河流沉积学研究进展及发展趋势_王随继
文章编号:1005-0930(2000)-03-0362-08 中图分类号:P 512.2/P 931.1 文献标识码:A ①
河流沉积学研究进展及发展趋势
王随继1, 倪晋仁2, 王光谦3
(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)
(2.北京大学环境科学中心,水沙科学教育部重点实验室,北京100871)
(3.清华大学水利水电工程系,水沙科学教育部重点实验室,北京100084)
摘要:河流沉积学的研究不但具有重要的理论意义,而且对生产实践和洪灾防治具有重要的指导作用.为了使研究者能够全面把握河流沉积学的研究现状及发展趋势,从河流分类、河流沉积作用的模拟实验、河流沉积相模式、河流沉积物形成的影响因素和古河道重建等方面,对河流沉积学的进展作了比较全面的回顾.在此基础上认为,河流层序地层学具有广阔的发展空间;不同河型沉积物的识别还有待从方法上进行加强;分汊河和网状河的多河道形成机理的理论探讨和水槽模拟实验有待深入开展;河型及其沉积物的时空转化模式及影响因素需要进行系统的综合研究;等等.期望将来的研究能够在上述薄弱环节上有所突破,从而使河流沉积学的研究迈上一个新的台阶.
关键词:河流;沉积学;研究进展;发展趋势
河流沉积学作为沉积学的重要分支学科,近年来受到研究者的广泛关注.在一些陆相油田较多的国家,对河流沉积砂体的研究非常重视,如在美国,已发现并已开发的河流砂岩储层很多,包括辫状河道和曲流点坝砂体[1].加拿大陆相油田中河流砂岩储层的研究尤其引人注目,阿尔伯达的辫状河道砂岩储层和萨斯卡彻温省中西部下白垩统的网状河道砂岩储层[2]就是典型代表.中国是一个以陆相油气为主的重要产油国,河流砂岩及三角洲砂岩储层中的石油储量约占已探明储量的80%
[3].已深入研究的河流砂岩储层如:鄂尔多斯盆地延安组曲流河砂岩储层[4]、松辽盆地泉头组中的辫状河及曲流河砂岩储层[5]、吐
哈盆地中侏罗统辫状河砂岩[6]、玉门老君庙油田第三系间泉子组辫状河道砂岩[7]等.河流沉积砂体不但是重要的石油储层,而且是铀矿、砂金矿以及铂、钛、锆、锡、金刚石等稀有矿产的重要聚集场所.河流沼泽相还是重要的聚煤场所.显然,河流沉积物与能源及稀有矿产的开采息息相关.生产的需要推动河流沉积学理论研究向前发展,而发展了的理论将高效率地指导生产活动.生产实践和理论研究相互促进,使河流沉积学在近年来取得了显著进展.本文系统论述了河流沉积学的研究进展,指出了其不足和发展趋势,从而使人们有目的地对其研究的薄弱环节进行发展和完善,从而达到更好地指导生产实践活动的目的.第8卷4期2000年12月 应用基础与工程科学学报JO U RN A L O F BA SI C SCIEN CE AN D EN GIN EERIN G V ol.8,No.4Decem ber 2000①收稿日期:2000-04-18;修订日期:2000-09-28
基金项目:教育部技术研究重点项目资助作者简介:王随继(1966—),男,博士,副研究员
DOI:10.16058/j.i ssn.1005-0930.2000.04.004
1 研究进展
尽管早在19世纪人们已经讨论过“洪积物”,但其真正起步发展是在20世纪50年代末60年代初,因为只有那时才开始严格地应用现代沉积环境和沉积作用的知识.河流沉积作用十分复杂,为了深入研究,1977年召开了有沉积地质学家、河流工程学家和地貌学家参加的第一届国际河流沉积学学术会议,此后每四年举行一次.在世界科学家的共同努力下,河流沉积学得到了长足的发展.
1.1 河型划分
早在20世纪初,Cotton 就已研究过河型的分类问题.50年代初,对现代河流类型及河流沉积作用作了大量的地貌学研究
[8],但该成果并未立即应用于古河流沉积研究中.60年代初,Allen [9]、Berna rd 等[10,11]几乎同时识别出了向上变细的河流沉积层序.1970年,
Allen 发现的以X
交错层及向上变细为特征的沉积层序作为经典河流沉积模式而广受关注[12].不过,整个60年代的工作大都重视侧向加积,底部冲刷及向上变细层序几乎无例外地被解释为曲流河的点坝迁移沉积,没有注意到其他河型[13].
70年代后各类河流分类方案纷纷出台[14～22],归纳起来大致有河道平面形态分类法、水动力特征分类法、沉积物搬运方式分类法等几种.无论如何,为沉积学界所普遍接受的是Rust [17]的河型分类,其他分类法因为存在种种明显的缺点而逐渐被淘汰.我国地貌学界和水利学界最为推崇的当属钱宁
[21]的河型分类.尽管如此,河型分类上的新尝试不时有所出现.Woolfe 等[23]根据河道和河间地的相对沉积速率提出的河型系列分类囊括了地
表所见的所有河型及一些水下河道,可谓是一次有益的尝试,但对冲积河流的分类并没有作出实质性的贡献.冲积河流中有关网状河和分汊河的河型归属问题仍然是令人困惑的.Nanso n 等[24]
从广义分汊河流的概念出发,把分汊河流划分为6类,认为分汊河流可以出现在各类冲积河流中,这一观点仍有争议.从河道形态和沉积物特征来看,以长江下游的河道为代表的河流是不同于辫状河和网状河的河型,可以作为冲积河流的第五类河型-分汊河(狭义的)而单独提出[25].因此,把冲积河流分为直流河、辫状河、曲流河、分汊河和网状河五类,基本上全面反映了冲积河流的所有主要特性.
1.2 河流沉积作用的模拟研究
河水的运动特征和挟沙力是河流发生沉积作用的动力条件,而这些也正是河流沉积学研究中的薄弱环节之一.长期以来,水槽实验对于解释河流沉积物中的一些沉积构造作出了贡献,比如流态概念的建立就是水槽实验的杰出成果,它把实验中所观察到的无运动平床、沙纹、运动平床、逆行沙丘等底型序列成功地用于解释沉积层中的水平层理、小型交错层理、平行层理、大型交错层理等.但是,迄今所作的研究基本是对曲流河、分汊河和辫状河的模拟,而对网状河的模拟研究未见一例.究其原因,首先,河流地貌学家和水利学家并未注意到网状河是不同于分汊河的一种特征明显的独立河型,他们往往将它简单地归入分汊河型中[21],因而就不会针对网状河流的特征而设计模拟实验程式.其次,由于网状河道稳定存在所需条件的特殊性也使得对它的模拟更难进行.模拟实验无论在河流规模上还是在其控制因素上都有一定的局限性.相比来说,对现代河流沉积物进行解剖和沉积模式归纳,以及控制因素的综合研究更能揭示其真谛,这直接关系到古河流沉积体系的研No 363.4 王随继等: 河流沉积学研究进展及发展趋势
究程度.模拟研究在把握河流的微观方面仍然具有较大的应用价值.
