水沙流中的泥沙悬浮(Ⅱ)
摘要本文探讨了影响泥沙扩散系
数的因素，讨论了传统理论在描述泥沙颗粒垂线分布时的不足，并指出了动理学在悬浮泥沙运动描述中的应用前景。
关键词水沙流泥沙悬浮动理学
在基于传统的连续介质假说的各种理
论中，泥沙扩散系数的确定仍依靠半经验处理。然而，这种近似不足以给出令人满意的物理解释。例如，实验结果表明[53～55]，颗粒的物理属性(如颗粒直径和密度等)都
对颗粒扩散系数εs有明显影响，但以前的理论都不能将这些影响直接地考虑在内。颗粒物理属性的影响经常被含糊不清地归结
于不同的颗粒沉降速度。事实上，沉降速度的变化大多反映的是颗粒物理属性对颗粒
确定性运动的影响，而不是颗粒在紊流中的随机运动。在研究一个协振圆柱系统中的颗粒垂线分布紊动影响时，Rouse发现当格栅
振动频率f相应变化时，泥沙颗粒扩散系数εs随颗粒直径变化[53]。颗粒直径越大，泥沙颗粒扩散系数(见图1)也就越大。Coleman从他的水槽实验中也得到了同样的结论[54]。所有这些结果表明，颗粒扩散过程或多或少地与紊动交换过程有所区别。看起来似乎更大的颗粒对应更大的沉降速度，并因此而有更大的扩散系数εs。然而，后来更精确的测量并不支持这种观点。用与Rouse相似的设备[53]，邵学军发现[55]，虽然在紊动较强时，εs随粒径增大而增大，但在紊动较弱时恰恰相反，εs随粒径增大而减小。图2和3的实验结果表明，在颗粒物理属性如何影响颗粒悬浮这个问题上也
许存在更深刻的机理。例如，颗粒群的存在将影响整个紊流结构，而不仅仅是单个颗粒的沉降速度。建立颗粒群对紊流场影响的清晰图画依赖于对紊流自身的合理理解。紊动可以看成是许多具有不同特征频率的
微小扰动的叠加，或者是不同特征尺寸的涡漩的叠加。然而，不能期望所有的脉动(或频率)都会影响颗粒的运动。换句话说，不
同物理属性的颗粒会影响不同频率的涡漩。实际上，甚至在单相液流中，Philips也认为并不是在所有频率范围的率动都对雷诺
应力的产生有贡献[56]。如果以雷诺应力为例，则的大小取决于满足沿平均流速方向的速度分量恰好与当地平均速度一致条件的
脉动。图2 颗粒扩散系数的变化[55] Variation of sediment diffusion coefficient图3 颗粒扩散系数的变化[55] Variation of sediment diffusion coefficient 对流体和颗粒脉动速度
(v‘和vp‘)进行傅立叶转换并定义颗粒和流体振幅间的比例，Hjelmfelt和Mockros 发现颗粒只受具有较小特征频率涡漩引起
的随机力的影响[57]。颗粒越大，它们响应的频率越小。Murphy和Aguirre以及Lee和Durst在分析紊流中颗粒的频率响应时也采用了同样的方法[58，59]。从这些研究可以看出，颗粒仅响应特征长度L大于或等于颗粒直径的涡漩，也就是说，颗粒速度的特征频率依赖于涡漩特征频率的某一特殊部分。因此，前文(Ⅰ)中公式(1)中的tm可以解释
为相应于和颗粒具有相同尺寸D的涡漩的特征时间尺度，也就是特征频率的倒数。看来当单独讨论颗粒时，尺寸L＜D的涡漩的作
用可以忽略。因此，问题变成了怎样把泥沙扩散系数εs和颗粒物理属性关联起来，这正是在以前的研究中最困难的也是被忽略
了的方面。为了解释这种耦合和颗粒悬浮机制，Zhou和Ni在对基本的动量方程和连续方程进行系统分析的基础上作了考察[60]。悬浮颗粒对紊流的影响被视为对具有相同深度的等价清水紊流的扰动，并用扰动分析对紊流和悬浮颗粒间的物理过程进行
了定量描述，结果从运动方程直接获得了颗粒垂线分布统一公式。对于一级扰动，液相和清水紊流一样遵守雷诺方程；对二级扰动，可以得到一个支配浓度分布的运动方程，它是一级紊流影响的直接结果；并且在二级扰动时可以得到一个控制方程，用以描述浓度对平均速度剖面的影响。分析中扰动参数取为接近床面的参考层y=a处的体积浓度。由于分析中的一些泰勒级数展开只在a＜y＜H 范围内有效，所有Zhou和Ni得到的结论都
应限制在此范围之内[60]。
2 两种类型的垂线颗粒浓度分布
实测资料表明，颗粒垂线分布最少有两种模式(Ⅰ型和Ⅱ型)，Ⅰ型就是最常见的分布形式，颗粒浓度从流体表面的最小一直增加到床面的最大[61]；Ⅱ型分布则显示最大浓度值出现在床面的上方。尽管传统的研究都集中在Ⅰ型，但许多实验测量都表明了Ⅱ型分布形式的存在[62～67]。图4和5列出了Ⅱ型的一些分布形式。关于哪种模式是普遍的，哪种模式是测量错误引起的争论看来已无
必要。Ⅱ型已经被普遍接受，只是还有如下问题存在：(1)是什么原因引起含沙水流中
存在Ⅰ型或Ⅱ型两种分布形式?(2)怎样描
述Ⅱ型的分布?一般说来，影响因素可能包
括颗粒属性、流体特征和边界条件。困难是怎样才能把所有这些因素综合进一个合理
的理论框架。不幸的是，上述那些基于连续概念的理论几乎没有一个能解释这样的物
理过程。此外，Ⅱ型浓度分布也并不是只出现于某些跃移过程和高含沙水流中。事实上，在不同的条件中，Ⅰ型和Ⅱ型都可能找到。
两种颗粒浓度垂线分布类型的分类和解释
不仅在学术上有很大意义，对于工程上非常关注的泥沙输移率的计算也非常重要。Ⅱ型分布与近壁区的单颗粒运动有很大联系，因此应该有潜在的方法能适当地描述这样的
过程。以前的理论和模型大多都建立在连续介质理论的基础上[68，69]。连续介质理论，正如它定义的那样，要求把许多的颗粒包含在一个微元体中。对液体来说，由于它由小尺度的分子组成，这种假设基本上是合理的。过去，这种理论也广泛用于含沙水流的研究中，这时假设离散的颗粒相仅仅改变连续相的流动特征，这意味着大部分的流体力学相关结果能在稍作修改后直接应用。然而，必须注意的是，如果是尺度较大的离散颗粒，在低浓度固液两相流中存在很少颗粒时，连续介质假定几乎不可能保证合理。此外，连续介质理论也不足以解释稠密固液两相流中颗粒间的相互影响。图4 Ⅱ型分布[62]
Pattern Ⅱ distribution图5 Ⅱ型分布[63] Pattern Ⅱ distribution3 动理学的应用
由于连续介质理论在描述离散颗粒运动方
面存在的缺陷，对固液两相流系统又发展了其它的方法。作为一个微观方法，动理学方法被成功地应用于气固两相流的研究，在这里固体颗粒和气体分子是主要考虑的对象。Boltzmann方程描述了颗粒的运动[8，9，70]，宏观特征可直接从微观信息的统计平均获得。动理学方法从微观角度着手，考虑颗粒的随机运动(包括气体分子和固体颗粒)。一旦颗粒的速度分布函数被确定，即
可获得各方面详尽的信息。一般说来，分子和固体颗粒的主要区别是：(ⅰ)分子有热运动并且它的温度能表征它的动能，而固体颗粒不能自己移动，它们的温度也不代表其动能；(ⅱ)分子是具有相同弹性的球体，在碰撞过程中没有能量损失，而固体颗粒则完全不同；(ⅲ)固体颗粒的尺寸经常比分子大好几个数量级，也就是说颗粒体积的影响必须考虑。含沙水流经常按照单一流体的模式[71，72]或两种流体的模式[73，74]进行研究。对实际工程问题单一流体模型比较简单，但在含沙水流中用于描述颗粒和紊流的
