崎头洋附近群岛水域泥沙特征及悬沙来源分析

根据黄河输沙量等观测资料,提出了一个简便的用于计算流域水库拦截泥沙量的公式。据对1950—2003年黄河流域水库拦截的泥沙量进行计算,54年来拦截的泥沙总量为196亿t,其中大约有70%的泥沙分布在三门峡和小浪底水库库区。研究指出,对现有黄河干流控制性水库制定科学的调水调沙方案,对在建和拟建的水库采取积极的调水调沙设计,制定黄河流域系统的水沙调配总体方案,将有利于解决黄河下游和三角洲地区与水沙有关的一系列环境问题。

黄土高原粗泥沙集中来源区为治理黄河泥沙的重点核心地区。根据1960—1999年黄土高原粗泥沙集中来源区皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和佳芦河径流及输沙资料,以流域为单元,分析了区内各流域径流量、输沙量的年内、年际变化特征及变化趋势。结果表明,区内径流量及输沙量的年际、年内变化较大。在季节上,除秃尾河径流量集中期为6月份外,其余4条流域径流量的集中期均为8月份;5条流域输沙量的集中期均为8月份。各流域径流量、输沙量的突变时间均在20世纪70年代,说明各流域水沙量呈现减少的趋势,尤以20世纪90年代减少最明显。人类活动和气候变化是影响该区内各流域水沙变化的主要因素。

粗泥沙集中来源区修建大量的拦沙工程。依据水土保持治沟骨干工程技术规范规定,库容>100万m3的库坝必须有溢洪道、泄水建筑物、土坝"三大件",库容<100万m3的单坝可以分为泄水建筑物和土坝的"两大件"。但据2008年12月对神木县四条小流域内淤地坝尤其是骨干坝进行调查发现"两大件"组成的坝数,不到总坝数的30%。淤地坝建设和管理中存在质量的问题。国家投资建设的淤地坝同样存在质量问题,或不符合技术规范要求。库区已淤满,没有泄水建筑物,或溢洪道设在沙壤土上……存在诸多隐患。建议应加强对淤地坝的行政管理及技术管理。

根据霍拉沟基本概况、水系特性,以克尔古提、大山口、黄水沟和迪那河水文站作为参证站,利用水文比拟法和三种无资料洪水分析法对影响河道变化的泥沙、洪水进行探讨。经论证,霍拉沟无明显泥沙淤积现象,河床变化不大,适宜工程建设。

分析红河流域的河流输沙量及其演变规律,对照径流量变化,分析流域内水沙灾害的形成原因,发现流域内土壤侵蚀面积比重大,重点区域为红河干流上段、元江和蛮耗站区间,布固江上段、盘龙河上段,涉及南涧、双柏、红河、墨江、元江、石屏等10多个县。提出了维护红河流域生态环境建设必须要加强的基础内容为:加强水土保持工作,扩大植被建设面积,加强泥沙监测,及时发现和掌握泥沙的演变规律。针对流域内特有的地形地貌和气候特征,提出水土保持的对策和建议。

黄河粗泥沙集中来源区输沙模数是淤地坝拦沙库容规模设计最重要的参数。受人类活动影响,1970—2007年实测多年平均输沙模数明显偏小,必须对其还原修正后方可应用于工程设计。采用长短系列对比分析法分析黄河粗泥沙集中来源区各水文站长系列(1954—2007年)实测多年平均输沙模数较短系列(1954—1969年)变化情况,并对长系列输沙模数进行还原,得出还原后黄河粗泥沙集中来源区多年平均年输沙总量和年输沙模数分别为3.19亿t、1.7万t/(km2.a),介于短系列和长系列实测值之间,多年平均年还原量为0.64亿t。

利用黄河粗泥沙集中来源区水文、地质研究成果以及实地调查和勘测资料,采用典型分析和综合对比分析的方法,依据现行规范和规定,以及提出的工程布局原则,通过对典型小流域建设目标分析、单坝工程设计、布局方案设置、控制面积对比、防洪能力对比、拦沙能力对比、淤地面积对比等,论证确定每条典型小流域中小型拦沙坝布局与规模成果。利用典型小流域布局成果,确定黄河粗泥沙集中来源区布置拦沙坝10165座,其中中型拦沙坝1995座、小型拦沙坝8170座。