1.3 沉积相模式研究
随着河型分类的明朗化,河流相模式研究也冲破了单一的“经典模式”.河流沉积学家对不同河型的沉积模式做了更多更细的工作,例如指出Allen 的经典相模式仅仅是识别曲流河的必要条件;相同的河型因为载荷类型及粒度的不同可以有完全不同的沉积模式,如Miall [26]所建立的四种曲流河沉积模式就是以粒度不同为出发点;至于曲流细粒凹岸阶地滩以及潮渠的侧向加积的发现[27]成为侧向加积相都是曲流点坝成因这一观点的例外情况.这就表明侧向加积相尽管是曲流河的一个重要判识指标,但仅仅是必要条件.在相分析的方法方面也作过有益的探讨,如Miall [28]为了简化河流沉积的描述工作而创造了岩
相代码,尽管这些代码种类繁多、难以记忆[29];将Markov 链分析方法应用在河流沉积旋
回分析中,取得了较好的效果.
20世纪80年代初,Miall [12]对以前的河流沉积学作了较系统的总结.此后,他从盆地分析的角度研究河流沉积物[30],认为河流建造取决于相互依赖且广泛变化的控制因素,包括河型、河道迁移动态、载荷类型、流量的多变性和沉积速率等.后来Miall [26]用河流沉积层序中的五级界面及八种结构单元来研究河流沉积模式,不但为河流沉积学的研究提供了一种有益的研究方法,而且直接运用于河流砂岩储层的非均质性评价中,引起沉积学家和油气储层研究者的大力推崇.但这正如Bridg e [29]所指出的,标准化岩相代码过于繁杂,结构单元分析法由于某些界面的识别需要大范围的露头研究,实际上难以应用.这也反映了根据沉积物识别古河型仍然存在难度.
有不少河流沉积学家主张进行三维露头的详细研究[26,28,30～36],因为三维露头能够揭示河流相序和相组的真正面貌.近10年来,沉积学家在三维露头方面的大量研究已经超出了原先对河流层序所进行的垂向一维序列描述的范畴.然而出露良好的二维及三维河流沉积物露头毕竟很少见,因此钻井岩芯也是研究相序的必要手段,如果要进行平面相组的研究,则相邻钻井数据的横向对比就显得十分必要,但井间距不得大于数百米,否则,可信度就会大大降低.尽管主张三维露头研究的学者对垂向序列模式的整体可靠性存有怀疑,但资源普查中不断应用钻孔资料并取得成果表明该方法是可行的[29].
近年来,随着层序地层学方法应用于河流沉积学,现代河流的沉积演化研究与全球变化研究开始接轨.但这存在着一定的难度,因为河流体系的变化对各种因素的变化比较灵敏,而由气候变化所引起的海平面升降对河流层序的控制仅仅是一种比较重要的影响因素;另外,河流沉积体系的各级层序界面的识别还比较困难.
1.4 河流沉积物形成的影响因素
有许多因素影响着河流沉积物的形成及其特征,但它们最直接地影响着发生沉积作用的河型的调整及演变.长期以来,一些影响因素已经被作过比较深入的研究.
(1)河道比降 一般认为辫状河分布在山前,曲流河位于冲积平原,而网状河位于更靠近侵蚀基准面处.这是因为从山地向侵蚀基准面河流纵剖面的坡度在逐渐变小.因此可以认为河流坡度是河型的控制因素之一.Shumm [37]
的地貌临界假说尤其强调这一点.
(2)构造 网状河发育在持续下沉的构造背景下,因此能形成极厚的垂向加积的河道砂体;曲流河发育处的构造比较稳定,因此能形成宽阔的曲流带;而辫状河则处于构364 应用基础与工程科学学报 V o l.8
造上升和下沉的交接地区.如果流域发生构造变化则势必引起河势的变化,从而导致河型的变化.同生构造作用对盆地建造的控制是最普遍的特性,它直接影响着河流的布局、流向、沉积速率,从而影响到河流类型、沉积层序及河道砂体的相互连通性[30].
(3)气候 气候是河型转换的极为重要的变量之一.网状河常常发育在潮湿气候区,在湿度、频率及持续时间上足以形成发育良好的河道并有助于能加固河岸和天然堤的植被生长[34,38,39],干旱气候条件下内陆网状河的发现也有报道[40～42],但这是对气候及钙结层等条件的复杂响应.至于辫状河,主要由干旱气候条件下间歇性水流所控制.曲流河的气候响应也较明显,如荷兰Maas 河在寒冷的新仙女木期(Young er Dryas )由曲流河变为辫状河;在由新仙女木期向前北方期(Prebo real )过渡时期,温暖气候的恢复导致河型又由宽浅的辫状河变为狭窄的、低弯度的曲流河体系[43].
(4)沉积物组成 河道边界的沉积物组成对河型的影响也是显而易见的,许多学者对此作过深入的探讨[37,44～52].曲流河曲的摆动需要易于侵蚀的介质,河岸物质中粉砂、粘土含量较高,具有一定的抗冲性;辫状河的河岸物质一般更松散、细粒沉积物含量少,抗冲性极差;网状河发育天然堤,泥质含量高,植被发育,这决定了网状河道非常稳定,难以侧向迁移.
(5)流量变化 特大洪水会引起河型的调整并趋向于形成辫状河,洪水过后,河流有时会恢复原河型[53,54],有时就不会.Wolman 等[55]进一步总结了不同气候条件下河流在遭到稀有洪水破坏后的恢复过程,结论是湿润地区的河型恢复过程一般持续10～15年;半干旱区的恢复时间很长,如西麦隆河在经过了37年后仍没有恢复旧貌;干旱区则很难恢复.认为消除洪水的作用痕迹并恢复原河型需要三个条件:较长时期不再发生大洪水;细粒泥沙补给充足;植被能够生长.其中后者是决定性因素.显然,这些恢复作用要求流量的变率比较小.当洪流的变化频率非常大时(如年内数次),河流往往向辫状河转化.
此外,源区物质供给条件(取决于风化条件)对河型的影响也比较明显.
1.5 古河道重建
近年来古河道重建工作也受到应有的重视.Willis [56]
利用点坝沉积的三维视图重建曲流河古河道形态及水力学状况是一次有益的尝试.他指出,曲流河道重建工作需要认识河道弯曲段的迁移、点坝形态和相的时空变化之间的相互影响以及露头方向,砂体的层理类型、粒度分布、沉积构造和古流向的空间变化是必须的资料.用上述数据,从河流规模、河型、砂坝形状、水动力及迁移行为等方面重建古河道;从自然地理、沉积环境和沉积速率的变化来重建古泛滥平原.但更多的人只是从Schum m (1978)的方法出发,利用平滩流宽度和深度、粉砂和泥在河道和河岸沉积物中的百分含量等四个参数来计算古河流的水文特征(河道弯度、坡度、坡长、宽/深比、流速等).这类工作大都局限于曲流河,其他河型的河道重建工作是更为复杂的,迄今未能开展.2 发展趋势
通过上面对河流沉积学研究进展的简单回顾可以发现,河流沉积学的研究还存在着许多不足且有待发展的地方,这主要表现在以下几个方面.(1)河流层序地层学在陆相全球变化和古代河流沉积相模式研究中有着举足轻重的No 365.4 王随继等: 河流沉积学研究进展及发展趋势
地位,虽然它是刚开展不久的新的研究方向,但具有广阔的发展前景.
(2)随着河流分类体系的逐步完善,不同河流沉积体系的识别,尤其是分汊河和网状河的沉积体系的识别标志,在方法上有待发展和完善.水槽模拟实验研究、三维露头研究、深部河流沉积地层的地震勘探和现代河流沉积物的地质雷达勘探等研究方法的有机结合是该河流沉积学的主要研究手段,而定量研究和数值模拟研究是其将来发展的必然趋势.