相互作用不大合适。在双流体模型中，颗粒相被假定为第二种流体，依靠一些闭合模型如颗粒剪应力、离散、动能扩散等辅助求解。从连续介质理论的观点来看，流体和离散的固体颗粒都被视为连续介质，各有其相应的密度。尽管如此，有时很难从稀相流体中的固体颗粒间找到连续介质中流元间所具有
的那种密切联系。因此，应该对颗粒相发展更为高级的模型[21]。一种在描述两相流方面很有潜力的方法是，类比气体分子运动论，基于颗粒运动的速度分布函数求解颗粒浓
度分布。这种方法也许能导致精确解的获得，但目前仅限于简单的流动[12，75～77]。
固液两相流的动理学方法建立在Boltzmann 方程的基础上[11]。注意到一般的气体运动理论的平衡状态是相应于分子碰撞的统计
平均平衡，王光谦和倪晋仁为固液两相流中的颗粒平衡态假设了一个相似的定义，描述了颗粒运动的稳定态以及颗粒和周围流体
的相互作用。对于稀相稳定的固液两相流，颗粒间的碰撞很少发生，可以视其为稳定态。这种环境中，在颗粒运动的稳定条
件下，可从Boltzmann方程解得剪切流的颗粒速度分布函数[11]。通过对固气系统中颗粒运动速度均方值和固液系统中摩阻速度
均方值的简单类比，可得到颗粒速度分布函数和相互作用力的关系。由于考虑到颗粒与颗粒碰撞及粒壁碰撞的复杂性，引入综合升力的办法从而推导出颗粒浓度的垂线分布。在不同的受力条件下，Ⅰ型和Ⅱ型分布都可以得到很好的描述。对该理论曾用相关的实测Ⅱ型分布作了专门的比较，此理论以合理的方式给出了当前存在的两种浓度分布类
型的机理说明。不同的分布形成主要与流体对颗粒施加的不同升力、颗粒与颗粒的碰撞以及边界条件有关。一般情况下，精确的分子描述将遇到更多的数学困难。因此，数值模拟将成为获得微观信息的主要方法。以往在这方面已经作了一些努力，有人用离散Boltzmann方程的方法直接分析颗粒的悬浮[78～80]。综合连续介质理论在流体力学中的成功应用和动理论对固体颗粒的详细
描述，王光谦和倪晋仁提出对不同相结合连续介质理论和动理学方法来描述固液两相
流系统[12]。这时，数值方法将可能建立在分别对流体和固体颗粒进行欧拉描述和拉
格朗日描述的基础上。动理学的其它有潜力的应用是在稠密固液两相流(或高含沙
水流)研究方面。这种流体中，颗粒间的碰
撞对悬浮颗粒的支持作用比来自流体脉动
的支持作用更大。颗粒运动的本质改变不可能通过对稀固液两相流研究结果的简单修
正来识别。流体的流变特征将被极大地改变，并且一些非牛顿体的特点必须合理考虑。迄今为止，高浓度固液两相流的研究进程并不令人鼓舞。可以相信，动理学方法的引入将有益于加深对颗粒垂线分布细节的理解。同时也应该注意到，考虑大量颗粒的相互作用也会带来新的困难。4 结语 1.在对含沙水流中悬浮颗粒垂线分布的研究中常常用
到传统的连续介质假设和对离散颗粒的类
似于气体分子运动的描述。前者成功地应用于流体力学中，但不适于描述颗粒间的相互作用，因为颗粒的尺度比液体分子的尺度大得多。后者恰好适于处理单个颗粒的运动，颗粒间以及相间的相互作用。一个描述固液
两相流的有潜力的方法是，液相仍基于连续介质进行描述，而固相则基于动理学方法，只是应合理地考虑两相的相互作用。 2.颗粒垂线分布至少有两种典型剖面。Ⅰ型已经被普遍接受并基本上能被一般的理论解释，但Ⅱ型几乎被忽略并且很难由以前的理论作出解释。对Ⅱ型分布的合理描述有赖于对单颗粒运动、颗粒间相互作用以及紊流近壁动力学的充分理解，这对将来的研究有很大意义。 3.动理学方法的一个有潜力的应用领域是高浓度固液两相流，在这种流体运动中颗粒之间的相互作用成为主要的机制。
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长江口水体表层泥沙浓度的遥感反演与分析 【摘要】：水体悬浮泥沙浓度监测在海岸带环境管理中有重要的意义。常规船测法的成本较高，并且覆盖空间范围小，同步站点较少。卫星遥感数据具有明显的时间与空间优势，成为近岸Ⅱ类水体悬浮泥沙浓度反演与动态分析的重要数据源。本文以长江口及其附近水域为研究区，主要开展了以下工作：1)现场水体光谱测量。用ASDFieldSpec 光谱仪现场测量长江口Ⅱ类水体的反射率高光谱，同步采集表层0.5m 深处的水样，带回实验室用过滤称重法计算水样的泥沙浓度；同步测量流速、水体浊度等要素。2)对光谱数据进行处理，去除天空光等影响，计算水体的遥感反射率。光谱数据筛选，取平均以及一阶微分导数处理。3)分析水体反射率光谱的特征及其对表层泥沙浓度响应；基于最小二乘法，分别建立光谱反射率与泥沙浓度之间的指数形式和幂函数形式的拟合方程。选择对应常用卫星传感器波段，并且对泥沙浓度敏感的波长，建立泥沙浓度和光谱反射率之间的统计回归模式。4)对卫星遥感数据进行处理，然后从遥感数据中反演水体表层悬浮泥沙浓度；借助多期A VHRR和TM遥感影像反演的结果，对长江口泥沙分布进行遥感监测和分析。取得的成果和结论：1)水体反射光谱曲线随泥沙浓度不同而变化，并且存在两个反射峰(560～720nm和790～830nm)；波长大于500nm的光谱反射率与悬浮泥沙浓度之间具有明显的相关性，特别是690～830nm的相关系数大于0.8，对泥沙浓度较为敏感。2)基于最小二乘法，建立水体泥沙浓度和反射率之间的统
计回归模式，结果表明，利用715nm波长的光谱反射率与泥沙浓度的指数拟合回归方程对泥沙浓度估算的效果优于幂函数形式；用670nm、715nm和800nm波段建立的指数方程比810nm和860nm波段的指数方程的拟合程度高。参照常用卫星传感器的波段设置，建立了泥沙浓度和A VHRR、MODIS和TM对应波段反射率之间的统计回归模式。3)选择A VHRR、MODIS和TM数据作为主要数据源，对水体表层的泥沙浓度进行反演。根据不同时相遥感数据的结果，分析了长江口泥沙的分布受季节变化、潮流和径流影响的模式。特别是通过多年数据的分析发现，1998年、2004年和2006年分别为径流来水特丰、平水和特枯年，径流量变化对长江口泥沙分布格局有显著影响。【关键词】：遥感高光谱悬浮泥沙浓度长江口II类水体 【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2007 【分类号】：P237;TV148.1 【目录】：摘要7-8ABSTRACT8-10附图10-12附表12-13目录13-15第一章绪论15-241.1选题背景和研究意义15-181.1.1选题背景15-181.1.2研究意义181.2国内外研究进展18-211.3研究思路和全文内容21-24第二章水色遥感的理论基础24-362.1水色遥感的原理
