Enhanced bed load sediment transport by unsteady flows in a degrading channel     

Zhijing Li  Honglu Qian  Zhixian Cao  Huaihan Liu  Gareth Pender  Penghui Hu 《国际泥沙研究》2018,33(3):327-339

Laboratory flume experiments were done to investigate bed load sediment transport by both steady and unsteady flows in a degrading channel. The bed, respectively composed of uniform sand, uniform gravel, or sand-gravel mixtures, always undergoes bulk degradation. It is found that both uniform and non-uniform bed load transport is enhanced greatly by unsteady flows as compared to their volume-equivalent steady flows. This enhancement effect is evaluated by means of an enhancement factor, which is shown to be larger with a coarser bed and lower discharges. Also, the fractional transport rates of gravel and sand in non-uniform sand-gravel mixtures are compared with their uniform counterparts under both steady and unsteady flows. The sand is found to be able to greatly promote the transport of gravel, whilst the gravel considerably hinders the transport of sand. Particularly, the promoting and hindering impacts are more pronounced at lower discharges and tend to be weakened by flow unsteadiness.  相似文献   

Bed-load transport rate based on the entrainment probabilities of sediment grains by rolling and lifting     

Jun-De Li  Jian Sun  Binliang Lin 《国际泥沙研究》2018,33(2):126-136

A function for the bed-load sediment transport rate is derived. This function is obtained by using the entrainment probabilities of the rolling and lifted sediment grains, and by introducing two travel lengths, respectively. The predictions from the new bed-load function agree well with experimental results over the entire experimental range and show significant improvement over the commonly used formula for the bed-load transport rate. The new function shows that, in terms of contributing to the bed-load transport rate, the total entrainment probability of the sediment grains is a weighted summation of those for the lifted and rolling grains, rather than a simple addition of the two. The function is also used to predict the total entrainment probability, saltation length, and the bed layer thickness at a high bed-load transport rate. These predictions all agree well with the experimental results. It is found that, on average, the travel length for the rolling sand grains is about an order of magnitude less than that of the lifted grains.  相似文献   

信阳地震台水管倾斜仪加速E倾变化分析     

王明亮  余尚江  万娜  李源  杨龙翔  薛秀秀 《地震地磁观测与研究》2018,39(2):121-126

信阳地震台水管倾斜仪EW分量2016年5月出现加速E倾变化，为确定异常性质及产生原因，从观测洞室环境、仪器观测系统、气象数据、环境干扰等进行调查，并采用有限元法和不规则荷载模型，计算台站附近的信阳林业学校拆迁荷载变化对水管倾斜仪观测的影响，最终判定本次异常为林校拆迁所致。  相似文献   

太湖典型区2010-2017年间水质变化趋势及异常分析     

朱伟  谈永琴  王若辰  冯甘雨  陈怀民  刘毅璠  李明 《湖泊科学》2018,30(2):296-305

自2007年太湖蓝藻水华引起无锡供水危机后，在太湖流域及湖区开展了一系列综合治理措施以改善太湖水环境质量.本研究在太湖梅梁湾和贡湖湾各设置3个采样点，自2010年4月起每月2次监测太湖水质.结合水文气象数据及无锡市环境监测站和太湖局的同期数据，明确太湖自2010年以来，水质整体良好，总氮浓度在波动中呈现下降的趋势，总磷浓度在2014年前也是在波动中呈现下降的趋势，但在2015和2016年有所回升，回升比例约为15%~20%.2015和2016年总磷浓度出现回升的主要原因是这2年的2次大洪水过程携带大量N、P进入太湖湖区，洪水消退过程中，N大多以溶解态排泄出湖区，而P则由于大多数以颗粒态存在，逐渐沉积到湖泊中，随着微囊藻生长消耗水体溶解态P以及水体pH和溶解氧的变化逐渐释放到太湖水体中.  相似文献   

