水动力作用对污染物在河流水沙两相中分配的影响研究进展

通过总结近年来有关水动力作用对河流中泥沙吸附/释放重金属、磷等污染物影响研究成果,分析了水流紊动强度和流速对污染物在河流水沙两相中分配的影响规律。当水流紊动强度较低时,泥沙主要以床沙形式存在,泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度较低;随着紊动强度增大,水沙界面切应力随之增大并促使泥沙悬浮,污染物与悬浮泥沙颗粒接触面积增大,使得泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度显著增加。流速对污染物在水沙两相间分配的影响较为复杂。泥沙静止时,流速的增大会减小边界层厚度,增大水体溶解氧含量、氧化还原电位等参数,并使污染物在水体里的扩散由分子扩散转变为以紊动扩散为主,增强污染物在水-沙界面的交换通量,对污染物在水沙两相间的分配产生影响;随着流速进一步增大,床沙逐渐起动、悬浮,此时除上述因素外,泥沙运动状态、悬浮颗粒间碰撞强度、悬浮物的絮凝等均会对泥沙吸附/释放污染物产生影响,由于影响因素较多,作用机制复杂,目前关于泥沙运动对污染物在水沙两相间分配的影响所得结论仍存在分歧。相应的机理研究及数学模型的建立均做了较大简化。综观当前的研究成果,水沙运动及其化学生物过程等对污染物在河流水沙两相中的分配作用机理和耗氧有机物、有毒有机物等污染物与泥沙的作用机理是这一领域的未来研究重点。     

大密度比两流体系统计算的一种改进模式

对动量方程进行了一些变换,把密度方程和动量方程统一为一个积分方程,提出了一种新的处理大密度比两流体系统的方法.数值模拟结果表明,该方法可有效地避免两方程的耦合问题以及单独求解密度方程带来的一些不合理现象,可用于含大密度比的两流体问题的数值模拟和分析.     

六垛南闸闸下淤积现状分析

针对我国在滨海河口地区修建的挡潮闸在河口建闸后普遍存在的泥沙淤积问题，根据苏北灌溉总渠入海口六垛南闸等处的实测资料，分析该挡潮闸下潮汐引河通道冲淤特性，指出挡潮闸下引河的潮流特性、潮流挟沙特性及引河淤积的原因。认为对闸门进行科学合理的控制、有效利用上游有限的泄水量和闸下落潮水流拖淤来防淤减淤是较为简便易行且经济的措施。     

外秦淮河武定门闸上游偏流淤积成因及流态改善措施

针对南京市外秦淮河武定门闸上游偏流易淤问题,建立物理模型试验,结合实测资料和理论分析,对闸上游河道淤积成因进行了深入分析,并提出增建导流墙对闸前河道流态改善的措施。研究结果表明:受闸上游弯道影响形成偏流,闸前河道两侧产生左大右小两个明显回流区,导致左侧河床较右侧淤积明显;水闸常年运行,大部分时间闸前河道水流动力较弱,易形成缓流淤积。通过闸前设置导流墙,可以改变闸前河道流态,使左右两侧回流区范围显著减小。     

淮河沉积物总磷和重金属沿程变化及污染评价

为了探究淮河沉积物中污染物的分布规律、来源及污染程度,于2014年7月沿淮河中下游设置16个采样断面,现场采样并检测沉积物中总磷(TP)质量比和重金属(As、Cu、Pb、Cd、Zn)的质量比,分析沉积物中污染物的沿程分布及来源并对污染状况进行评价。研究结果表明,淮河中下游沿程各城市下游断面沉积物中污染物平均含量比上游断面高;污染物来源分析表明,所有污染物均受到点源污染的影响,其中TP和Cu受到点源污染和面源污染的共同影响;单因子标准指数法对沉积物磷污染评价结果表明,淮河干流沉积物环境质量受磷的污染相对较轻;对重金属潜在生态危害程度分析表明,无论是单个重金属的生态危害程度还是综合生态危害程度都为轻微。     

DPIV技术在絮凝池流场特性研究中的应用

利用数字粒子图像测速（DPIV）技术对往复隔板絮凝池中的复杂流场进行测量，分析池内水流特性对絮凝效果的影响机制。结果表明，絮凝池廊道头部流场对絮凝效果有很大影响。为改善絮凝池的流场，可增大池内的有效空间。     

有无植物条件下明渠水流紊动特性对比

在可变坡水槽中，模拟了带枝杈植物对明渠水流的干扰作用，借助超声多普勒流速仪（ADV）测量了不同水深下垂线不同测点的瞬时流速，计算了各测点的三维时均流速、脉动强度及雷诺应力等紊动参数，通过与无植物干扰的明渠均匀流紊动特性进行对比，分析植物对水流紊动参数的影响规律。试验结果表明：在有植物明渠水流中，时均流速呈三区分布特征；脉动强度及雷诺应力均在植物顶部附近出现最大值；脉动强度明显增大，在3个方向上趋于接近；可以用植物顶部以上的雷诺应力分布推求摩阻流速。     

三峡工程泄水建筑物水力优化设计

三峡大坝在运行期和施工导流期要求的泄水能力分别达10万m3/s和7万m3/s,大坝设有永久泄水深孔23个、表孔22个、导流底孔22个.大坝采用深孔、表孔、导流底孔3层孔口相间布置方式,缩短了溢流前缘长度,解决了枢纽泄洪难题.深孔的主要作用是宣泄千年一遇以下洪水,同时还担负着三期导流及围堰发电期间渡汛泄水任务.深孔具有数量多、尺寸大、水头高、水位变幅大、运用时间长和操作频繁等特点,其进口堰顶上游坝面及侧面采用1/4椭圆曲线,堰面下游接1∶0.7的斜坡段后再接R=30 m的反弧段.通过布置方案的论证和试验研究,深孔选用短有压管接明渠泄槽跌坎布置方案,底孔选用长有压管布置方案.     

多边界非恒定流控制、监视系统的研制与应用

应用计算机及其控制技术,解决多边界非恒定流物理模型试验中的控制问题,系统能对模型多个边界实现智能化控制,试验中各参数从数据采集,整理到输出均由计算机自动完成,减少了试验过程中的人为干扰因素,实际应用表明,该系统使用方便,运行可靠且控制精度高。     

小功率激光器在流动图像测速系统中的应用

将低功率激光器应用于ＰＩＶ测速系统,首次采用微光像增强技术解决光源照度问题。设计了数字可调步脉冲光照系统以产生特殊序列脉冲光源。对垂直水口旋旋涡流场的测量表明,本文的方法是可行的。