沉淀实验实验报告 篇一：自由沉淀实验报告 六、实验数据记录与整理 1、实验数据记录 沉降柱直径水样来源柱高 静置沉淀时间/min 表面皿表面皿编号质量/g 表面皿 和悬浮物总质量/g 水样中悬浮物质量/g 水样体积/mL 悬浮物沉降柱浓度/工作水（g/ml）深/mm 颗粒沉沉淀效 速/率/％（mm/s） 残余颗 粒百分比/％ 0 5 10 20 30 60 120 0 1 2 3 4 5 6 79.0438 80.7412 1.6974 81.7603 83.2075 1.4472 64.1890 65.4972 1.3082 66.1162 67.3286 1.2124 73.7895 74.9385 1.1490 83.4782 84.6290 1.1508 75.0332 76.1573 1.1241
31.0 30.0 30.0 30.0 30.0 31.0 31.0 0.0548 0.0482 0.0436 0.0404 0.0383 0.0371 0.0363 846.0 808.0 780.0 724.0 664.0 500.0 361.0 1.860 0.883 0.395 0.230 0.069 0.021 11.40 20.44 26.28 30.11 32.30 33.76 100 87.96 79.56 73.72 69.89 67.70 66.24 2、实验数据整理 （2）绘制沉淀曲线：E-t 、E-u 、ui~pi曲线如下： 2-1、绘制去除率与沉淀时间的曲线如下： 图2.2：沉淀时间t与沉淀效率E的关系曲线 2-2、绘制去除率与沉淀速度的曲线如下： 图2.2：颗粒沉速u与沉淀效率E的关系曲线 2-3、绘制去除率与沉淀速度的曲线如下： 图2.3：颗粒沉速u与残余颗粒百分比的关系曲线 （1）选择t=60min 时刻：(大家注意哦！这部分手写的，不要直接打印！) 水样中悬浮物质量=表面皿和悬浮物总质量-表面皿质量,如表格所示。原水悬浮物的浓度：C0? 水样中悬浮物质量1.6974 ??0.0548g/ml 水样体积31.0 悬浮物的浓度：C5? 水样中悬浮物质量1.1508
水资源 仿沉水植物填料对水体悬浮泥沙的截留作用葛绪广1,王国祥1,郭长城2,冯冰冰1,刘 玉1,毛志刚1,郑海洋1,周 崴1 (1.南京师范大学地理科学学院,江苏南京210046;2.南京水利科学研究院江苏南京210029) 摘 要:对仿沉水植物填料对挟沙水体悬浮泥沙的截留作用进行了试验研究,结果表明:仿沉水植物填料对水体泥沙的截留率随水体泥沙含量的增加而提高,水体含沙为120m g/L时截留率达31.15;仿沉水植物填料的密度越大,截留率越大。 关 键 词:仿沉水植物填料;悬浮泥沙;截留 中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1000-1379(2007)10-0055-01 水体中的泥沙对水质的影响一直是水生态环境研究的重要课题[1],已有大量的相关文献问世[2~6]。 人工填料是污水净化的常用材料,具有较好的水质改善效果。其中,仿沉水植物填料与沉水植物具有相似的形态结构,且比表面积大,一方面通过改变水流动力条件,促使较多的泥沙颗粒物发生沉积,起到改善水质、提高水体透明度的积极作用;另一方面通过附着于填料的微生物降解水体中的氮磷有机污染物,改善水体营养状况。笔者结合生态修复示范工程研究了仿沉水植物填料对悬浮泥沙的截留作用。 1 材料与方法 1.1 试验设计 试验地点:南京师范大学水环境生态修复中试平台。 试验布置:仿沉水植物填料为表面粗燥的塑料纤维,直径0.8mm,呈轮状固定在中心轴线上,轮盘直径15c m,层状排列,间距为2mm。此种填料耐腐、耐温、耐老化、孔隙可变性大、不堵塞、寿命长、不粘连结团、表面积大。辅助单元采用长2.0m、宽1.0m的铁丝网,沉入水底,仿沉水植物填料像沉水植物一样浮在水中。 悬浮泥沙水体的配制与输入:淤泥质泥沙主要是水体悬浮泥沙沉淀的成分,悬浮特性好,容易获得试验所需的悬浮泥沙条件。采用镇江内江淤泥(示范研究区外围),通过混沙池配制不同悬浮泥沙含量的内江模拟水体,泥沙过200目(孔径77 m,主要为悬浮态粒径级配)绢网再加入混沙池,然后通过均匀管道输入试验水道,并实时监测试验水道进、出口悬浮泥沙颗粒物的含量,保证试验条件基本稳定。 1.2 监测与分析 在试验水道的3个不同断面取样,泥沙含量取3个断面的平均值。同时设置对照水道,试验条件保持一致。国内外相关研究表明,当输入泥沙条件一致时,水体泥沙含量与其浊度成二次曲线关系,且相关性较强,因此通过测定水体浊度可快速得到泥沙含量(试验中采用的关系曲线为y=-0.0017x2 +1.8305x,R2=0.982)。 2 结果与分析 2.1 仿沉水植物填料对泥沙的截留效果 仿沉水植物填料对水流中泥沙的截流效果见表1。对照水道水体泥沙含量的降低主要是泥沙在自身重力的作用下自然沉降造成的,而具有仿沉水植物填料的水道泥沙的沉降除自然沉降外还受到填料的截留作用。对照水道的平均泥沙截留率为16.31%,而填料水道的平均截留率达22.15%,提高了5.84个百分点,且随泥沙含量的增加,截留率有提高的趋势。 表1 仿沉水植物填料对挟沙水流泥沙的截留效果 项 目 第一组 填料对照 第二组 填料对照 第三组 填料对照 进水泥沙含量/ (m g L-1)80.0080.00100.00100.00120.00120.00出水泥沙含量/ (m g L-1)71.2072.8475.6982.5682.6292.95截留率/%11.008.9624.3117.4431.1522.54 注:填料单元规格为1.5m 1.0m 2.0m 2.2 填料密度对泥沙截留效果的影响 填料密度是影响泥沙截留效果的重要因素之一。在同样厚度(1.5m)的仿沉水植物填料条件下,36根/m2和24根/m2两种填料密度的水流泥沙截留率分别为29.79%和21.48%,表明适当的填料密度可明显增强其对水流中泥沙的截留效果。 2.3 仿沉水植物填料对污染物的间接截留作用 仿沉水植物填料在截留泥沙颗粒物的同(下转第58页) 收稿日期:2007-03-29 基金项目:国家 863 计划项目(2003AA601100-2)。 作者简介:葛绪广(1976 ),男,山东临沂人,博士研究生,主要从事水污染治理与生态修复研究工作。 第29卷第10期 人 民 黄 河 Vol.29,No.10 2007年10月 Y ELLOW R I VER O ct.,2007
基金项目 华东师范大学 作者简介 从事河口海岸水动力及泥沙运动研究 通讯作者 长江口浑浊带近底泥沙浓度变化何青刘红 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室 上海上海河口海岸科学研究中心上海 摘要基于近底边界层四角架系统观测的水沙过程完整资料对近底悬浮泥沙浓度的变化及其动力响应关系 起动和沉降作用及床面泥沙的供应率对近底层悬浮泥沙浓度和动力响应变化的四个过程进行了详细的 关键词泥沙近底边界层长江口 中图分类号 前言 等四次风暴期间沙质床面近底水流和泥沙过程进行了分析发现悬浮泥沙浓度峰值出现在低流速阶段并 等 根据 等并应用于美国弗吉尼亚的 等用这种定常侵蚀率模型研究了 等 河口的悬浮泥沙浓度的涨落 他们的观测数据表明悬浮泥沙浓度和流速大小存在很强的正相关关系即在涨落河口的他们的观测数据为近底离床面 和观测等仪器研究了美国南卡罗来纳州泻湖
