap, moored at a depth of 811 m for one year. The Cd/P ratios varied within a narrow range throughout the year, in spite of the large seasonal change in the total dry mass, Cd, and P fluxes. The average Cd/P ratio of settling particles was 0.062 (nmol/μmol), which was obviously lower than that of surface seawater around the study site (0.16). This lower ratio in the Okinawa Trough particles collected using the 811 m-moored trap certainly reflected the mixture of biologically produced organic matter around the study site and other components that were mainly transported as lateral flux from the shelf edge and slope area of the East China Sea.     

近岸水体中海洋雪对细颗粒微塑料沉降过程影响的实验研究

海洋微塑料是全球共同面对的环境问题和挑战,然而目前海洋微塑料从源到汇的输运和沉积过程及影响机制尚不明确。已有研究发现微塑料颗粒的垂向沉降过程受到海洋雪等水体悬浮物质的影响,但是目前相关研究只局限于定性的观察分析。在实验室中模拟含有海洋雪的近岸水体环境,使细颗粒微塑料(PS微球、PVC颗粒)与海洋雪产生碰撞、聚集,观测微塑料或微塑料-海洋雪聚集体的沉降过程。研究结果表明,水体中含有海洋雪时,一方面海洋雪会促进微塑料颗粒自身的聚集,形成更大的聚集体;另一方面由于海洋雪包裹微塑料形成松散的聚集体,导致平均沉速减小。50 μm以下的微塑料其沉降过程受海洋雪的影响较大,平均沉速减小35%以上;微塑料密度越大,受海洋雪的影响越小,平均沉速减小10%以下。沉降速率的减缓,意味着微塑料在水柱中的停留时间增加,处于不同深度的水生生物可能有更多时间和概率与微塑料接触,增加了鱼类等水生生物摄入微塑料的风险。     

A simple method for calibrating optical backscatter sensors in high concentrations of non-cohesive sediments

A new method is introduced for calibrating optical backscatter sensors for suspended quartz sand concentrations of up to 200 kg m⁻³. Due to the high settling velocity of quartz sand in water, considerable difficulties have arisen in the past to maintain a spatially and temporally homogeneous suspension suitable for calibration. Traditional methods are clumsy and prone to errors. Here, the sediment is calibrated in glycerol, a clear fluid with a higher viscosity than water. The settling velocity is reduced by three orders of magnitude. An empirical relationship is obtained which is used to correct for any optical differences in response of the sensors in the two fluids. Any extra errors introduced by calibrating with a different fluid from that found in the field are outweighed by the simplicity and reliability of this method.