基于实际气体状态方程的深海采样压力补偿技术

压缩气体通常用于深海压力保持采样器的压力补偿。回收的流体样品的压力和体积与预充气体高度相关。为了更好地理解高压下气体的行为,我们提出了一个新的基于压缩因子Z的实际气体状态方程,该方程是从实验数据得出的。然后基于该经验气态方程引入了样品压力和体积的理论计算方法。最后,通过采样器进行了在115MPa下的高压模拟采样实验,很好地验证了本文所提出的计算理论。     

三峡建库后沙市—汉口河段悬移质分组冲淤变化规律

水库下游河道冲淤调整是一个长期复杂的过程,对防洪、航运、生态等均会产生一定影响。为探究长江中游沙市—汉口河段演变趋势并为不利变化的防控提供参考,分析了三峡建库后悬移质分组冲淤时空变化规律：建库后,沙市—监利河段各粒径组泥沙均发生冲刷,沙市流量为10 000～25 000 m³/s时,0.125～0.250 mm粒径组泥沙冲刷量最大;以0.125 mm为粗细颗粒分界粒径,监利—螺山段呈现汛期、蓄水期“粗淤”而枯水期、消落期“冲细”现象;螺山—汉口段各粒径组泥沙均发生冲刷,且流量越大冲刷量越大。在此基础上,通过建立流量—分组输沙量关系并根据水流挟沙力公式,发现建库后沙市—监利、螺山—汉口河段冲淤受泥沙、水力因素共同作用,其中泥沙因素对沙市—监利河段影响大于螺山—汉口河段;监利—螺山河段“淤粗冲细”主要受含沙量恢复程度的影响,与上游河床冲刷补给及本河段粗、细颗粒泥沙交换有关,反映了冲刷条件下河道通过水流挟沙能力级配调整加大输沙能力。     

Estimation of suspended sediment concentrations using Pulse-coherent Acoustic Doppler Profiler （PCADP）

The objective of the study is to investigate the suitability of using Pulse-coherent Acoustic Doppler Profiler (PCADP) to estimate suspended sediment concentration (SSC). The acoustic backscatter intensity was corrected for spreading and absorption loss, then calibrated with OBS and finally converted to SSC. The results show that there is a good correlation between SSC and backscatter intensity with R value of 0.74. The mean relative error is 22.4%. Then the time span of little particle size variation was also analyzed to exclude the influence of size variation. The correlation coefficient increased to 0.81 and the error decreased to 18.9%. Our results suggest that the PCADP can meet the requirement of other professional instruments to estimate SSC with the errors between 20% and 50%, and can satisfy the need of dynamics study of suspended particles. Supported by National High Technology Research and Development Program of China (863 Program, No. 2008AA09Z113)     

海底沉积物保真采样技术研究进展

海底沉积物保真采样对于诸多海洋科学研究非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的原位信息密切相关。本文论述了海底沉积物保真采样的目的和意义,提出了保真采样的定义,介绍了保真采样器的发展现状。论文重点讨论了保真采样器在采样过程中所涉及的共性关键技术。在此基础上,介绍了我国重力活塞式天然气水合物保真采样器的研究进展。最后,提出了关于发展我国保真采样技术的如下几点设想：1）重视沉积物低扰动技术研究,为相关海洋科学研究提供样品层次清晰、物质成分完备的沉积物样品。2）与HYACINTH计划类似,为适应不同海底地质条件,开发系列保真采样器。对松软的非岩性沉积物（从软泥、沙到砂砾）采样时,可采用重力驱动或震动冲击驱动保真采样装置;对硬质岩化的沉积物采样时,可采用回转式保真采样装置。3）重点开展沉积物样品无压降转移技术。实现实验室内的保真分析、存储和小段样品获取,开展原位压力条件下沉积物样品的地球物理学测试、地球化学、微生物、和石油物理学等研究分析。4）开展长柱状沉积物保真采样技术研究,为我国天然气水合物研究提供技术保障。     

船载风控大容量气溶胶采集系统的开发和应用

在"我国近海环境综合调查与评价"的海洋气溶胶调查研究中,开发研制了新型船载风控大容量气溶胶采集系统。该系统由风向风速控制器、大容量采样器、自动控制器和抗风防雨防腐蚀箱体等组成。经过海上2 a 4个季度的海洋环境作业,表明该系统具有的大容量采集海洋空气体积,满足海洋气溶胶的微量组分的检出要求;具有的风速风向控制系统,能有效避免所采集的大气气溶胶样品受到船上发动机排出烟尘污染的影响。该系统还具防海水降雨、防腐蚀、结构牢固、流量稳定及抗风能力强等优点。系统采用单片机控制信号的采集、处理和显示,配有温度和压力补偿编程设定以及断电保护、自动修复等功能。海洋现场使用表明,该系统设计合理、数据可靠、灵敏度高,可满足海上大容量气溶胶采样要求。     

固相萃取-气相色谱法测定饮用水中的多氯联苯

研究了饮用水中84种多氯联苯的气相色谱分析方法。讨论了洗脱曲线、水样的pH值、甲醇加入量、含盐量、萃取流速等实验条件,并与经典的液-液萃取方法进行了对比。确定了样品在pH值为3,以5 mL/min的流速经大体积样品采样器-C18固相萃取柱富集,7 mL丙酮和5 mL乙腈洗脱,氮吹蒸发浓缩后正己烷定容至1.0mL,加入内标后使用电子捕获检测器气相色谱仪测定,并在选定的色谱条件下以选择离子监测方式进行验证。84种多氯联苯的方法检出限为1.2～15.0 ng/L,加标回收率为74.8%～126.8%,相对标准偏差为1.1%～14.8%。由于采用了大体积样品采样器,可实现多个样品的同时萃取富集,方法快速、低污染,低成本,可用于批量水样品中多氯联苯的分析测定。     

泥沙扬动临界条件研究

研究泥沙交换的临界条件对探讨河床变形机理以及河床演变的模拟计算都具有实际意义.通过考虑近底紊流对泥沙颗粒扬动的影响,导出了泥沙颗粒扬动的临界条件.利用所提出的以扬动概率表示的扬动标准对现有研究成果进行了分析比较.     

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.