对泥沙浓度和动力的响应研究中他们发现最大的悬浮 但是由于影响悬浮泥沙浓度的因素很 三级分汊四口入海 时也是最大浑浊带活动区域 野外观测及数据处理 观测站点及仪器布置 月 观测站点平均水深为表层 沉积物实验室分析得到的中值粒径为 砂含量分别为悬浮水样和表层沉积物的粒径分析结果表明它们的粘土含量比 然而表层沉积物粉砂含量有所减 图观测站位示意图
图 底边界层观测系统及仪器布置示意图 测 的 垂向水流变化过程的 探头高度距离床面 离床面的高度分别为 和以 的采样间隔均为 的采样间隔为分 观测系统的东北面 的安全进行监测 观测内容主要包括 测量 整点采集垂向六点悬浮水样 利用 实时连续测量 数据处理 浊度率定 由于底边界层观测系统上面没有自动采水系统 的浊度探头进行观测得到的 进行现场水样率定见图 值为 间的相对误差为这表明在假定现场悬浮水样的率定曲线是可信的前提 尤其是悬浮水体的粒径 正因为表层沉积物的颗分粒径 分粒径 图 为了更好地反映正常的悬浮水体浊度变化过这里采用的筛选方法是通过的标准偏差值来进设定一个临界标准偏差值下文所用来分析和讨论的浓度值都是 已经通过该方法处理后的
资源与环境工程学院 （环境监测与评价专业） 课程实验报告 课程：水处理技术（实验）实验名称：过滤及反冲洗实验成绩评定： 班级： 组别： 姓名： 学号： 同组成员： 指导教师： 实验学期：
实验七过滤及反冲洗实验 实验日期：实验地点：实验成绩： 一、实验目的 1、掌握反冲洗时冲洗强度与滤层膨胀度之间的关系。 2、了解清洁砂层过滤时水头损失变化规律，以及滤层水头损失的增长对过滤周期的影响。 二、实验原理 1、过滤原理 水的过滤是根据地下水通过地层过滤形成清洁井水的原理而创造的处理浑浊水的方法。在处理过程中，过滤一般是指以石英砂等颗粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水达到澄清的工艺过程。过滤是水中悬浮颗粒与滤料颗粒间粘附作用的结果。粘附作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质，当水中颗粒迁移到滤料表面上时，在范得华引力和静电引力以及某些化学键和特殊的化学吸附力作用下，它们被粘附到滤料颗粒的表面上。此外，某些絮凝颗粒的架桥作用也同时存在。经研究表明，过滤主要还是悬浮颗粒与滤料颗粒经过迁移和粘附两个过程来完成去除水中杂质的过程。 2、影响过滤的因素 在过滤过程中，随着过滤时间的增加，滤层中悬浮颗粒的量也会随着不断增加，这就必然会导致过滤过程水力条件的改变。当滤料粒径、滤层级配和厚度及水位己定时，如果孔隙率减小，则在水头损失不变的情况下，将引起滤速减小。反之，在滤速保持不变时.将引起水头损失的增加。就整个滤料层而言，鉴于上层滤料截污量多，越往下层截污置越小，因而水头损失增值也由上而下逐渐减小。此外，影响过滤的因素还有很多，诸如水质、水温、滤速、滤料尺寸、滤料形状、滤料级配，以及悬浮物的表面性质、尺寸和强度等等。 3、滤料层的反冲洗
悬浮物的测定 1、方法依据 水质悬浮物的测定重量法GB11901-89 2、适用范围 本标准适用于地面水、地下水，也适用于生活污水和工业废水中悬浮物测定。 3、测定原理 水质中的悬浮物是指水样通过孔径为0.45μm的滤膜，截留在滤膜上并于103~105℃烘干至恒重的固体物质 4、试剂 蒸馏水或同等纯度的水 5、仪器 5.1常用实验室仪器和一下仪器。 5.2全玻璃微孔滤膜过滤器。 5.3CN-CA滤膜、孔径0.45μm、直径60mm。 5.4吸滤瓶、真空泵。 5.5无齿扁咀镊子 6、采样及样品贮存
6.1采样 所用聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶要用洗涤剂洗净。再依次用自来水和蒸馏水冲洗干净。在采样之前，再用即将采样的水样清洗三次。然后，采集具有代表性的水样500~1000ml，盖严瓶塞。 注：漂浮或浸没的不均匀固体物质不属于悬浮物质，应从水样中除去。 6.2样品贮存 采集的水样应尽快分析测定。如需放置应贮存在4℃冷藏箱中，但最长不得超过七天。 注：不能加入任何保护剂，以防破坏物质在固、液间的分配平衡。 7、步骤 7.1滤膜准备 用扁咀无齿镊子夹取微孔滤膜放于事先恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103~105℃烘干半小时后取出置干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2mg。将恒重的微孔滤膜正确的放在滤膜过滤器的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗，并用夹子固定好。以蒸馏水湿润滤膜，并不断吸滤。
7.2测定 量取充分混合均匀的试样100ml 抽吸过滤。使水分全部通过滤膜。 再以每次10ml 蒸馏水连续洗涤三次，继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后，仔细取出载有悬浮物的滤膜放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103~105℃下烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.4mg 为止。 注：滤膜上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水分，除延长干燥时间外，还可能造成过滤困难，遇此情况，可酌情少取试样。滤膜上悬浮物过少，则会增大称量误差，影响测定精度，必要时，可增大试样体积。一般以5~100mg 悬浮物量做为量取试样体积的实用范围。 8、结果表示 悬浮物含量C （mg/L ）按下式计算： ()V B A C 6 10?-=