为了综合利用黄河淤积泥沙,分析了泥沙粒度、矿物和化学组成、重金属溶出浓度。通过对黄河下游泥沙进行水热固化,初步探讨了添加物对固化样品强度的影响以及其硬化机理。结果表明,黄河上、中、下游以及表层和下层(1m)泥沙的粒度细且均一、组分亦无大的变化,泥沙重金属的溶出浓度满足国家土壤环境标准。水热固化样品抗弯强度可达17mpa,固化体强度增加的主要原因是托勃莫来石晶相的生成。

为了了解淮河流域近年来水土流失的特点,分析造成水土流失的主导因素,本文采用黑林水文站12年的降水、径流及泥沙资料,根据流域水土保持与河流泥沙分布情况相关性,通过分析降水量与径流量及径流量与含沙量之间的相互关系,总结了流域水土流失特点及造成水土流失的主要原因,结果表明近年来生产建设活动等人为因素是造成流域内水土流失的主要因素,以期为流域今后水土保持工作重点提供参考依据。

通过室内模拟试验,研究了不同含沙量、不同粒径的黄河泥沙对水中氨氮降解速率与过程的影响。结果表明:在0～10g/l内,随着泥沙含量的增加,氨氮的降解速率变大;含沙量一定,泥沙粒径越小,氨氮的降解速率越快;相同泥沙含量下,原泥沙对氨氮降解的促进作用要优于清洗后的泥沙。

文中研究了黄河入海泥沙通量与流域上、中游不同来源区的水沙量之间的关系,并以年系列和洪水系列水文泥沙资料,建立了表达这一关系的经验统计模型。所建立的模型表明,来自不同来源区的泥沙,对于入海泥沙通量的影响是不同的。来自多沙细沙区的每1t泥沙,输送入海的为0.85t(年系列)和0.72t(洪水系列);而来自多沙粗沙区的每1t泥沙,输送入海的仅为0.34t(年系列)和0.21t(洪水系列)。70年代以来入海泥沙通量的减少,与多沙细沙区水土保持工作的开展有密切关系。将文中的模型与已建立的黄河流域水土保持减水、减沙模型相耦合,可以用来预测未来因人类活动和气候变化而使不同来源区的水沙进一步减少时,黄河入海泥沙通量的变化

通过水文比拟法、插值法等方法,分析黄河万镇断面的年输沙总量、含沙量等泥沙特征,根据计算分析得出:吴堡站水文比拟法计算结果最大,取水口万镇断面多年平均年输沙量为23605万t,多年平均含沙量为10.9kg/m3;以温家川站分析结果作为取水口断面的设计值,即多年平均的小于0.05mm的泥沙含量为83%,中值粒径为0.01mm,平均粒径为0.027mm;春汛、伏汛中值粒径分别为0.033mm、0.015mm,平均粒径分别为0.059mm、0.030mm;径流泥沙资料序列的长短对设计流量过程的影响小于设计泥沙过程。在工程设计中,应根据各个系列的优缺点,在工程调节时使用10年、20年、37年三个系列分别调节。

本文简要阐述了铁门关水库的洪水、泥沙特性及水库淤积情况,对铁门关水库28a来的防洪、排沙调度工作进行了总结与探讨。

本文针对洋县水库泥沙淤积的现状,分析了淤积产生的原因,探讨了减淤治淤的措施。

针对黄河粗泥沙界限问题,介绍了粗泥沙界限0.05mm的由来,利用下游河床质钻孔资料分不同时段研究主槽淤积物粒径组成,利用输沙率平衡法计算下游河道不同时段的区间淤积比和排沙比,利用小浪底水库运用以来下游河床质淤积物钻孔资料分析淤积物粒径变化。依据1960年以前天然情况下、对长系列资料分析结果显示、小浪底水库运用以来的黄河下游主槽淤积物中d≥0.10mm的泥沙淤积特点,确定应以0.10mm作为黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中的粗泥沙界限。

河流中的泥沙对污染物既具有吸附作用,同时会引起河流水力学结构(流变特性)的变化,这使得含沙河流中污染物的扩散迁移及转化具有其自身的一些特点,简单地运用清水水质模型预测含沙河流中污染物的时空变化将产生较大的误差。本文对黄河兰州市区段的水沙特征进行了分析,认为黄河兰州段河流水质预测模型中降解系数的确定应充分考虑泥沙的影响,并运用双边反射二维水质模型对黄河兰州段新城桥控制断面主要排污口codcr排放对河流的水质影响进行了预测研究。

