CN114720306A - 底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统及方法，包括：底板，底板的顶面一侧设置有升降机构，升降机构的顶面固接有顶板，顶板顶面一侧设置有控制器和电脑，顶板顶面另一侧固接有变频电机，变频电机输出端贯穿顶板固接有搅拌轴，搅拌轴的底部外壁固接有搅拌叶，变频电机与控制器电性连接，控制器与电脑电性连接，顶板与底板之间可拆卸连接有筒体，筒体一侧外壁上设置有采样机构，底板的底面固接有储水壳体，储水壳体的一侧可拆卸连接有端盖，储水壳体内腔顶部设置有稳流机构，顶板顶面设置有密封机构，密封机构顶面设置有样品皿，筒体底部与密封机构可拆卸连接，搅拌叶位于筒体内腔顶部，密封机构与稳流机构连通。
Description
技术领域
本发明涉及河湖水环境治理研究领域，特别是涉及底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统及方法。
背景技术
在河湖水体中底部剪切力的产生原因主要包括河流坡降、风浪扰动、船舶航行等，而底部剪切力是使泥沙起动的直接原因，通过作用在河床表面引起泥沙起动，进而引发河床稳定性问题，也对河流的生态环境造成影响。
泥沙是上覆水体中营养盐、重金属和有机污染物等各类型环境物质的“源”和“汇”。上覆水体中的营养盐通过与泥沙的吸附、絮凝、沉淀等作用富集在泥沙表面，而当表面泥沙在底部剪切力作用下发生起动现象，伴随着泥沙表面和间隙水中的营养盐进入上覆水体中，加剧了水体的富营养化程度，对水环境质量构成了潜在风险。
围绕河流动力学和河湖生态环境治理方向，相关学者开展了关于底部剪切力对泥沙起动和营养盐迁移扩散的研究，但往往是较为孤立的，目前来说仍缺乏完整的认识。因此研究底部剪切力对泥沙起动与营养盐迁移扩散的综合影响对于提高河流生态环境管理水平是十分必要的，而底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的综合实验测量已经成为其关键技术瓶颈。
针对这一问题，本发明提出了一种底部剪切力对泥沙起动及营养盐释放的综合实验测量系统及方法，可以为河湖生态环境治理提供技术支撑。
因此，亟需一种底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统及方法，以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，包括：底板，所述底板的顶面一侧设置有升降机构，所述升降机构的顶面固接有顶板，所述顶板顶面一侧设置有控制器和电脑，所述顶板顶面另一侧固接有变频电机，所述变频电机输出端贯穿所述顶板固接有搅拌轴，所述搅拌轴的底部外壁固接有搅拌叶，所述变频电机与所述控制器电性连接，所述控制器与所述电脑电性连接，所述顶板与所述底板之间可拆卸连接有筒体，所述筒体一侧外壁上设置有采样机构，所述底板的底面固接有储水壳体，所述储水壳体的一侧可拆卸连接有端盖，所述储水壳体内腔顶部设置有稳流机构，所述顶板顶面设置有密封机构，所述密封机构顶面设置有样品皿，所述样品皿设置在所述筒体内腔底部，所述筒体底部与所述密封机构可拆卸连接，所述搅拌叶位于所述筒体内腔顶部，所述密封机构与所述稳流机构连通。
优选的，所述采样机构包括采样管，所述筒体一侧外壁上竖向等间距连通有若干所述采样管，所述采样管内可拆卸连接有堵头。
优选的，所述升降机构包括升降电机，所述升降电机固接在所述底板顶面，所述升降电机输出端固接有螺杆，所述螺杆顶部套设有螺纹筒，所述螺纹筒内壁与所述螺杆外壁通过螺纹连接，所述螺纹筒的顶面与所述顶板底面固接，所述底板顶面固接有导向杆，所述导向杆的顶部套设有导向筒，所述导向筒内壁与所述导向杆外壁滑动接触。