(3)网状河和分汊河的多河道形成机理的理论探讨和水槽模拟实验有待加强.这是河流沉积学上可望有重大发现的突破点之一.
(4)一条河流中不同河段的河型分布及转化(河型随空间的转化)、同一地区不同时段的河型演化(河型随时间的转化)的模式探讨及其影响因素归纳是河流沉积学、河流动力学、河流地貌学的研究者所共同面临的课题[57],由此所导致的沉积学家、地貌学家和水利学家等不同领域的研究者的相互配合是该学科发展的一大特色.
(5)河流沉积学的研究成果在洪水和泥沙灾害的防治方面还有着广阔的应用空间[58];在控制河水污染、河流沉积物污染,以及在人们生存环境的评价和管理等方面日益显示出它的重要性[59].
显然,河流沉积学的研究向深层次、综合化和定量化方向发展,其应用方面已经突破了传统的资源勘探开发领域,对人们所面临的环境问题和洪水、泥沙灾害问题将给予更多的关注.
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(2.Cen ter for Environmen tal Science,Peking Univ ers ity,Th e Key Laboratory of W ater
and Sediment Sciences,M inis try of Educafion of China,Beijing 100871)
(3.Department of Hydraulic Engineering ,Ts inghua University ,The Key Laboratory of Water
and Sediment Sciences ,M inis try of Educafion of China ,Beijing 100084)
Abstract :The research in fluvial sedimen tology is significant not only for th eory but also for practice of mine production and flood controll ing.For study w orkers can hold the evolution and direction of res earch in fluvial sedimen tology,some of its research aspects are review ed and discussed in this w ork.These aspects include fluvial river cl assification ,flum e simulation ex periment of sedimentation,depositional model,influence factors of deposit formation and ancient channel reconstruction.Some directions based on the above are brough t forw ard and they are :(1)Fluvial sequence s tratigraph y has a wide dev elopment space .(2)The dis tinguish methods of different river styles need to perfect.(3)Th e multiple channel formation mechanism of anastomos ing and anabranch ed rivers must be research ed d eep in th eory and flum e simulation experimen t.
(4)Th e spatial and temporal transforms of different channel patterns need to s tudy systematically and synth etically.It is look forw ard to develop in th e abov e aspects so th at fluvial s edimentol ogy can be development .
Keywords :fluvial riv er,sedimentol ogy,research e v olution,development direction No 369
.4 王随继等: 河流沉积学研究进展及发展趋势
河流动力学名词解释之缩印版
流动力轴线特点：它在弯道进口段或者在弯道上游的过渡段，常靠近凸岸，进入弯道以后，即逐渐向凹岸转移，至弯顶稍上部位才偏靠凸岸，主流开始逼近凹岸的位置叫做“顶冲点”。主流线“低水傍岸”、“高水居中”；顶充点“低水上提”、“高水下挫”河床演变的因素1河段来水量及其变化过程2河段的来沙量、来沙组成及其变化过程3和段的河谷比降4河段的河床形态及地质状况顺直1浅滩与深槽交替发生冲淤2边滩和深槽同步顺流下移3河床周期性展宽和缩窄游荡1多年平均情况下，河床不断淤积抬高，形成“地上河”2汛期主槽冲刷，滩地淤积，非汛期则相反3沙洲移动迅速，河道外形经常改变，冲淤变化幅度达4主槽经常摆动，摆动速度和幅度很大弯曲1凹岸崩退和凸岸淤长2河湾发展和河线蠕动3裁弯取直和河湾消长4撇弯切滩分叉1洲滩的移动和分合2河岸的崩塌和弯曲3汊道的交替兴衰。河床变形是由于输沙不平衡引起的，而变形又向着恢复输沙平衡的方向发展，此现象为河床的水流与泥沙的自动调整作用、干密度取出经扰动的原状沙样，量出它的体积，然后在烘箱内经100~150℃的温度烘干后，其重量与原状沙样整个体积之比沉速的因素形状、水质、含沙量、边界、水体紊动沙波两个现象沙波对床沙的分选作用二较粗泥沙运动的间接性絮凝细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程影响因素粒径、电解质价位、含沙量、含盐量泥沙的起动床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。可用流速、拖曳力或功率表示。用水流垂线平均流速来表示叫起动流速推移质输沙率在一定的水流及床沙组成条件下，河道处于不冲不淤输沙平衡状态时，单位时间内通过过水断面的推移质数量悬移质输沙率是指一定的水流与河床组成条件下，水流在单位时间内所能挟带并通过河段下泄的悬移质中床沙质泥沙的数量制紊作用是指悬移质的存在将使水流的紊动减弱、水流的阻力损失减小 引航道选址1避开凸岸，避开回流区及缓流区，尽量放在稳定深槽一侧②减少淤积，港池口门指向下游，并减小轴线与主流交角，减少回流淤积③缩小口门宽度④避免不必要地加大口门水深浑水异重流的特性1重力作用显著减小2惯性力作用相对突出3阻力作用相对突出水流动力轴线1河道中各过水断面上最大垂线平均流速所在位置的平面连线2低水傍岸，高水居中；低水上提，高水下挫z是一无因次数,称为悬浮指标.它反映了重力作用与紊动扩散作用的相对大小2z越大含沙量沿垂线分布越不均匀z越小含沙量沿垂线分布越均匀
沉积体系及层序地层学研究进展
沉积体系及层序地层学研究进展 沉积学的发展整体上经历了从萌芽到蓬勃发展，再到现今的储层沉积学、层序地层学、地震沉积学等派生学科发展阶段。这期间，沉积学的形成和发展一直服务于油气和其他沉积矿产的勘探和开发。到目前为止，针对层序研究，相关的理论和方法已比较系统、成熟。但在层序内部体系域划分、裂谷盆地层序地层模式研究及层序地层控制因素分析等方面仍然需要开展大量的研究工作才能使沉积体系及层序地层学研究更精细。 1 层序地层学研究现状及发展趋势 层序地层学是近20年来发展起来的一门新兴学科，其基础是地震地层学与沉积相模式的结合。层序的概念最初由Sloss(1948)提出，当时将层序作为一种以不整合面为边界的地层单位。但层序地层学的真正发展阶段是在P. R. Vail, R. M. Mitchum, J.B.Sangree1977年发表了地震地层学专著之后，层序的概念定义为“一套相对整合的、成因上有联系的地层序列，其顶底以不整合或与这些不整合可对比的整合为界”，并将海平面升降变化作为层序形成与演化的主导因素。1987年Vail和Wagoner等在AAPG上发表的文章首次明确了层序地层学的概念，开始了层序地层学理论系统化阶段，提出了体系域等一系列新概念，建立了层序内部的地层分布规律和成因联系。进入二十世纪九十年代，层序地层学理论出现了多个分支学派，丰富发展了理论，也扩展了应用领域。 层序地层学经历了三个发展阶段，现已发展为与岩石地层、年代地层、生物地层及地震资料相结合的综合阶段，并且已从在理论上有争议的模型演化成一种在实践上可采纳的方法（蒋录全，1995）。 1.1 国内外层序地层学研究现状 层序地层学理论建立之初是以海相层序地层为基础的，国外应用较多的有三种海相层序概念模式，发展至今，理论上形成了Vail层序地层学、Cross高分辨率层序地层学、Galloway成因层序地层学三大主流派系。沉积层序与成因层序的最根本区别在于层序界面的不同，沉积层序以不整合和与该不整合可对比的整合面为界，强调海平面变化是层序形成的主导控制作用；成因层序是以最大海侵