用FY -1D 数据估算珠江口海域悬浮泥沙含量 Ξ 陈晓翔,丁晓英 (中山大学遥感中心,广东广州510275) 摘 要:以珠江口海域作为研究对象,以气象卫星FY -1D 数据为信息源,通过遥感监测值与准同步珠江口实测 悬浮泥沙含量的对比分析,建立基于FY -1D 数据的悬浮泥沙含量遥感估算模型。研究表明,FY -1D 可用于近岸水域悬浮泥沙的遥感监测,在动态监测方面有明显优势,可作为现有海洋采样观测的补充手段。 关键词:FY -1D ;悬浮泥沙;珠江口 中图分类号:P412127(265) 文献标识码:A 文章编号:052926579(2004)S120194203 河口输沙量和泥沙运动规律的研究直接关系到正确估算水土流失、航道港口的冲淤变化、河口岸滩塑造、近岸水产养殖开发等重要问题。卫星遥感技术可从大范围、连续、动态地反映海水悬浮泥沙地整体性,利用遥感手段研究河口海岸地区混浊水体的泥沙运动(泥沙来源、扩散范围、输移方向以及含沙量判读等)是十分有效的。就含沙量判读而言,解决遥感模式问题是关键所在,即确定遥感数据与悬沙浓度(指表层含沙量)的数学关系,或称为悬沙浓度遥感模式。 FY -1D 是我国于2002年5月15日发射的第二颗太阳同步轨道业务应用气象卫星,星上携带了多通道可见光红外扫描辐射计,可获得10个通道的光谱信息(6个可见光和4个红外通道)。与NOAA 卫星相比,FY -1D 对地遥感的能力大大提高,它除了具有NOAA 卫星的5个通道外,还包含了3个与CZ CS 相近的水色通道,同时还增加了用于区分云、 雪的116μm 通道[1] 。由于我国水色遥感起步较晚,FY -1D 卫星发射的时间并不长,目前国内多利用NOAA 卫星数据进行悬浮泥沙遥感模式的研究,而 利用FY 卫星数据进行悬浮泥沙遥感探测较少。本 文以珠江口海域为研究对象,通过对FY -1D 卫星数据以及2002年冬季出海实测数据的分析,建立了珠江口海域悬浮泥沙遥感定量模型。分析结果表明,利用风云卫星数据建立的模型均具有较高的精度,从而为我国水色卫星的发展和泥沙遥感估算模型的研究提供依据和借鉴。 1 研究区域 本次研究以珠江口近岸海域作为研究区域,范 围为东经112°25′-114°25′,北纬23°20′-21°35′。 珠江口地处南亚热带海洋性季风气候区,水热条件好,自然资源丰富,是中国著名三大河流中珠江的出海口。珠江由西江、北江、东江、流溪江、 潭江五大水系组成,流域面积453690km 2 ,年均 流量1052418m 3 Πs ,为世界第15位大径流量河流。珠江水系各河道进入珠江三角洲网河后,分别由虎门、蕉门、洪奇沥、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门等八大分流河口分别汇入伶仃洋、磨刀门 海区和崖门海区(又称黄茅海)[2] 。 珠江河口具有含沙量小但输沙量大的特点,其多年平均输沙量约为8872万t ,此外尚有3000万 t 左右的胶体微粒,即年输沙量超过了1亿万t [3] 。由于珠江口外终年西南向沿岸流与科氏力的共同作用,珠江口泥沙淤积总的趋势是西侧高于东侧。 2 资料来源和预处理 211 数据源 实测数据:为2002年11月26日珠江口水环境勘测中所获的表层泥沙含量数据。根据所获资料加以整理,共获与FY 卫星过境时间同步的站点样18个卫星影像资料:采用与实测数据对应的准同步FY -1D 卫星资料。212 卫星数据的处理卫星数据入口为已完成辐射定标、校正等处理ld f 格式的数据。利用专用的图像处理软件经以下处理后用于悬浮泥沙遥感定量模型的分析。 几何校正:按照一定的地图投影规则对卫星图像的几何畸变进行纠正处理,使之能与地图匹配,并符合人们的读图习惯。利用PCI 软件的相关功能 Ξ收稿日期:2003-06-15 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40071063);广东省百项工程资助项目(2K B06202S )作者简介:陈晓翔(1956年生),男,教授;E -mail :eescxx @zsu 1edu 1cn 第43卷 增 刊2004年 6月中山大学学报(自然科学版) ACT A SCIE NTI ARUM NAT URA LI UM UNI VERSIT ATIS S UNY ATSE NI V ol 143 Suppl 1 Jun 1 2004
海洋工程中悬浮泥沙源强的确定 摘要：随着各类海洋工程的施工建设，各类海洋工程施工均会引起周边海域悬 浮泥沙剧增，会对项目周边海域的环境产生不利影响。目前国内没有对海洋工程 中涉及的悬浮泥沙源强作出完整的归类，总结在海洋环评中多年的工作经验，本 文对海洋工程中悬浮泥沙源强类型进行了总结归纳，为海洋环评中悬浮泥沙源强 的选取提供参考和依据。 关键词：悬浮泥沙源强海洋环境影响 近年来，随着我国海洋经济的迅速发展，各类海洋工程的施工建设，包括填 海造地、港口建设、航道疏浚、跨海桥梁、各类透水构筑物及非透水构筑物等， 均会引起周边海域悬浮泥沙剧增，会对项目周边海域的环境产生不利影响。其中 悬浮泥沙的扩散输移对海洋环境影响较大，主要表现为悬浮泥沙的扩散输移范围 和浓度变化对海水环境和海洋生态环境的不利影响。针对国内外学者对海洋工程 中的悬浮泥沙源强确定缺乏比较全面系统的论述，为此，本文根据笔者工作中经 验对海洋工程中涉及的悬浮泥沙源强的确定进行了总结，可为海洋工程环境影响 评价悬浮物污染开展综合分析，根据工程的底质条件合理选择设备类型提供理论 依据。 1悬浮泥沙源强类型 海洋环评中数值模拟分析和悬浮泥沙污染源的存在形式密切相关，悬浮泥沙 源强一般在空间上分为：点源、线源、面源和体源；根据持续时间可分为瞬时源 和连续源。根据海洋工程施工计划和施工特点的不同，在海洋环评数值模拟中对 泥沙源强的处理方式也不同。一般疏浚挖泥及疏浚土抛投时采用设置固定点源或 瞬时源的方式进行模拟；溢流及抛石采用设置连续固定点源的方式进行模拟；爆 破挤淤一般采用瞬时点源；管道及航道的开挖根据施工线路的特点采用移动点源 的方式进行模拟。 2悬浮泥沙源强计算方法 针对不同的工程类型，由施工引起的泥沙源强确定方法也不同，目前泥沙源 强的确定一般采用公式计算结合同类工程经验或现场监测数据进行推算。本文根 据笔者的工作经验对海洋环评中涉及的源强方法进行了总结。 2.1疏浚源强 项目工程类型为疏浚，采用的施工机械一般为绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、抓斗船，悬浮泥沙发生量按照《港口建设项目环境影响评价规范》中提出的公式 计算源强。 Fs—悬浮泥沙源强（kg/s）； m泥—一天爆破抛泥量（kg）； V水—受纳水体体积（m3）； t—一天实际施工的时间（h）。 2.8类比分析法确定源强 根据Mott MacDonald 1990年进行的疏浚泥沙再悬浮系统试验数据，绞吸式挖泥船泥沙
基金项目 作者简介 湖北人副研究员博士 主要从事河口海岸动力过程研究 沈焕庭 严以新 王永红 海洋学院江苏南京 河口海岸学国家重点实验室 上海 山东青岛 摘要 将历史海图的基准面进行统一换算采用实现了长江口及杭州湾通过百年时间尺度的大范围冲淤分析建立了长 江口泥沙收支平衡模式 以此为基础关键词 计算通量 引言 外力作用或边界条件变化对海洋物质通量的影响是计划 全球海洋联合通量研 究 密切相关的研究课 据 陆地入海物质通量中占有重要的地位大河河口及其陆架颗粒物质输移过程是揭示陆海相互作用和估中起重要作用有吸附效应泥沙输移对污染物的迁移和循环也起重要作用 因此研究河口入海泥沙通量及河口泥沙运动规律研究区域与研究资料 长江来水来沙进入河口以后泥沙冲淤的结果往往通过地形变化来反映长江口地区 本次研究主要目的在于弄清楚百余年来长江口及杭州湾泥海图资料选择要考虑充分利用长江口 同时兼顾考虑长江口地形演变重