优选的，所述密封机构包括限位环，所述限位环固接在所述底板的底面，所述底板的顶面固接有限位块，所述限位块位于所述限位环内，所述限位块与所述限位环之间固接有密封圈，所述筒体底部外壁与所述限位环内壁滑动接触，所述筒体底面与所述密封圈顶面抵接，所述筒体顶面与所述顶板底面抵接，所述限位块顶面开设有与所述样品皿相适配的凹槽。
优选的，所述稳流机构包括稳流壳体，所述稳流壳体顶部与所述底板底面固接，所述稳流壳体内壁上固接有定位杆，所述定位杆中部外壁开设有转动孔，所述转动孔内壁通过轴承转动连接有转动轴，转动轴的顶面固接有螺旋叶片，所述稳流壳体底面固接有水泵，所述水泵的输出端与所述稳流壳体内腔连通，所述水泵的输入端与所述稳流壳体内腔连通，所述限位块顶面周向等间距开设有若干通孔，所述通孔与所述稳流壳体内腔连通，所述通孔内腔顶部固接有单向阀。
底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的方法，包括如下步骤：
步骤一，向样品皿中进行多层泥沙样品装载，将底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统进行组装，通过稳流机构将稳流壳体内的上覆水缓慢注入到筒体内；
步骤二，驱动变频电机分别采用不同转速n运行，通过设置不同的搅拌转速n获得不同大小的底部剪切力τ；
步骤三，通过计算流体力学软件计算对应转速下的底部剪切力，得到对应关系，并拟合出τ-n的数学关系；
步骤四，逐层测试泥沙样品，采用平行实验测试每层泥沙样品分别在不同转速下的起动情况，待搅拌5-10min后通过采样机构在筒体内不同水深处均匀取上覆水样，测试上覆水中悬浮固体浓度；
步骤五，确定不同深度泥沙的临界起动应力τ0，得到泥沙深度h与临界起动应力τ0的对应关系，并拟合出h-τ0的数学关系；
步骤六，对于河湖中实际存在的水动力扰动，确定其产生的底部剪切力τ实；泥沙深度与临界起动应力τ0的对应关系表及拟合的数学关系式，进一步判断τ实造成的泥沙起动深度h0；
步骤七，测定水样中的悬浮固体浓度和营养盐浓度，并换算成营养盐的单位面积释放量(g/m2)，分析实验数据，得出悬浮固体浓度与单位面积营养盐释放量的相关关系，评估底部剪切力通过泥沙起动造成的营养盐迁移量，并结合目标水域的面积，明确此次扰动造成了营养盐从泥沙中到上覆水体中的迁移量，量化营养盐指标。
优选的，所述步骤一中，对泥沙样品均匀分层切割成第1-10层，每层厚度1cm，并妥善放置在有机玻璃材质的样品皿中。
优选的，所述步骤二中，转速范围设定为100-600rpm。
优选的，所述步骤五中，当较低转速n1提供的底部剪切力τ小于泥沙的临界起动应力τ0时，泥沙呈稳定状态，泥沙不会大量起动迁移到上覆水体中，因此悬浮固体浓度基本维持不变；当较高转速n2提供的底部剪切力τ达到泥沙的临界起动应力τ0时，泥沙呈失稳状态，泥沙会大量起动迁移到上覆水体中，悬浮固体浓度开始显著增加，因此将此时的τ认定为该厚度泥沙的临界起动应力τ0。
优选的，所述步骤七中，确定τ实造成的泥沙起动深度h0，表明该深度内的泥沙处于起动活跃状态后，在目标水域内仍采用采集的h0深度的泥沙样品。
本发明公开了以下技术效果：实际河湖中存在多种形式的扰动行为，其产生的底部剪切力大小不等，而由此产生的对泥沙起动和营养盐迁移扩散的影响也存在差异，目前对于不同扰动行为对河湖的影响仍缺乏一个通用评判标准。而本实验测量系统以底部剪切力作为不同扰动行为之间的关键共性，测量不同深度泥沙的临界起动应力和具体剪切应力作用下的泥沙起动深度，并得到泥沙起动过程中伴随的营养盐迁移数据，能用于评估复杂扰动行为的综合影响，对河湖生态环境管理具有重要指导意义。整个测量系统设备简易，操作简单，并巧妙结合采样工具直接开展实验，操作过程对泥沙样品的影响较小，保证了实验数据的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A1的局部放大图；
