OBS浊度标定与悬沙浓度误差分析

利用光学后向散射浊度计OBS-3A,在长江河口南槽进行大小潮周期连续观测。利用OBS室内和现场浊度标定,计算不同潮时OBS观测悬沙浓度相对误差,并对影响其观测精度因素进行分析。主要结果有:(1)现场OBS标定R值比室内标定偏低,但也在0.8以上;(2)大潮平均相对误差值变化比小潮大,在悬沙浓度低于1.5kg/m3条件下,大小潮悬沙浓度平均相对误差都在15%以下;(3)悬沙粒径大小是影响OBS观测精度的主要因素,生物、泥沙颜色、水色和水中气泡等因素也对观测结果产生一定影响。     

波浪作用下细颗粒泥沙悬移特性的试验研究

通过9组室内水槽试验,系统分析了不同周期和波高波浪作用下粉砂质细砂的悬移特性。试验结果表明,在波浪作用下,细颗粒泥沙在水体中悬浮产生明显的三层混浊结构：近底高浓度混浊层、中部混浊层和上部低浓度混浊层。其混浊度的大小与波浪动力条件相关,波浪周期的延长和波高的增加都会使近底层悬沙浓度显著增大,悬沙浓度的波动性在近底层表现得最为突出和复杂;波浪动力条件的改变对上层水体的悬沙浓度基本不产生影响。当波浪作用停止,悬沙开始静水沉降时,近底层水体含沙浓度的变化与波浪要素的比值相关,当波浪要素的比值大于临界值时,底层含沙浓度在一定时间段内反而增加,出现浓度返起现象。     

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。     

基于泥沙因子的水深遥感反演模型

针对悬浮泥沙影响水体遥感测深精度的问题,选择长江口南港至南槽为研究区,通过对遥感测深方法研究,结合悬浮泥沙光谱特性分析,把"泥沙因子"引入到水体遥感测深反演模型中,研究表明:1)单因子非线性模型中,指数模型对0-2m的水深反演效果较好,对数模型对2-7m的水深反演较好,二次回归模型对7-14m的水深反演效果较好:2)建立的BP人工神经网络水深反演模型综合了多个波段具有的水深信息,模型的反演效果好于单因子非线性模型;3)实验构建的泥沙遥感参数综合了不同波段具有的悬沙信息,削弱了叶绿素和外界环境条件对泥沙信息的干扰,可较好地反映悬沙浓度变化特征;4)建立的BP人工神经网络泥沙因子水深反演模型削弱了悬浮泥沙对遥感测深的影响,模型实际反演能力明显优于单因子非线性模型和多因子BP人工神经网络水深反演模型.     

不同粒径纳米氧化锌胁迫下凤眼莲和菖蒲的生长生理特性

为了了解不同粒径纳米氧化锌胁迫下凤眼莲(Eichhornia crassipes)和菖蒲(Acorus calamus)的生长生理特性,在塑料桶中,进行了凤眼莲的水培实验,在垂直潜流人工湿地中,进行了菖蒲栽种实验;在塑料桶和人工湿地中,分别注入由3种不同粒径(15 nm、50nm和90 nm)纳米氧化锌配制的悬浊液,测...     

河湖沙冲淤和三角洲发育的长期数值模拟研究

本文利用一个二维的水动力学和泥沙冲淤动力学模式,对河床演变和三角洲的发育过程进行数值模拟研究。动力模式包括水流方程、悬沙输送方程和底床变化（含推移质运动）方程。数值积分格式采用ＩＡＰ平方守恒格式和分解算法,使计算既省时又长期稳定。对一个理想的河湖区域进行了长达５０年的数值积分。模拟结果肯定了曾庆存等以前得到的主要结论,并得到一些新的结论。研究表明：泥沙首先在河流入口处沉积,并逐渐向下游推进和向河槽两边延伸;随着泥沙的沉积,底床逐渐升高,在河槽中形成了一个沙岛;在沙岛上游,原河槽中沉积的泥沙又被冲刷,重新出现深河道;数值积分５０年后,人口处已形成一个巨大的冲积扇（水下三角洲）,并不断向下游扩展,三角洲（包括沙岛）的前缘十分陡峭;由于泥沙的沉积,河床抬升,水深变小,水流速度场在整个堆积扇上明显增大,并在三角洲前缘出现明显的绕岛环流和河流分叉现象。模拟结果还表明,在漫滩区泥沙只淤不冲,而在河槽中既有淤积又有冲刷。此外,由于泥沙的淤积,使得湖型水库的水流入口处（库尾）水位明显抬高（即所谓“翘尾巴”现象）。这些结果在定性上与有关湖泊型水库淤积的观测事实是相当符合的。     