吴淞原图系英国海军测量吴淞原图系英国海军测量吴淞旧中国海关海道测量资料 吴淞旧海军水道图吴淞 航保部长江下游航行图 吴淞 上海航道局 号海图系华东师范大学河口海岸研究所于 年代将不同比例尺海图统一转化而成的 表 拦门沙海图资料一览表 序号 年份 范围比例尺 说明吴淞原图系英国海军测量吴淞原图系英国海军测量吴淞原图系英国海军测量吴淞旧海军水道图吴淞伪海军水道图吴淞 上海航道局资料吴淞 上海航道局 浏河口 横沙岛万 中华人民共和国交通部安监局 号海图系华东师范大学河口海岸研究所于 年代将不同比例尺海图统一转化而成的 表 长江口或口外大范围海图资料一览表 序号 年份 范围 比例尺 说明长江口与杭州湾 系英国海军测量 中国人民解放军航海保证部中华人民共和国交通部安全监督局图 长江口部分潮位站分布图 研究方法 基准面换算关系研究 图采用的多种基准面与目前使用的理论深度基准面的语言实现了对海图理论深度基准 面的人机交互式计算验证表明基于年实测潮位资料计算获得的调
FHZDZHS0050 海水悬浮物的测定质量法 F-HZ-DZ-HS-0050 海水—悬浮物的测定—质量法 1 范围 本方法适用于河口、港湾和大洋水体中悬浮物质的测定。 2 原理 一定体积的水样通过0.45μm的滤膜，称量留在滤膜上的悬浮物质的质量，计算海水中的悬浮物质浓度。 3 仪器设备 3.1 取样器：使用何种采水器，视所需水样体积和分析要求而定。 3.2 过滤器 3.2.1 有机玻璃螺口过滤器：直径60mm，适用于河口或浅海的高浓度水体。 3.2.2 玻璃钳式过滤器：直径47mm，适用于低浓度水体。 3.3 真空泵：抽气量30L/min。 3.4 滤膜：孔径0.45μm，直径47mm或60mm。 3.5 滤膜盒：直径50mm，63mm。 4 试样制备 4.1 海水样品可用玻璃、塑料或金属采样器采集。要现场过滤、烘干、按顺序保存好。如不能立即过滤，水样放在阴凉处，但24h内必须过滤完毕。详见GB 17378.3—1998。 注∶过滤的滤膜应预先在0.5mol/L盐酸中浸12h，用纯水冲洗至中性后使用。 4.2 试样量 测定水样用量：50mL～5000 mL 5 操作步骤 5.1 操作流程 5.2 出航前准备 5.2.1 滤膜盒洗净、烘干、编号。 5.2.2 滤膜烘干(40℃～50℃)，恒温6h～8h后，放入硅胶干燥器，冷却6h～8h。 5.2.3 确定空白校正膜的数量(详见5.4.3)点上色点，区别于水样滤膜。 5.2.4 滤膜称量，并把称好的滤膜放入编号的滤膜盒内。按站位顺序排列。 5.3 现场作业 5.3.1 安装过滤设备(见图1)。 按图组装抽滤系统，过滤器装在抽滤瓶上，每个抽滤瓶由管连通到总管，并附各自独立的开关，可按需要联接若干个过滤器.在真空泵与过滤器之间装一个安全瓶，积聚倒吸的海水。 注∶过滤时，为防止海水倒灌，损坏真空泵，要及时放掉废水。
第17卷 第2期厦门理工学院学报V o.l 17 N o .2 2009年6月Journal o f X ia m en U n i versity o f T echno l ogy Jun .2009 [收稿日期]2009-03-12 [修回日期]2009-05-11 [基金项目]厦门市科技计划指导性项目(3502Z20077016) [作者简介]孙凤琴(1982-),女,福建莆田人,助教,硕士,从事海洋与环境遥感的研究. 厦门环东海域整治过程悬浮泥沙变化遥感监测 孙凤琴 (厦门理工学院空间信息科学与工程系,福建厦门361024) [摘 要]选用2005)2007年福建省干季(10月~2月)三个时相中潮位的中巴卫星CCD 数据,利用 泥沙指数SI=(ch2+ch3)/(ch2/ch3)提取厦门环东海域悬浮泥沙信息.与现场浊度的对比表明,该泥 沙指数能较好地反映悬浮泥沙的相对分布.泥沙指数图像显示,该海域悬浮泥沙浓度分布具有浅海高、深 海低,从两岸向中部降低的特点;与2005年10月相比,2007年1月整治过程中清淤吹填使海域面积有所 减小,但湾中上部高、中高浓度泥沙明显增加;到2007年11月,清淤吹填基本完成,海域高、中高浓度 悬浮泥沙总比2005年10月约减少14k m 2.综合整治使得整个环东海域悬浮泥沙含量明显降低. [关键词]厦门环东海域;遥感;悬浮泥沙;泥沙指数 [中图分类号]P73111 [文献标志码]A [文章编号]1008-3804(2009)02-0062-05 0 引言 悬浮泥沙含量影响水体透明度、水色等性质,其变化对生态环境、水下地貌冲淤、港口工程等有直接影响[1].遥感具有大面积、同步测量和时空分辨率较高的特点,可有效地监测悬浮泥沙的分布.Ruhl 等[2],Ty l e r 等[3],Sipe l g as 等[4]利用不同资料在美国、欧洲、非洲进行了悬浮泥沙浓度的反演.国内学者也利用MODIS 和中巴CCD 影像等研究了沿海和内陆湖泊的悬浮泥沙浓度 [5-7].研究者们提出了许多的反演模式[8],但这些模式针对不同水域范围而建立,在其他水域难以普遍适用.李四海等[9]指出,泥沙指数法综合应用了不同波段的光谱信息,可获得层次丰富泥沙图像. 文中以厦门环东海域为研究区域,利用多时相的中巴CCD 遥感资料,基于 泥沙指数提取悬浮泥沙信息,探讨海域建设对 悬浮泥沙和冲淤环境的影响. 1 研究区域介绍 厦门地处福建省东南沿海.海峡西岸经 济区列入国家/十一五0规划,给厦门带来 前所未有的发展机遇,但岛内土地资源稀 缺,成为制约厦门发展的软肋.开发环东海 域成为厦门市提升未来发展空间的重要战 略.环东海域新城区(见图1),陆域规划面 积114km 2,海域面积91km 2,沿岸入海河 流有东、西溪和官浔溪,径流比较小[10]. 整治前,由于长期的填海造地和围垦养殖, 该海域污染严重,存在大面积淤积浅滩.环 东海域整治工程,主要包括清淤吹填、产业
毕业论文（设计）开题报告 题目：上海滩附近的悬浮泥沙浓度遥感分析学院：海洋科学与技术学院 学生姓名： 专业：海洋技术 班级： 指导教师： 起止日期： 年月日