其中，1、底板；2、顶板；3、控制器；4、电脑；5、变频电机；6、搅拌轴；7、搅拌叶；8、筒体；9、储水壳体；10、端盖；11、样品皿；12、采样管；13、堵头；14、升降电机；15、螺杆；16、螺纹筒；17、导向杆；18、导向筒；19、限位环；20、限位块；21、密封圈；22、稳流壳体；23、定位杆；24、转动轴；25、螺旋叶片；26、水泵；27、单向阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-2，本发明提供底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，包括：底板1，底板1的顶面一侧设置有升降机构，升降机构的顶面固接有顶板2，顶板2顶面一侧设置有控制器3和电脑4，顶板2顶面另一侧固接有变频电机5，变频电机5输出端贯穿顶板2固接有搅拌轴6，搅拌轴6的底部外壁固接有搅拌叶7，变频电机5与控制器3电性连接，控制器3与电脑4电性连接，顶板2与底板1之间可拆卸连接有筒体8，筒体8一侧外壁上设置有采样机构，底板1的底面固接有储水壳体9，储水壳体9的一侧可拆卸连接有端盖10，储水壳体9内腔顶部设置有稳流机构，顶板2顶面设置有密封机构，密封机构顶面设置有样品皿11，样品皿11设置在筒体8内腔底部，筒体8底部与密封机构可拆卸连接，搅拌叶7位于筒体8内腔顶部，密封机构与稳流机构连通。
设置的升降机构可以对搅拌叶7在筒体8内的竖直高度进行调整，使其更加适用于实验，设置的控制器3与变频电机5电性连接，可以将变频电机5的实时转速传输给电脑4进行显示，同时通过电脑4驱动控制器3对变频电机5进行控制，在进行安装时，通过升降机构将顶板2抬高进而将搅拌叶7升起，向样品皿11中装载样品，再将其设置在密封机构上进行位置限定，将筒体8的底部与密封机构进行连接，驱动升降机构带动顶板2进行下降，使搅拌叶7进入到筒体8内，同时底板1的底面与筒体8顶面抵接，进一步实现筒体8的固定和密封，开启稳流机构，将上覆水缓慢引入到筒体8内，完成加水后，开始进行实验。
进一步优化方案，采样机构包括采样管12，筒体8一侧外壁上竖向等间距连通有若干采样管12，采样管12内可拆卸连接有堵头13。
设置的若干采样管12可以将不同深度的样品水进行排出收集。
进一步优化方案，升降机构包括升降电机14，升降电机14固接在底板1顶面，升降电机14输出端固接有螺杆15，螺杆15顶部套设有螺纹筒16，螺纹筒16内壁与螺杆15外壁通过螺纹连接，螺纹筒16的顶面与顶板2底面固接，底板1顶面固接有导向杆17，导向杆17的顶部套设有导向筒18，导向筒18内壁与导向杆17外壁滑动接触。
进一步优化方案，密封机构包括限位环19，限位环19固接在底板1的底面，底板1的顶面固接有限位块20，限位块20位于限位环19内，限位块20与限位环19之间固接有密封圈21，筒体8底部外壁与限位环19内壁滑动接触，筒体8底面与密封圈21顶面抵接，筒体8顶面与顶板2底面抵接，限位块20顶面开设有与样品皿11相适配的凹槽。
设置的限位块20与限位环19相互配合，对筒体8的底部起到限位和密封的效果，设置的密封圈21进一步增强密封效果，设置的限位块20与限位环19与顶板2对筒体8进行夹持，使其在进行搅拌实验时更加稳定。