河流动力学重点
前言 1.河流动力学就是以力学及统计等方法研究河流在水流、泥沙和河床边界三者共同作用下的变化规律的学科！主要内容包括泥沙运动和河床演变！ 2.河流动力学的研究方法有理论研究、试验研究、原型观测、数学模型。 第一章 1.P16等容粒径公式。 2.粒径大小分类、漂石、卵石、砾石、沙砾、粉粒、黏粒， 3.有效密度的表示方法(PS-P)/P 4.从自然界取得的原状泥沙，经过100到105度的温度烘干后，其质量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干密度。相应重量的比值称为干容重。 5.泥沙干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响，注意图p21，P22的图 6.在静水中的泥沙，由于颗粒之间的摩擦作用，可以堆积成一定角度的稳定倾斜而不塌落，倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下停止角！ 第二章 1泥沙沉降速度是指单颗泥沙在足够大的静止请水中等速下沉时的速度，简称沉速。由于泥沙颗粒越粗，沉速越大，因此又被称为水力粗度! 2雷诺数小于0.5为停滞性状态，大于1000属于紊动状态，介于之间属于过渡状态。 3影响泥沙沉降速度因素有，颗粒形状，边壁条件，含沙浓度，紊动，絮凝等 4泥沙颗粒越细。其比表面积越大，当泥沙粒径小于0.01毫米，颗粒表面的物理化学作用可使颗粒之间产生微观结构，随着这种颗粒泥沙的增加，相邻的若干带有吸附水膜的细颗粒便彼此连接在一起形成絮团，这种现象称为絮凝现象。 第三章 注意资料计算题 游荡型河段演变规律： 形态特性，平面形态看，河身比较顺直，往往宽窄相间，类视藕节状，河段内河床宽浅，洲摊密布，岔道交织。 水流特性：因河床宽浅，平均水深很小。水文特性表现为暴涨暴落，年内流量变化大。 输沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量变化很大，流量与含沙量关系不明显。同意流量，因上站含沙量的不同，其输沙率相差很大，出现多来多排，少来少排现象。 演变规律：冲淤变化，汛期主槽冲刷，滩地淤积。非汛期，主槽淤积，滩地坍塌。从长时间看，表现为主槽淤积抬高，而滩地持续抬高。平面变化上，主流摆动不定，主槽位置也摆动，摆幅相当大导致河势变化剧烈！ 第四章床面形态与水流阻力 1、沙波作为河床表面推移质泥沙运动的主要外在表现形式，直接关系到河床的变形，决定河床的阻力。随水流强度的不断变化，沙波有其产生、发展和消亡的过程。 2、沙波的五个发展阶段：沙纹→沙垄→过渡、动平整→沙浪→急滩与深潭 ①沙纹：水流流过平整的河床床面，在水流达到一定强度后，部分沙粒开始运动，此后不久，少量沙粒聚集在床面的某些部位，形成小丘，徐徐向前移动加长，最后连接成为形状及其规则的沙纹。沙纹尺度较小，主要是近壁层流层的不稳定性所产生，与平均水深关系不大。随着水流强度的增大，沙纹在平面上逐渐从顺直过渡到弯曲、再过渡到对称和不对称的沙鳞。 ②沙垄：随着流速的增加，沙纹发展成沙垄，其尺寸与水深有密切关系。在平面外形上，在水流强度逐渐加大的过程中，沙垄将自顺直发展到弯曲，成悬链和新月形。
代谢组学研究进展综述
代谢组学技术及其在中医研究中的探讨 姓名：郭欣欣学号：22009283 导师：刘慧荣 代谢组学(metabonomics) 是20世纪90年代中期发展起来的一门新兴学科,是关于生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后) 其代谢产物(内源代谢物质) 种类、数量及其变化规律的科学。它研究的是生物整体、系统或器官的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或外在因素的影响。常用的方法是检测和量化一个生物整体代谢随时间变化的规律;建立内在和外在因素影响下,代谢整体的变化轨迹,反映某种病理(生理) 过程中所发生的一系列生物事件。 1 代谢组学研究技术平台 代谢组学研究的技术平台包括以下几个部分:前期的样品制备,中期的代谢产物检测、分析与鉴定以及后期的数据分析与模型建立。 前期代谢组学研究常用的检测技术,一般不需要对标本行特别的分离、纯化等。但离体条件下,细胞或组织内的代谢状态可迅速改变,代谢物的质与量亦随之变化,为正确反映在体的真实信息,须立即阻断内在酶的活性。最为常用的是冰冻/液氮降温法及冷冻、干燥的保存技术,尽管如此,细胞间仍始终有一低水平的代谢活动,需尽量避免氧化等活化因素。 中期代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学技术的核心部分,最常用的是NMR及质谱(MS)两种。 核磁共振技术是利用高磁场中原子核对射频辐射的吸收光谱鉴定化合物结构的分析技术,生命科学领域中常用的是氢谱( 1H NMR ) 、碳谱(13C NMR)及磷谱(31P NMR)三种。可用于体液或组织提取液和活体分析两大类。 NMR技术在代谢组学中的应用越来越广泛,它具有如下优点: ①无损伤性,不破坏样品的结构和性质; ②可在一定的温度和缓冲范围内进行生理条件或接近生理条件的实验; ③与外界特定干预相结合,研究动态系统中机体化学交换、运动等代谢产物的变化规律; ④实验方法灵活多样。但仪器价格及维护费用昂贵限制了该技术的进一步普及。 质谱技术是将离子化的原子、分子或是分子碎片按质量或是质荷比(m/e)大小顺序排列成图谱,并在此基础上,进行各种无机物、有机物的定性或定量分析。新的离子化技术则使质谱技术的灵敏度和准确度均有很大程度的提高。NMR技术与MS技术相比,各有其优缺点,需要在研究中灵活选用。总体而言,NMR技术应用的更为广泛。此外,根据代谢组学的研究需要,还常用于其他的一些分析技术,如气相色谱(GC) ,高效液相色谱仪(HPLC) ,高效毛细管电泳(HPCE)等。它们往往与NMR或MS技术联用,进一步增加其灵敏性。但不容忽视的是,随着分析手段更新,敏感性及分辨率提高,“假阳性”的概率也就越大,可能是仪器技术方法固有的，亦或是数据分析过程中产生的。 后期代谢组学研究的后期需借助于生物信息学平台。它往往借助于一定的软件,联合多种数据分析技术,将多维、分散的数据进行总结、分类及判别分析,发现数据间的定性、定量关系,解读数据中蕴藏的生物学意义,阐述其与机体代谢的关系。如果说分析技术在我们面前打开了“一扇门”,正确的数据分析方法和模型建立便是“找到宝藏”的钥匙。 主成分分析法( PCA) 是最常用的分析方法。其将分散于一组变量上的信息集中于几个综合指标(PC)上,如糖代谢、脂质代谢、氨基酸代谢等,利用主成分描述机体代谢的变化情况,发挥了降维分析的作用,避免淹没于大量数据中。其他的模式识别技术,如聚类分析、辨别式功能分析、最小二乘法投影法等在代谢组学研究中亦有其重要的地位。 现实情况下,代谢组学的数据更为复杂,特别是NMR对病理生理过程的研究,将代谢物的表达谱与时间相联系,分析时更加困难,需要借助复杂的模型或是专家系统进行分析(在应用
河流动力学及泥沙研究进展及发展趋势