毕业论文（设计）开题报告 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1、国内外研究动态 国外学者在海洋水色遥感方面的研究大致可以分为以下几个方面： 遥感数据的定性应用，这个阶段，遥感技术开始应用于海洋监测，但技术并不是很成熟，限于定性的分析。2004年，Kale等利用LANDSATI(ERTS1) MSS数据对Delaware Bay的海岸植被、土地利用等进行解译，并提出用对数统计模型来探测海湾悬浮泥沙浓度的方法[1]。Holler (2008)在研究实测光谱数据与同步悬浮泥沙浓度数据基础上，发现两者之间相关性高，因此，提出了利用遥感数据来监测悬浮泥沙的想法[2]。 Calnter(2001)在研究澳大利亚东南部实测数据的基础上，证明了利用LANDSAT多光谱遥感数据构建多重线性模型来预测悬浮物浓度、叶绿素浓度的可行性[3]。 统计回归经验模型是海洋水色反演最常用的算法，敏感波段及波段组合的选择，回归模型的选择，是学者们研究的重点。Philpot等(2001)研究发现陆地卫星LANDSATMSS 数据的第5波段和TM数据的第3波段对悬浮泥沙浓度变化最为敏感[4]。Tassan等(1994)基于地中海夏季Gulf of Naples实测数据，提出反演海岸带水体中悬浮泥沙、浮游植物和黄色物质吸收系数的模型，并利用Sea WiFS数据进行反演[5]。Froidefond等(2002)研究认为SPOT影像的第二波段为敏感波段，并建立了一种指数关系式来反演估算法属Guiana海岸的悬浮泥沙浓度[6]。Doxaran等(2002)在实测高浑浊水体法国Gironde河口光谱特性基础上，建立了经验关系式来反演悬浮泥沙浓度，研究表明近红外波段与泥沙浓度相关性差，而近红外波段与可见光波段的比值组合与泥沙浓度相关性高，它认为波段比值可以减少光照条件和泥沙物理性质等外界因素对模型建立的影响[7]。 V olpe等(2011)提出一种简化的辐射传输模型来反演泥沙浓度，该模型基于交叉验证方法和引导技术确定模型参数，并将该模型应用于Venice咸水湖[8]。Nina等(2012)提出了基于先验知识的遥感逼近模型来反演洪水状态下河流中的泥沙浓度，该模型利用光学理论以及辐射传输理论，模型精度良好[9]。 近些年来，随着水色遥感的不断发展，理论研究的不断深入，遥感反演的模型正越来越多样化。唐军武等(2010)在黄东海海域，根据现场实测数据，分别建立了反演水色三要素(悬浮泥沙、叶绿素和黄色物质)的统计反演模型和神经网络模型，研究表明神经网络模型同时反演三要素精度低于经验统计模型，而单独反演其中一种要素精度要高于经验统计模型[10]。丛王福等(2009)利用TM数据建立了大连湾海域悬浮泥沙神经网络反演算法，结果表明神经网络算法相比于传统的统计回归算法要好[11]。高中灵(2006)在台湾海峡建立MERIS数据反演悬浮泥沙和叶绿素浓度模型，结果显示采用R510，R490与R560比值波段的统计分析算法反演精度要好于神经网络模型和半分析模型[12]。许大力等
水质悬浮物的测定重量法 GB11901—89 1、主题内容和适用范围 本标准规定了水中悬浮物的测定。 本标准适用于地面水、地下水，也适用于生活污水和工业废水中悬浮物测定。 2、定义 水质中的悬浮物是指水样通过孔径为0.45um的滤膜，截留在滤膜上并于103~105℃烘干至恒重的固体物质。 3、试剂 蒸馏水或同等纯度的水。 4、仪器 4.1常用实验室仪器和以下仪器。 4.2全玻璃微孔滤膜过滤器。 4.3CN-CA滤膜，孔径0.45um、直径60mm 4.4吸滤瓶、真空泵。 4.5无齿扁咀镊子。 5、采样及阳平贮存 5.1采样 所用聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶要用洗涤剂洗净。再依次用自来水和蒸馏水冲洗干净。在采样之前，再用即将采集的水样清洗三次。然后，采集具有代表性的水样500~1000mL，盖严瓶塞。 5.2样品贮存 采集的水样应尽快分析测定。如需放置，应贮存在4℃冷藏箱中，但最长不得超过七天。 注：不能加入任何保护剂，以防破坏物质在固、液间的分配平衡。 6、步骤 6.1滤膜准备 用扁咀无齿镊子夹取微孔滤膜放于事先恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103-105℃烘干半小时后取出置于干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2mg。将恒重的微孔滤膜正确的放在滤膜过滤器（4.2）的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗，并用夹子固定好，以蒸馏水润湿滤膜，并不断吸滤。 6.2测定 量取充分混合均匀的试样100mL抽吸过滤，使水分全部通过滤膜。再以每次10mL蒸馏水连续洗涤三次，继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后，仔细取出载有悬浮物的滤膜放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103~105℃下烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.4mg。 注：滤膜上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水分，除延长干燥时间外，还可能造成过滤困难，遇此情况，可酌情少取试样。滤膜上悬浮物过少，则会增大称量误差，影响测定精度，必要时，可增大试样体积，一般以5~100mg悬浮物量做为量取试样体积的实用范围。7、结果的表示 悬浮物含量C（mg/L）按下式计算: 式中：C——水中悬浮物浓度，mg/L； A——悬浮物+滤膜+称量瓶重量，g
长江口水动力学及其泥沙运输规律 一、长江口概况： 长江河口地处我国东部沿海，受到来自流域径流、泥沙和外海潮流、成水入侵、风、波浪及河口科氏力和复杂地形等绪多园了的影响，动力条件多变，泥沙输运复杂。从陆海相互作用的角度看，长江河口至少存在几个水沙特性不同的典型河段，而每个典型河段又存在不同性质的界面，如：大通河段(潮区界)、江阴河段(潮流界)、徐六径河段(盐水入侵界)、拦门沙河段(涨落潮流优势转换界面)、口外海滨区(泥沙向海扩散的外边界和长江冲淡水扩散的外边界)。每个典型河段及关键界而都涉及到物质和能量的传输；每个典型河段及关键界面都有其固有性质，且相互影响，可以说河口过程在很大程度上被发生在每个典型河段的界面上各种现象所制约。 二、水动力方程及验证 1、长江口水动力过程的研究进展（长江口水动力过程的研究进展） 在过去20多年中, 长江口水动力过程研究成果大量来自河口海岸学家、物理海洋学家、海岸工程师、环境流体力学家的文献、著作。本文的目的是力图把这些文献(以正式发表的文献为准,不包括研究报告)汇集起来,对长江口潮流、余流、波浪、盐水入侵的研究进行总结, 究竟我们对长江口水动力过程了解多少?究竟长江口水动力过程还有哪些问题值得研究? 1.1 长江口余流、环流、水团、长江冲淡水 基于现场实测资料, 胡辉等1985年对长江口外海滨余流的运动变化特性进行了一定的研究。研究结果表明: 长江口外余流约为潮流的1/ 2～1/ 5 , 上层余流以向东为主, 中层余流多偏北, 底层余流有偏西的趋势。