滇池沉水植物生长过程对间隙水氮、磷时空变化的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

张云  王圣瑞  段昌群  焦立新  王一茹  高秋生 《湖泊科学》2018,30(2):314-325

2015年6-10月通过原位采集滇池沉水植物分布区和无植物对照区柱状沉积物间隙水,分析其溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)、溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)及溶解性有机氮(DON)和溶解性有机磷(DOP)浓度的时空变化,探讨沉水植物分布对间隙水氮、磷浓度、形态贡献及氮磷比的影响.结果表明:滇池沉水植物生长过程显著影响间隙水氮、磷浓度.与无植物对照区相比,沉水植物生长过程对间隙水氮浓度的削减主要发生在6、8月,而对间隙水磷浓度的削减主要发生在7月,反映了沉水植物对氮、磷两种元素的生物地球化学循环作用机制不同;间隙水氮形态贡献受季节性影响较大,6-7月以DON贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别达到61%和84%;而8-10月以DIN贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别为76%和75%;沉水植物分布区磷形态贡献随季节波动变化,沉水植物分布区以DOP贡献为主(63%),无植物对照区以DIP贡献为主(62%);沉水植物生长对沉积物间隙水各形态氮磷比影响显著.沉水植物生长显著增加间隙水DTN/DTP比,尤其是DIN/DIP比,相反降低DON/DOP比.沉水植物对间隙水氮、磷吸收及转化过程改变了沉积物氮、磷释放机制,从而影响上覆水氮、磷组成及氮磷比,很可能会影响到浮游植物生长及藻类水华过程,这对于湖泊水质管理具有重要意义.  相似文献   

典型富营养化城市河流——浙江温瑞塘河的浮游植物群落类型与季节变化   总被引：2，自引：0，他引：2  

孙玉平  于恒国  周钦  刘婷  李亚运  马增岭 《湖泊科学》2018,30(2):375-384

为评估温瑞塘河水环境状况及水华风险,于2015年每月15日7:00-18:00对其下游滞流河段进行高频监测分析,考察了水体叶绿素a浓度、浮游植物群落类型和光合活性等的季节变化及日变化情况,并分析了其与温度、营养盐等环境因子的关系.结果表明:温瑞塘河表层水体中的叶绿素a浓度表现为春季(3-5月)夏季(6-8月)秋季(9-11月)冬季(12-2月),分别为39.98、37.62、21.59和10.74μg/L;4个季节的平均水温则是夏季秋季春季冬季,分别为30.91、25.34、20.72和13.80℃.全年总氮浓度为5.33±0.81~9.40±1.25 mg/L,总磷浓度为0.32±0.18~0.95±0.25mg/L,营养程度属于超富营养.温瑞塘河的浮游植物群落类型为硅藻-绿藻型,全年以绿藻和硅藻种群为主,蓝藻种群只在春末夏初出现,并且所占比例很小.绿藻种群在夏季占绝对优势,而硅藻种群在冬季占优势.绿藻种群的相对丰度与水温呈正相关,而硅藻种群的相对丰度与水温呈负相关.水体的叶绿素a浓度与水温呈正相关,而与总氮、总磷浓度没有相关性.叶绿素a在不同季节呈现出不同的日变化模式,而浮游植物的有效光合量子产率在四季均呈现类似的日变化模式:都是先降后升,与晴天时的日照强度变化趋势相反.绿藻的有效光合量子产率高于硅藻,且除春季外皆存在显著差异.以上结果表明温瑞塘河具备发生各类水华的营养条件,但是由于蓝藻在全年所占的比例都很低,因此发生蓝藻水华的可能性很小;同时由于日照变化会对表层水体中叶绿素a浓度及浮游植物生理活动产生影响,因此在对小型湖泊或者水流滞缓的河道进行浮游植物群落结构调查时还应考虑时间和天气因素.  相似文献   

无磷条件诱导铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放挥发性有机化合物对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的影响     

杨王庭  赵静娴  徐庆欢  周律  甘丽平  左照江 《湖泊科学》2018,30(2):449-457

为了揭示磷(P)营养缺乏对蓝藻释放挥发性有机化合物(VOCs)的影响及其对其他藻类的化感作用,以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,在无P培养条件下对其释放的VOCs进行分析,同时测定VOCs对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长、光合色素含量和光合性能的影响.结果表明,采用无P培养基培养铜绿微囊藻24 h后,其释放的VOCs种类和含量均明显增加,与标准培养基培养相比,VOCs总释放量增加了73.4%,并出现7种新化合物.将铜绿微囊藻释放的VOCs通入莱茵衣藻溶液中,在标准培养基中铜绿微囊藻释放的VOCs对莱茵衣藻生长无显著影响,而无P条件下释放的VOCs则明显抑制莱茵衣藻生长,其响应指数(RI)为-0.25.此外,莱茵衣藻光合色素含量、光系统II(PSII)最大光化学量子产量(Fv/Fm)、有效光化学量子产量[Y(II)]、光化学淬灭系数(q P)和光合电子传递速率(ETR)也明显降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则明显升高,其RI为0.26.由此可见,蓝藻在富营养化水体中大量繁殖以及P自身沉降特性导致的P缺乏会促进蓝藻释放VOCs,同时这些VOCs在保持蓝藻营养竞争优势和水体藻类多样性减少中具有化感抑制作用.  相似文献   