河流泥沙研究进展及发展趋势 李义天孙昭华 （武汉大学，水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉430072） 摘要：河流泥沙研究包括泥沙运动力学、河床演变学及以此为基础的河流模拟，是水利、地学及生态环境等学科的重要基础之一。近些年来各大流域中出现的多种泥沙相关问题，使泥沙研究扩展到区域及流域泥沙及工程及环境泥沙问题等方面。由于河流泥沙研究的许多理论还有待完善，而江河治理开发实践中遇到的实际问题异常复杂，现有理论和方法还难以使所有问题得到圆满解决。因而，今后在继续深入研究泥沙基本理论的同时，应加强水沙变异条件下河床演变规律的研究，并从流域整体的角度，扩展研究的时间尺度、空间尺度，分析泥沙输移的规律及其造成的环境影响，探索水沙调控的理论与技术。 关键词：河流泥沙研究进展发展趋势 Review and perspective of river sediment research Yitian Li Zhaohua Sun
(State key laboratory of water resource and hydropower engineering science, Wuhan University, Wuhan 430072, China) Abstract:As the foundmantal theory of hydraulic engineering, geomorphology science and hydro-environment，river sediment research is developed to reveal the rule of sediment transport and to understand or predict fluvial processes. The goals of river sediment research have been broadened in recent years due to sediment related problems appeared in river management of large basins, which includes sediment problem of region or basin scale, interactions between hydraulic projects and environment. Since the basic theories underlying sediment movement and fluvial process still need to be improved, the sediment problem arose in engineering practice of river exploitation cannot be solved perfectly with current knowledge and technology. Consequently, it is argued that more efforts should be made in some key problems besides basic theoretical researches, such as channel responses to
发现毒理学的研究进展
*基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)基金(2002AA2Z342D 和2004A A2Z3774) 综 述 发现毒理学的研究进展 * 王全军,吴纯启,廖明阳 (军事医学科学院毒物药物研究所,国家北京药物安全评价研究中心,北京100850) [摘要] 发现毒理学又称为开发前毒理学(Predevelopmental Toxicology),是指在创新药物的研发早期,对所合成的系列新化合物实体(New Chemical Entities,NCEs)进行毒性筛选,以发现和淘汰因毒性问题而不适于继续研发的化合物,指导合成更安全的同类化合物。发现毒理学的研究既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的定义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简述。 [关键词] 发现毒理学;新化合物实体(NCEs);毒性筛选 [中图分类号]R994 1;R965 1 [文献标识码]A [文章编号]1003-3734(2005)08-0958-04 Progresses of discovery toxicology research W ANG Quan jun,W U Chun qi,LI AO Ming yang (Institute o f Pharmacology and To xicology ,Academ y o f Military Medical Sciences ,National Beijing Center f o r Drug Sa fety Evaluation and Research ,Beijing 100850,China )[Abstract ] Discovery toxicology,also named predevelopmental toxicology,is to screen toxicities of new che mical entities (NCEs)in the discovery phase of ne w drug research,to discover and eliminate the compounds that are unsuitable for further development due to their toxicity as early as possible,and to optimize the next more safe compounds.Discovery toxicology research can break through the limitation and improve the efficiency of drug research.This article will present the concept of discovery toxicology,the essentiality of discovery toxicology research.The content,methods and current status of discovery toxicology in China are described too. [Key words ] discovery toxicology;new chemical entities(NCEs);toxicity screening 药物研发成功与否部分取决于在研发早期严格淘汰不适合进一步研发的化合物。在药物临床前阶段,毒性问题是研发失败的主要原因。在研发早期尽早发现候选化合物的潜在毒性是毒理学研究的重要问题。 多年来,新药研发越来越多地依赖于生命科学技术的研究进展。在新药设计方面,化学家参考药物作用靶、内源性配体和底物的化学结构特征,应用计算机辅助药物设计手段发现选择性作用于靶位的新药;在新药活性筛选方面,现代药物组合化学与体外高通量筛选的成功结合极大地提高了先导化合物的发现速度;在新药的药动学(ADME)研究方面,多种基于药物代谢酶或转运体的药动学筛选模型已开始应用于新药开发研究。这些新技术的成功运用大 大加快了药物研发早期的药物发现、药物合成、药效筛选的进程,从而产生大量的候选化合物。传统药物毒理学研究在时间、经费、样品消耗量和动物数等方面都花费巨大,在药物毒作用机制研究方面难以阐明一些临床使用药物的毒性机制和理想的应急解毒措施,因此传统药物毒理学无法满足因新的生物技术而产生的海量候选化合物的毒性筛选研究,成为限制整个药物研发的瓶颈。而发现毒理学(Discovery Toxicology)的研究将打破这个瓶颈,既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的含义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简要综述。1 定义、产生背景和产生的必要性 伴随着科学技术的发展,当代毒理学的发展将 958
河流动力学整理