　泥沙是黄河来源面最广的非点源污染物,对排入黄河的污染物具有显著的吸附效应,成为污染物的载体,对黄河水环境产生了很大的影响.文中研究了黄河泥沙的颗粒级配、矿物组成、化学组成、有机质含量、ph值、界面效应和电化学性质等特性,分析了黄河泥沙对水环境影响的双重性,阐述了黄河泥沙对水环境监测、水环境质量评价以及水污染预测与控制的影响.

对2007年9月17~26日在上海洋山港海域固定观测点(平均水深13m)观测得到的水文泥沙要素,以及悬沙和底质样品分析。分析结果为:1)港域有效波高0.21~1.37m(风速0.6~14.0m/s),平均0.61m(平均风速5.5m/s)。平静天气(平均风速小于5.0m/s)下,波高随水深变化,两者的相关系数为0.899;而在强风天气下,波高受风况控制。2)最大表层流速超过2.00m/s。大潮涨潮流占优势,小潮时落潮流占优势;与北岛链汊道封堵前相比,大潮涨、落潮平均流速分别减小15%和30%,小潮涨、落潮平均流速均减小30%~40%。各层余流均为西北方向,与涨潮流方向一致;垂向平均余流速0.11cm/s,表层达0.25m/s。3)离底高程1.35m层和0.35m层最大悬沙浓度均大于3kg/m3,两层平均悬沙浓度分别为0.89和0.95kg/m3。无论大潮还是小潮涨潮悬沙浓度均大于落潮,这种现象在大潮时更为显著,潮周期中最大悬沙浓度出现在涨急。与工程前相比悬沙浓度明显降低,大、小潮降低均达20%。4)港区底质平均粒径9.0μm,工程后有变细的趋势。

布尔哈通河地处延边州中南部,本区是延边州主要工农业产区,由于多年的开发水土流失较重,洪涝灾害频繁。为了保持区域经济可持续发展,加强水资源保护和了解水土流失情况,对该区河流泥沙特性进行分析,为布尔哈通河流域水资源合理开发利用、有效保护提供科学依据。

利用三角坐标对黄河中游5条支流悬移质颗粒级配资料进行了分析,发现黄河中游的高含沙水流粒径组成大致在如下范围之内:0.010mm的粒径占60%~90%。因各支流所在流域差异,使其高含沙水流的粒度组成也有所差异,但均集中于一定的粒径配比范围内。

利用在强潮河口——杭州湾乍浦水域大潮期的现场实测水文、泥沙资料,分析了悬浮泥沙浓度的垂向结构.结果表明,在涨落潮周期内,除落憩前后较短的一段时间外,由于强潮河口强烈的水动力造成水体垂向混合均匀,研究区域悬浮泥沙浓度的垂向分布符合rouse公式;如用六点法实测的底层悬浮泥沙浓度来代替近底悬浮泥沙浓度,会造成较大的误差;根据rouse公式拟合,选取合适的近底距离,可求出对应的近底悬浮泥沙浓度,这比利用实测的底层悬浮泥沙浓度代替更为准确和合理;实测的底层悬浮泥沙浓度对近底悬浮泥沙浓度影响很大;实测的底层流速对近底悬浮泥沙浓度垂向分布的影响较大.

选择黄河中游多沙粗沙来源较为集中的皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河、佳芦河、无定河等流域,对比分析了河流粗泥沙含量和平均粒径年内变化规律及其空间差异。结果表明:软弱砂岩出露区的皇甫川流域,河流携带的粗泥沙含量及平均粒径与径流量年内变化趋势一致,软弱易蚀岩层出露面积比例越大,这一趋势就越明显;风沙区分布面积较大的秃尾河和无定河等流域,随着夏季水流侵蚀能力的增强,悬移质平均粒径并未明显增大,甚至降水集中和多暴雨的7~8月的平均粒径和粗泥沙含量小于冬季的,这些流域内基岩产沙对河流泥沙贡献不大,悬移质中的粗泥沙应主要来源于风沙。