东洞庭湖沉积物覆水后磷形态变化及其释放量   总被引：4，自引：1，他引：3  

王婷  王坤  姜霞 《湖泊科学》2018,30(4):937-947

研究干燥覆水后低流速条件下东洞庭湖沉积物中磷的形态变化及释放量,可以为轻度富营养化湖泊中磷的生物地球化学循环提供基础数据,为季节性湖泊內源营养盐的迁移转化规律研究、內源营养盐的释放风险评价提供理论依据.本文采集处于干湿交替状态的东洞庭湖表层沉积物,利用室内模拟装置,研究风干沉积物低流速条件下覆水后沉积物及上覆水中磷的形态变化.结果表明,低流速覆水后东洞庭湖沉积物中的磷向上覆水及大气中迁移释放,上覆水中磷的释放量随覆水时长增大,释放速率随覆水时长减小,上覆水流速和磷释放量相关性显著.上覆水循环过程中释放到上覆水中的溶解态有机磷比溶解态活性磷更容易吸附于颗粒物而转化为颗粒态磷.覆水后沉积物中各形态有机磷、无机磷及磷的生物有效性均发生转变,覆水初期沉积物中无机磷向有机磷转化,磷的生物可利用性增大;上覆水循环过程中有机磷向无机磷转化,磷的生物可利用性减小;覆水后沉积物的无机磷的主要组分由铝磷转变为铁磷,有机磷的主要组分有从中活性有机磷向活性有机磷转变的趋势.  相似文献   

基于多项式拟合均匀荷载面曲率曲线的结构损伤识别方法          下载免费PDF全文

唐盛华  苏彬建  方志  张学兵 《世界地震工程》2018,34(1):121-130

为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别，先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置，对损伤位置的点进行剔除后，再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合，代替损伤前的均匀荷载面曲率曲线，用于结构的损伤定位与定量。通过一简支梁数值算例，先以理论的二次多项式进行拟合，考虑单损伤和多损伤的情况，进行损伤识别分析，再分析多项式次数、测点数目以及不同噪声水平对损伤定量精度的影响。结果表明:在一定范围内，次数越高拟合误差越小，但差别不明显，采用理论的二次多项式拟合即可满足结构损伤识别要求，无噪声的情况下，测点数目减半不影响损伤识别的精度，该方法具有一定的抗噪声能力。  相似文献   

基于污染负荷核算的岷江流域总磷污染成因分析及对策     

温泉  马迎群  时瑶  迟明慧  秦延文  刘志超  杨晨晨 《地学前缘》2020,27(4):332-339

总磷是长江流域水环境污染的首要超标因子,岷江作为长江上游流量最大的支流,总磷污染严重,对长江总磷污染贡献较大。为了解岷江流域总磷污染,采用排污系数法,计算得到2016年岷江流域污染源总磷入河量为1 154 t,以农村生活污染负荷占比最高(51.3%),其次为城镇生活源(28.7%)、农业非点源(8.24%)、工业源(9.57%)、畜禽养殖源(1.21%),城市径流源(0.99%)最低;在空间上岷江流域总磷污染负荷呈中游(64.2%)>下游(32.6%)>上游(3.1%)的特点,与岷江干流总磷浓度变化趋势相符,其中成都市总磷污染负荷最高(51.2%),与区域人口密度高、生产和生活活动密集有关。结合资料收集和现场调查,岷江流域总磷污染成因主要包括农村生活污染治理缺口较大、城镇生活污染处理基础设施建设不足、工业企业密布、部分支流总磷污染严重、水污染治理导向不全面。针对岷江总磷污染负荷分布特征及成因,提出“上游保护优质水体、中游治理重污染水体、下游恢复不达标水体”的分区污染防治对策,统筹流域监管体制机制,强化岷江流域水环境保护和治理。  相似文献