1.对数流速垂线分布 1、泥沙级配曲线：横坐标表示泥沙粒径，纵坐标表达在所考虑的沙样中粒径小于横坐标相应的某一粒径在总沙样中所占的百分比的曲线。 2、粒配曲线的绘制方法和过程：⑴取样筛分,获取各粒经组D i 泥沙的重量;⑵统计出小于和等于各粒经D i 的沙重,并算出其占总重的百分比p i ;⑶准备半对数坐标纸(横坐标为对数分格,纵坐标是普通分格);⑷以粒经Di 为横坐标(对数坐标,从大到小),小于和等于粒经Di 的沙重百分比pi 为纵坐标(普通坐标)绘制D~p粒配曲线。 3、级配曲线可以反映沙样颗粒的相对大小和范围，可反映沙样组成的均匀程度1、特征粒径:单颗粒泥沙粒径:等容粒径,算术/几何平均粒径,筛分粒径,沉降粒径;群体泥沙代表粒径:平均粒径(d i=(d max-d min)/2;D m=∑(d i*p i)/100);中值粒径(d50);非均匀特点:均方差(σ=1/2(D84/D50+ D50/D16));挑选系数(Φ=开方(D75/D25))(越接近1,沙样就越均匀,越大于1,沙样越不均匀); 1.孔隙率:泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比。泥沙孔隙率因沙粒大小、均匀度、沙粒形状、泥沙沉积方式、沉积后受力大小和历史长短等有关。粗沙(39％-40％);中沙(41％-48％);细沙(44％-49％)。细颗粒泥沙表面面积大，使得摩擦、吸附、搭成架构等作用增大;粒径均匀的泥沙孔隙率最大;球体,孔隙率小。(细颗粒泥沙具有较大的孔隙率和较小的干容重) 1.容重γs:泥沙颗粒的实有重量和实有体积(不含空隙体积)之比(一般变化范围不大,取2650kg/m3);有效容重系数:泥沙水下比重与水的比重之比(a=(γs-γ)/γ);干容重γs’;泥沙颗粒的实有重量和整个体积(含空隙体积)之比(变化范围大,因为空隙变化大);用途:确定泥沙冲淤体的体积;影响因素:粒径(主)、淤积深度、埋藏深度和环境、排水情况、有无初露水面暴露在空气中、细颗粒的化学成分等;γs’与γs的关系：γs’= γs(1-e)；规律:粒径大的泥沙γs’大一些，变化范围小一些,粒径小的反之;浑水容重:如果以S 代表水的含沙量,则浑水容重(r m=r+(1-r/r s)*s),含沙量S较大的变化只能引起r m较小的变化。 1.泥沙沉速ω：单颗粒泥沙在静止的无限大的清水水体中匀速下沉的速度(有效重力和阻力相等);与泥沙的粒径、形状、含盐度、含沙浓度、水体紊动和沙粒雷诺数有关(R ed=ωd/v,表示惯性力与水流粘滞力的相对关系); 2.泥沙的沉降状态：层流(滞性)状态下降:R ed<0.5, 垂线下沉，下沉速度缓慢，扰流阻力以摩擦力为主，压差阻力相对较小(阻力与μdω的一次方成正比),颗粒不发生摆动、转动、滚动，周围水体不发生紊乱现象;过渡状态下降: R ed=0.5~1000,颗粒表面形成流速梯度很大的边界层，尾部边界脱离表面发生分离，分离区产生稳流，造成很大的能量损失，随着R ed的增加，分离区相应增大，压差阻力也不断增大，摩擦阻力不断减小;紊流状态下降:R ed>1000, 颗粒表面边界层在尾部的分离区达到最大，压差阻力远远大于摩擦阻力， 其大小与R ed的变化无关，颗粒左摇右摆下沉，颗 粒本身也转动，周围水体也紊动(水流阻力与ρd2 ω2成正比) 。 1.张瑞瑾沉速公式思路(阻力叠加原理,从过渡区入 手) PS:泥沙特性分为几何特性、重力特性、水力特性、 物理化学特性、生物化学特性； 1. 泥沙运动分类:泥沙一颗一颗的沿河滚动,滚一阵, 歇一阵,常呈间歇性(在河底附近一滚动、滑动、跳 跃或者层移形式前进,其速度小于水流速度);泥沙在 水中悬浮着前进(细颗粒，连续运动,在水流方向以 与水流大致相等的速度前进); 2.推移质与悬移质划分:Def:河底附近以滚动、滑 动、跃动或层移等形式前进、速度小于水流速度的 泥沙称推移质(接触质、跃移质、层移质); 以浮游方式前进的泥沙称推移质联系:一个泥沙组 成来说,较弱的水流条件下,以表现为推移质;较强的 水流条件下,以表现为悬移质，二者可以相互转化。 区别:运动规律不同(受力、运动速度、输沙率与水 流切力的关系、输沙量等都不同);能量来源不同(推 消耗水流的机械能即时均势能，悬消耗水流的紊动 动能);对河床的作用不同(悬沙通过容重增大净水压 力,悬移质通过颗粒间的离散力与河床作用). 1.泥沙起动概念：随着水流条件的增强,沙颗粒由静 止转为运动,泥沙起动.泥沙起动条件:持泥沙颗粒静 止状态的平衡条件遭到破坏,面泥沙由静止状态转 入运动状态的临界水流条件(起动流速(以垂线平均 流速表示)、起动拖曳力(拖曳力表示、起动功率(水 流功率));特性:复杂性(水流条件、沙粒性质、泥沙 组成);随机性(水流运动和泥沙分布排列等具有随机 性). 2.沙在水流中受到的力:促成泥沙起动的力:上举力、 推移力(两者由沙粒的迎水面和下面压力增大而背 水面和上面压力减小形成的)、脉动压力;抗拒泥沙 起动的力:重力、粘结力(与沙粒间的空隙厚度、在 水平面上的投影面积、所受的铅直向下的压力、水 的纯洁度与化学成分、沙粒的压结程度有关)。 3.起动流速:泥沙由静止变为运动式的临界水流条 件,用起动流速表示,位于河床表面的某种泥沙(即床 沙),当流速等于或者大于泥沙起动流速时,泥沙起动 反之静止。 4.沙莫夫启动流速公式： 5.研究泥沙起动的意义:计算输沙率;航道整治时使 用;护滩、护滩块石稳定计算、研究输沙率 1.沙波运动:泥沙颗粒在床面的集体运动称沙波运 动(推移质泥沙运动达到一定程度时的产物.对河道 水流结构、河道阻力、泥沙运动和河床演变均有重 要作用)； 2.沙波形态和运动特征:(几何特征:迎水面缓,背水 面陡;运动特征:迎水面加速区,冲刷,背水面减速区, 淤积,床沙分选:上粗下细;水流运动特征:波峰处流 速大,波谷处流速小,迎水面存在停滞点,背水面:分 离、漩涡;阻力特性：迎水面与水面存在压力波,与 水流速度相反,称形状阻力 3.沙波形成及发展过程:静平整(流速小于起动流速, 泥沙不起动,床面平整)、沙纹(流速增大,沙粒聚集最 后形成形状规则的沙纹)、沙垄、过渡、动平整(流 速增大,波高变小,床面恢复平整)、沙浪(流速继续增 大,Fr>1,床面再次出现沙波)、急滩与深潭(Fr>>1,强 烈冲刷形成急滩,强烈淤积形成深潭). 4.沙波形成过程中的两个现象:沙波对床沙的分选 作用(上粗下细);粗沙运动的间歇性。 5.沙波运动对河流的影响:沙波运动时推移质运动 的主要形式;沙波的消长对河流的阻力损失有很大 影响;沙漠的消长对航道的水深有一定的影响;沙波 的形成和发展影响H-Q关系。 6.沙波类型:带状沙波(很少见)、继绩蛇曲沙波(最常 见)、堆状沙波(常见)、顺直沙波、弯曲沙波、链状 沙波、舌状沙波、新月沙波等。 7.沙波产生的原因：不同流体相对运动时交界面上 的不稳定性;接近河床的流速沿程分布与沙波形式 相适应。 1.推移质输沙率概念:一定的水沙条件下,河道处于 冲淤平衡时,单位时间通过单宽河床的推移质数量, 以g s表示,单位:kg/m.s 2.公式类型及其思路:以临界拖引力和临界流速考 虑问题(当拖引力获水流速度达到或超过某一临界 值以后，床沙才可能发生推移,推移质输沙率的大小 与水流实有的拖引力或流速超过临界拖引力或临 界流速的程度有关,如沙莫夫公式);从沙波运行情况 考虑问题(凡推移质运动达到一定规模的处所，必然 出现沙波,推移质输沙率与U4成正比);从统计法则 考虑问题(H.A.爱因斯坦公式:抓住泥沙自床面冲刷 下移的概率P的确定最为推导的核心
系统毒理学及其研究进展
系统毒理学及其研究进展 在总结国内外相关研究的基础上，综述了系统毒理学的原理、诞生背景、研究策略、研究基础及其主要应用。同时，通过介绍系统毒理学的研究实例来阐述其目前的研究进展情况。希望从分子生物学的发展中汲取足够营养并结合传统毒理学的研究成果发展壮大自己。 【Abstract】Based on the foundation of related research at home and abroad，paper summarizes the principle and research strategy，research background，basis and main application of system toxicology. At the same time，to explain its current status a case study of the system is introduced. And we hope to draw sufficient toxicological nutrition from the development of molecular biology and development itself combined with the research of traditional toxicology . 