平均粒径对砂土剪切特性的影响及细观机理

针对平均粒径对砂土剪切特性的影响作用,结合室内试验和离散元模拟方法对不同平均粒径砂土进行了细观研究。基于3种不同平均粒径砂土的直剪试验结果,通过建立反映砂土剪切试验特征的PFC（particle flow code）颗粒流模型,详细研究了不同粒径砂土在剪切过程中土样体积变化、力链网络、孔隙率和配位数等细观结构参数的变化特征和规律,并从细观角度分析了颗粒粒径对土样宏观剪切特性的影响机制。结果表明：具有不同平均粒径砂土的细观结构参数在剪切过程中存在显著差异,并且其细观参数差异主要集中体现在剪切带处;剪切力学特性的影响主要体现在抗剪强度和剪胀效应方面,砂土平均粒径越大,抗剪强度越高,剪胀效应越明显;具有不同平均粒径的砂土在剪切过程中土颗粒运动规律及剪切带形态变化特征存在一定的差异,平均粒径越大,剪切带内上跨式颗粒占比越大,剪切带厚度越大。     

南海大气颗粒物数浓度(NCN)与云凝结核数浓度(NCCN)分布特征及不同来源颗粒物活化特性分析

本研究于2020年9月,在中国南海进行大气颗粒物粒径分布(PNSDs)与云凝结核数浓度(N_CCN)观测,并在剔除船舶自身排放的污染信号数据后进行了颗粒物数浓度(N_CN)、吸湿性参数(κ)与活化率(AR)计算分析。研究结果显示,南海海域N_CN范围为(0.78～34)×10³ cm^-3,计算均值为(4.1±4.0)×10³ cm^-3,与未受到明显陆源颗粒物传输影响时段下的清洁海洋背景数浓度值相比高约一个数量级。结合后向气流轨迹分析发现,南海秋季颗粒物受陆源与海洋源的共同影响,当受陆源影响为主时,气溶胶颗粒物主要来自亚欧大陆与菲律宾群岛,对应来源下的N_CN均值分别为(2.7±0.68)×10³ cm^-3与(8.3±4.9)×10³ cm^-3,在过饱和度(SS)为0.4%下,N_CCN(N_CCN0.4     

钙质砂剪切特性的围压效应和粒径效应研究

为研究钙质砂剪切特性的围压效应和粒径效应,开展了在不同粒径、不同相对密实度以及不同围压条件下的三轴剪切试验,并引入应力相对软化系数和剪胀系数对应变软化特征及剪胀特征进行了定量表征。试验研究表明,随围压的增大,不同粒径钙质砂试样应变软化特征及剪胀特征逐渐减弱,且围压与应力相对软化系数和剪胀系数均呈半对数线性相关。不同粒径钙质砂试样存在一强度临界围压和体变临界围压分别使得应变软化特征和剪胀特征消失。在粒径为5～0.075 mm范围内,对松样而言,围压对软化特征和剪胀特征存在显著影响,但与粒径不存在显著相关性;对密样而言,随粒径逐渐减小,围压对试样软化特征的影响逐渐增强,而对试样剪胀特征的影响逐渐减弱。在低围压（50 kPa）条件下,0.5～0.25 mm粒径组试样破碎最显著。     

宽级配废石的高排土场稳定性研究

宽级配废石的一坡到底的高台阶排土场具有明显的粒径分级特征,传统稳定性分析方法将其简化为多层各向同性的均质土体,却实质性忽略了排土场粗粒土各粒组分布的不均匀性和随机性,导致难以获得其边坡稳定性的合理结论。依托江西某铜矿高台阶排土场,借助自编元胞自动机程序EPOHHM,采用5组窄级配粗粒土表征了高台阶排土场的粒径分级现象,模拟了各粒组散体分布的不均匀性和随机性,分析了不同工况下排土场的位移场及塑性状态,系统地探讨了不同堆排模式下排土场边坡的安全稳定性,提出了一种宽级配废石的高台阶排土场稳定性的精细化分析方法。研究结果表明,排土场发生“拉-剪”破坏;土体中上部有圆弧形滑坡趋势,下部变形表现为沉降,顶部平台产生拉剪裂缝。仅考虑散体力学强度时,底部粗颗粒（ 100 mm）含量的增加对排土场起显著的稳固作用,“单台阶全段高”的堆排模式比“全覆盖式多台阶”更有利于宽级配废石的高排土场安全稳定。研究成果将为保证明显粒径分级的排土场的长期安全稳定提供指导,也为今后分析此类工程问题提供借鉴。