径流是长江口外上层余流的重要组成部分,并以冲淡水的形式存在; 中、下层余流则与台湾暖流的顶托和牵引有关。王康、苏纪兰1987年研究了长江口南港的横向环流、垂直环流及其对悬移质输运的影响。在前人基础上导出了长江口相对观测层次的物质断面传输公式,增加了反映环流及振荡切变的各种相互关系的有关项。基于现场观测资料,Wang等1990年研究了长江口水团、长江冲淡水团等的基本特征。根据1996年长江口南港水道枯、丰水期大、中、小潮两次各26 h的全潮水文实测资料,杨许侯等[1 ]统计分析了实测潮流的特征和潮流类型、运动形式、潮流垂直变化、余流、分潮对涨、落潮流不等的影响。崔茂常1984年, 张庆华等1993年, 朱建荣、沈焕庭1997年对长江冲淡水进行了研究。 1.2长江口潮流数学模拟 长江口水域开阔, 口内多浅滩和沙岛, 流场分布规律比较复杂。在长江口水域建立平面二维数学模型, 有利于对长江口的水动力特性从宏观上加以研究。同时, 河口平面二维数学模型的差分求解方法已比较成熟, 且运算量相对较小。采用平面二维数学模型能够利用现有的计算设备, 并在较短的运算时间内完成对长江口水域内流场平面分布特性的数学模拟。对平面二维数学模型的有限差分解法中, ADI法由于其较好的稳定性且计算量相对较小,赵士清1985年,刘上煊、叶永1987年,韩丕康、黄国玲1987年,刘世康、徐建益1987年,刘上煊、陶学为1987年,王船海、程文辉1991年,徐建益、袁建中1992年,许朋柱、毛锐1993年, 刘桦[2 ]等已将此法应用于长江口。此外,汪德等1987年用特征线法、破开算子法等差分方法进行长江口平面二维潮流数学模型求解。除有限差分法外, 唐苓等1992年将边界元法用于平面二维数学模型的求解;易家豪、叶雪祥1983年; 成安生等1987年采用有限单元法及限体积法等, 赵士清1985年采用三角形网格, 并将局部的有限元法和有限差分法结合起来, 在保证计算稳定性的同时,减少了计算量。参照国外学者的方法, 刘上煊、叶永1987年将长江口平面二维潮流方程分别划分为: 动量平流项、水
水污染控制工程实验指导书 环境工程教研室
实验一活性污泥形态及生物相的观察 一、实验目的 1、通过显微镜直接观察活性污泥菌胶团和原生动物，掌握用形态学的方法来判别菌胶团 的形态、结构，并据此判别污泥的形态； 2、掌握识别原生动物的种属以及用原生动物来间接评定活性污泥质量和污水处理效果的 方法。 二、实验原理 在活性污泥法中起主要作用的是由各种微生物组成混合体——菌胶团，细菌是菌胶团的主体，活性污泥的净化能力和菌胶团的组成和结构密切相关。 活性污泥菌胶团的微生物中除细菌外，还有真菌、原生动物和后生动物等多种微生物群体，当运行条件和环境因素发生变化时，原生动物种类和形态亦随之变化。若游泳型或固着型的纤毛类大量出现时，说明处理系统运行正常。因此，原生动物在某种意义上可以用来指示活性污泥系统的运行状况和处理效果。通过菌胶团的形状、颜色、密度以及有无丝状菌存在还可以判断有无污泥膨胀的倾向等。因此用显微镜观察菌胶团是监测处理系统运行的一项重要手段。 三、实验步骤 1、调试显微镜。 2、取活性污泥法曝气池混合液一小滴，放在洁净的载玻片中央(如混合液中污泥较少，可 待其沉淀后．取沉淀的活性污泥一小滴放在载玻片上；如混合液中污泥较多．则应稀释后进行观察)。 3、盖上盖玻片，即制成活性污泥压片标本。在加盖玻片时，要先使盖玻片的一边接触水 滴，然后轻轻放下，否则会形成气泡、影响观察。 4、把载玻片放在显微镜的载物台上，将标本放在圆孔正中央，转动调节器，对准焦距， 进行观察。 5、观察生物相全貌，注意污泥絮粒的大小、结构的松紧程度、菌胶团和丝状菌必立即生 长情况，并加以记录和必要的描述，观察微型动物的种类、活动状况。进一步观察微型动物的结构特征。如纤毛虫的运动情况、菌胶团细菌的胶原薄厚及色泽、丝状菌菌丝的生长情况等，画出所见原生动物和菌胶团等微生物形态草图。 四、实验结果与分析 1、记录观察所取污泥的形状、结构、有无丝状菌、原生动物的情况。 2、分析环境因素对污泥形态及生物相的影响。
水质悬浮物的测定重量法 GB 11901—89 1、主题内容和适用范围 本标准规定了水中悬浮物的测定。 本标准适用于地面水、地下水，也适用于生活污水和工业废水中悬浮物测定。 2、定义 水质中的悬浮物是指水样通过孔径为0.45um的滤膜，截留在滤膜上并于103~105℃烘干至恒重的固体物质。 3、试剂 蒸馏水或同等纯度的水。 4、仪器 4.1 常用实验室仪器和以下仪器。 4.2 全玻璃微孔滤膜过滤器。 4.3 CN-CA滤膜，孔径0.45um、直径60mm 4.4 吸滤瓶、真空泵。 4.5 无齿扁咀镊子。 5、采样及阳平贮存 5.1 采样 所用聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶要用洗涤剂洗净。再依次用自来水和蒸馏水冲洗干净。在采样之前，再用即将采集的水样清洗三次。然后，采集具有代表性的水样500~1000mL，盖严瓶塞。 5.2 样品贮存 采集的水样应尽快分析测定。如需放置，应贮存在4℃冷藏箱中，但最长不得超过七天。 注：不能加入任何保护剂，以防破坏物质在固、液间的分配平衡。 6、步骤 6.1 滤膜准备 用扁咀无齿镊子夹取微孔滤膜放于事先恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103-105℃烘干半小时后取出置于干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2mg。将恒重的微孔滤膜正确的放在滤膜过滤器（4.2）的滤膜托盘上，加盖配套的漏斗，并用夹子固定好，以蒸馏水润湿滤膜，并不断吸滤。 6.2 测定 量取充分混合均匀的试样100mL抽吸过滤，使水分全部通过滤膜。再以每次10mL蒸馏水连续洗涤三次，继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后，仔细取出载有悬浮物的滤膜放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103~105℃下烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.4mg。 注：滤膜上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水分，除延长干燥时间外，还可能造成过滤困难，遇此情况，可酌情少取试样。滤膜上悬浮物过少，则会增大称量误差，影响测定精度，必要时，可增大试样体积，一般以5~100mg悬浮物量做为量取试样体积的实用范围。7、结果的表示 悬浮物含量C（mg/L）按下式计算: 式中：C——水中悬浮物浓度，mg/L； A——悬浮物+滤膜+称量瓶重量，g B——滤膜+称量瓶重量，g；