标签：背景；技术；应用；进展 1 系统毒理学及其诞生背景 系统毒理学是近10年来发展起来的一门新兴学科，代表着后基因组时代毒理学发展的新方向。所谓系统毒理学是指通过了解机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变以及传统毒理学的研究参数，借助生物信息学和计算毒理学技术對其进行整合，从而系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体相互作用的一门学科[1]。 近年来，生命科学在新理论和新技术上有了突飞猛进的发展，一系列“组学”（omics）应运而生，如基因组学（genomics）、蛋白质组学（proteomics）、细胞组学（cellomics或cytomics），等新学科不断涌现，使人们对基因和基因组的认识，对生命本质的认识和认识生命、健康的手段取得了重要的进展。 另外，传统的毒理学研究依然存在许多不足，相对于飞速发展的分子生物学技术和越来越多的外源性物质，毒理学的研究方法急待革新。 系统毒理学的发展，既有系统生物学发展的外在刺激，又有传统毒理学在发展中克服自身不足的内在需求。 2 生物学基础 2.1 基因组学 基因组学是研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。基因组的产物不仅是蛋白质，还有许多复杂功能的RNA。将基因组学的方法与技术应用于毒理学研究领域，称之为毒物基因组学（toxicogenomics）。毒物基因组学的基本方法是通过观察生物在接触毒物后基因表达谱的变化，筛选毒性相关基因、揭示毒作用
中国沉积学发展回顾与展望
用自然辩证法审视中国沉积学的发展 摘要：沉积学的出现、发展是社会发展的需要。我国沉积学经过50多年的发展，建立了自己的沉积学系统理论和科学的工作方法。这些重大的成果是经过了我国全体沉积学工作者几代人的艰苦努力才得以完成的。当代沉积学研究在向多学科交叉渗透、多种高新技术的引用和多领域应用的方向发展。沉积学未来的发展总体表现出由宏观向微观、由定性向定量、由理论向应用、由静态向动态、由单学科向多学科、由手工向智能、由地区向全球发展的总体趋势。当代人类活动的3大基本问题是人口、资源、环境。未来沉积学的发展，必须以与人类的生存、发展所依托的环境、气候、资源服务为发展方向，才会有更加旺盛的生命力和美好的未来，才会对21世纪人类生活质量的提高做出贡献。 关键词：自然辨证法沉积学中国沉积学发展史沉积学发展趋势 辩证唯物主义自然观强调以实践论为基础，实现唯物论和辩证法的统一，自然史和人类史的统一，人的受动性和能动性的统一，天然自然和人工自然的统一，具有科学性和彻底的革命性等特点。沉积学是研究未成石化和已经石化的天然沉积物形成过程和机制的学科。沉积学作为一门学科，是人类在探索自然实践活动基础上形成的理论化、系统化的知识体系，它揭示了沉积地层和沉积物规律性，并为现代社会的发展做出的巨大的贡献。生态自然观强调科学技术与自然及社会之间的全面、协调、可持续发展，强调人类社会和其他生命体和非生命体的和谐统一。沉积学的出现、发展是社会发展到一定程度的需要。现在世界上主要的国家都在使用沉积型矿产，例如石油、天然气和煤，沉积学的发展为人类发展提供了坚实的能源寻找理论。但在发展的同时，研究沉积学的人们也越来越清晰地认识到沉积学今后的发展要符合人类的生存、发展所依托的环境、气候、资源。不能再一味的发现资源、开采资源，而是要将沉积学的发展同环境、社会的可持续发展相结合。 1 沉积学的发展 科学是在人类探索自然实践活动基础上的理论化、系统化的知识体系，科学知识是人在与自然接触的过程中获得的对自然的认识；科学是产生知识体系的认识活动，科学的任务是发现事实，揭示客观事物的规律性。任何学科的发展都有着自己的规律，都要以实践为基础，将认知上升到理论，并由理论去指导实践，并在实践中的不断地调整理论。这是一个反复的、螺旋上升的过程。沉积学的发展历程也经历了这一过程。科学同时又具有客观性和实证性，探索性和创造性，通用性和共享性。科学不存在与特定国家、特定民族或特定集团的特殊利益相关的自然科学。所有的人都可以利用，能够被任何阶级的人们所掌握，对任何阶级的活动都发生作用。中国沉积学的发展是和世界沉积学的发展联系在一起的，是它的组成部分，两者之间相互借鉴相互促进；中国沉积学将来仍要和世界沉积学紧密联系，二者无法分割。 1.1 世界沉积学的发展 沉积学的起源是来自于多方面的，但是直到20世纪20年代，沉积学才成为一门独立的学科。沉积学最初只有地层学，从1800年左右开始起步，因用标准
河流动力学复习整理
（0）河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。 主要研究内容: 水流结构：研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布; 泥沙运动：研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 河床演变：研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程; 河床变形预测：研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法. 研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测，数值计算 （1）河道水流的基本特性：河道水流的二相特性；河道水流的三维性；河道水流的不恒定性；河道水流的不均匀性 河道水流的水流结构：主流，副流，环流 二维明渠流速的分布规律：1.直线层，也成粘滞底层，切应力只有粘滞切力，流速按直线分布2.过渡层，粘滞切力与紊动切力同时存在，流动是层流和紊流的过渡区，该层没有统一的流速分布公式，近似按直线层或对数层公式计算3.对数层，切应力主要是紊动切应力，流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间，切力主要是紊动力，流速分布常以缺速公式表示，故也称缺速区。流速分布要受上部边界影响，与边壁糙率也有一定关系。 河道水流阻力分解图：见ppt1 76页 明渠二维流的阻力损失表达方式：见ppt1 77页 （3）按运动状态分，泥沙的运动形式有：（床沙），推移质、悬移质 泥沙交换现象： 推移质泥沙运动特点：间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量 悬移质泥沙运动特点：速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能 冲泄质：河流挟带的泥沙中粒径较细的部分，且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。 床沙质：河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分，且在河床中大量存在的泥沙。 两者主要区别：1.前者是非造床质泥沙，后者是造床质。2.前者粒径较小，后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件，还与河段上游流域供沙条件有关。 推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别：前者按运动方式分；后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。 异重流：两种或两种以上的流体相互接触，而流体间有一定的但是较小的重度（密度）差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性的掺混现象的运动。 异重流主要特征：（1）异重流的重度差很小，重力作用小，惯性作用大（2）具有翻越障碍以及爬高的能力 （5）泥沙悬浮机理：含沙量具有上稀下浓的沿垂线梯度。 泥沙悬浮扩散理论：基于泥沙颗粒在紊流中随机运动来求解泥沙浓度垂向分布的理论 重力理论：挟带悬移质的水流在运动过程中要消耗能量。所消耗能量分为两部分，一部分用于克服边界的阻力；另一部分用于维持悬移质的悬浮。重力理论的观点认为，悬移质的比重一般比水大得多，要使它在水里不下沉，水流必须对它做功以维持悬浮，即水流必须为此而消耗能量。 推求悬移质含沙量沿垂线分布规律有哪些方法：1.Rouse 公式2. 张瑞瑾公式3重力理论——维利卡诺夫公。. Rouse 方程及其中悬浮指标Z 的意义和如何计算：z a a h a y y h S S ??? ? ??-?-=，*=kU z ω，实际代表了重力作用与紊动扩散作用的相互关系
转录组学研究进展精修订
转录组学研究进展集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
转录组研究前沿 随着转录组学，蛋白组学，代谢组学等组学的不断涌现，生物学研究已经跨入后基因组时代，转录组学作为一个率先发展起来的技术开始在生物学前沿研究中得到了广泛的应用。广义转录组（Transcriptome）系指从一种细胞或者组织的基因组所转录出来的RNA的总和，包括编码蛋白质的mRNA和各种非编码RNA（rRNA, tRNA, snoRNA, snRNA,microRNA 和其他非编码RNA等）。狭义转录组系指所有参与翻译蛋白质的mRNA 总和。 转录组研究历史： 自从上世纪90 年代中期以来，随着微阵列技术被用于大规模的基因表达水平研究，转录组学作为一门新技术开始在生物学前沿研究中展露头脚并逐渐成为生命科学研究的热点。原因如下：1)蛋白质组研究需要更多的转录组研究的信息：因为单一的蛋白质组数据不足以清楚地鉴定基因的功能，因此蛋白质组的数据需要转录组的研究结果加以印证。2)非编码RNA研究的不断发展，使得转录组研究的范围不断扩大和深化。 3) 随着新一代高通量测序技术运用到转录组研究之中，转录组研究中提供的数据量呈现爆炸式的扩增，极大拓宽了转录组研究解决科学问题的范围。
目前进行转录组研究的技术主要包括如下三种：1）基于杂交技术的微阵列技术；2）基于Sanger测序法的SAGE (serial analysis of gene expression)和MPSS(massively parallel signature sequencing)；3）基于新一代高通量测序技术的转录组测序。各种转录组研究技术的特点如下： 基于杂交技术的DNA芯片技术只适用于检测已知序列，却无法捕获新的mRNA。细胞中mRNA的表达丰度不尽相同，通常细胞中约有不到100种的高丰度mRNA，其总量占总mRNA一半左右，另一半mRNA由种类繁多的低丰度mRNA组成。因此由于杂交技术灵敏度有限，对于低丰度的mRNA，微阵列技术难以检测，也无法捕获到目的基因mRNA表达水平的微小变化。 SAGE是以Sanger测序为基础用来分析基因群体表达状态的一项技术。SAGE 技术首先是提取实验样品中RNA并反转录成cDNA，随后用锚定酶(Anchoring enzyme)切割双链cDNA，接着将切割的cDNA 片段与不同的接头连接，通过标签酶酶切处理并获得得到SAGE 标签，然后PCR 扩增连接SAGE 标签形成的标签二聚体，最后通过锚定酶切除接头序列，以形成标签二聚体的多聚体并对其测序（关于SAGE方法细致的介绍请参考网站）。SAGE可以在组织和细胞中定量分析相关基因表达水平。在差异表达谱的研究中，SAGE可以获得完整的转录组学图谱以及发现新的基因并鉴定其功能、作用机制和通路等。
中国水利年鉴2017_附录-2016年中国河流泥沙公报(摘录)-四、海河
藕池(康)站基本持平，其他站偏大8%～36%；湘潭、桃江、桃源、石门和城陵矶各站年输沙量偏大8%～257%，其他站偏小28%～66%。鄱阳湖区各站径流量偏大16%～61%；各站年输沙量偏大8%～101%。与上年度比较，2016年洞庭湖区各站年径流量增大13%～306%；湘潭站年输沙量减小22%，城陵矶站基本持平，其他站增大76%～727%。鄱阳湖区饶河虎山站和修水万家埠站年径流量分别减小19%和11%，梅港站基本持平，其他站增大18%～34%；虎山站年输沙量减小54%，湖口水道湖口站基本持平，其他站增大24%～62%。 2016年三峡水库继续进行175m试验性蓄水，库区淤积泥沙0.334亿t，水库排沙比为21%；2016年丹江口水库库区淤积泥沙50.2万t。2008年9月至2016年12月，重庆主城区河段累积冲刷量为0.1653亿m3。1998年10月至2016年10月，张家洲河段总体冲刷，平滩河槽总冲刷量为1.3527亿m3。2001年8月至2016年10月，澄通河段总体冲刷，总冲刷量为4.3547亿m3。 2016年主要泥沙事件包括长江流域继续实施国家水土保持重点工程，长江干流、主要支流及尾闾河道局部地点发生崩岸。 二、黄河 2016年黄河干流主要水文控制站实测径流量与多年平均值比较，各站偏小24%～72%；与近10年平均值比较，各站偏小22%～52%；与上年度比较，各站减小10%～39%。2016年实测输沙量与多年平均值比较，各站偏小65%～99%；与近10年平均值比较，龙门站偏大21%，兰州站基本持平，其他站偏小29%～91%；与上年度比较，唐乃亥、兰州、龙门和潼关各站增大15%～131%，其他站减小19%～66%。 2016年黄河主要支流水文控制站实测径流量与多年平均值比较，窟野河温家川站基本持平，其他站偏小8%～58%；与近10年平均值比较，皇甫川皇甫、温家川和无定河白家川各站偏大20%～158%，其他站偏小10%～43%；与上年度比较，洮河红旗站基本持平，皇甫、温家川、白家川和延河甘谷驿各站偏大33%～16590%，其他站偏小7%～35%。2016年实测输沙量与多年平均值比较，各站偏小72%～100%；与近10年平均值比较，皇甫、白家川和北洛河头各站偏大6%～89%，其他站偏小14%～100%；与上年度比较，温家川站减小99%，洮河红旗站基本持平，皇甫站从近似0增加至0.073亿t，其他站增大89%～955%。 2015年10月至2016年10月，内蒙古河段石嘴山站和巴彦高勒站断面略有淤积，三湖河口站和头道拐站断面略有冲刷；下游河道除艾山至泺口河段略有淤积外，其他河段均表现为冲刷，总冲刷量0.507亿m3。2016年黄河下游全年引水量109.4亿m3，引沙量1001万t。 2015年10月至2016年10月，三门峡水库总体表现为淤积，总淤积量为0.614亿m3；小浪底水库总体表现为淤积，总淤积量为1.324亿m3。 三、淮河 2016年淮河流域主要水文控制站实测径流量与多年平均值比较，淮河干流息县站和鲁台子站基本持平，干流蚌埠站偏大6%，颍河阜阳站和沂河临沂站均偏小78%；与近10年平均值比较，阜阳站和临沂站分别偏小65%和69%，其他站偏大26%～32%；与上年度比较，蚌埠站基本持平，阜阳站减小27%，其他站增大13%～647%。 2016年淮河流域主要水文控制站实测输沙量与多年平均值比较，各站偏小42%～100%；与近10年平均值比较，阜阳站和临沂站分别偏小98%和近100%，干流各站偏大31%～132%；与上年度比较，息县站和鲁台子站分别增大121%和96%，蚌埠站和阜阳站分别减小27%和74%，临沂站年输沙量仍近似为0。 2016年淮河干流鲁台子水文站和蚌埠水文站测验断面冲淤变化不大，前者主槽略有淤积，后者主槽略有冲刷。 四、海河 本期公报新增漳河观台水文站和卫河元村集水文站，以控制海河南部部分水系的径流量和输沙量。2016年海河流域主要水文控制站实测水沙特征值与多年平均值比较，漳河观台站实测年径流量偏大18%，其他站偏小11%～84%；各站实测年输沙量偏小49%～100%。与近10年平均值比较，2016年海河流域各站实测径流量偏大19%～290%；桑干河石匣里、下会和海河闸各站年输沙量偏小57%～100%，响水堡站近10年输沙量均近似0，其他站偏大220%～902%。与上年度比较，2016年石匣里站和响水堡站实测径流量基本持平，其他站增大33%～1610%；石匣里站年输沙量减小83%，卫河元村集站增大3083%，雁翅、张家坟和观台各站均从近似0分别增加至0.541万t、9.09万t和368万t，其他站仍近似为0。2016年引黄入冀调水2.531亿m3，挟带泥沙11.15万t。 观台水文站测验断面近20年来，仅在遭遇1996年和2016年特大洪水时发生了一定的冲淤变化，其他年份冲淤变化不大。 五、珠江 2016年珠江流域主要水文控制站实测水沙特征值与多年平均值比较，南盘江小龙潭、红水河迁江和郁江南宁各站实测径流量偏小6%～25%，其他站偏大7%～71%；北江石角站和柳江柳州站实测输沙量分别偏大17%和208%，其他站偏小11%～98%。 835附录