进一步优化方案，稳流机构包括稳流壳体22，稳流壳体22顶部与底板1底面固接，稳流壳体22内壁上固接有定位杆23，定位杆23中部外壁开设有转动孔，转动孔内壁通过轴承转动连接有转动轴24，转动轴24的顶面固接有螺旋叶片25，稳流壳体22底面固接有水泵26，水泵26的输出端与稳流壳体22内腔连通，水泵26的输入端与稳流壳体22内腔连通，限位块20顶面周向等间距开设有若干通孔，通孔与稳流壳体22内腔连通，通孔内腔顶部固接有单向阀27。
设置的单向阀27可以避免实验过程中泥沙回流，同时设置的螺旋叶片25可以对水泵26输出的水流起到稳流的效果，使多个通孔喷出水流稳定，避免对样品产生扰动。
搅拌叶7位置在采筒体8顶部以下10cm处，缓慢加上覆水至筒体8顶部以下5cm处以下后，即可调整转速开始剪切实验，筒体8是有机玻璃材质，其具体尺寸是高度50cm，外径9cm，内径8.5cm，泥沙采样深度20-30cm，样品皿11的具体尺寸是深度1cm，外径8.2cm，内径8cm。制样过程需小心操作以减少对泥沙样品的影响，保证实验数据的可靠性。
底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的方法，包括如下步骤：
步骤一，向样品皿11中进行多层泥沙样品装载，将底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统进行组装，通过稳流机构将稳流壳体22内的上覆水缓慢注入到筒体8内；
步骤二，驱动变频电机5分别采用不同转速n运行，通过设置不同的搅拌转速n获得不同大小的底部剪切力τ；
步骤三，通过计算流体力学(CFD)软件计算对应转速下的底部剪切力，得到表1对应关系，并拟合出τ-n的数学关系；
表1剪切转速与底部剪切力的对应关系表
| 剪切转速n(rpm) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| 底部剪切力τ(N/m<sup>2</sup>) | τ<sub>1</sub> | τ<sub>2</sub> | τ<sub>3</sub> | τ<sub>4</sub> | τ<sub>5</sub> | τ<sub>6</sub> |
步骤四，逐层测试泥沙样品，采用平行实验测试每层泥沙样品分别在不同转速下的起动情况，待搅拌5-10min后通过采样机构在筒体8内不同水深处均匀取上覆水样，测试上覆水中悬浮固体浓度；
步骤五，确定不同深度泥沙的临界起动应力τ0，得到泥沙深度h与临界起动应力τ0的如表2的对应关系，并拟合出h-τ0的数学关系；
表2泥沙深度与底部剪切力的对应关系表
| 泥沙深度(cm) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | … |
| 临界起动应力τ<sub>0</sub>(N/m<sup>2</sup>) | τ<sub>01</sub> | τ<sub>02</sub> | τ<sub>03</sub> | τ<sub>04</sub> | τ<sub>05</sub> | τ<sub>06</sub> | τ<sub>07</sub> | τ<sub>08</sub> | τ<sub>09</sub> | τ<sub>010</sub> | … |
步骤六，对于河湖中实际存在的水动力扰动，确定其产生的底部剪切力τ实；泥沙深度与临界起动应力τ0的对应关系表及拟合的数学关系式，进一步判断τ实造成的泥沙起动深度h0；
步骤七，测定水样中的悬浮固体浓度和营养盐浓度，并换算成营养盐的单位面积释放量(g/m2)，分析实验数据，得出悬浮固体(SS)浓度与单位面积营养盐释放量的相关关系如表3，评估底部剪切力通过泥沙起动造成的营养盐迁移量，并结合目标水域的面积，明确此次扰动造成了营养盐从泥沙中到上覆水体中的迁移量，量化营养盐指标。
营养盐包括总氮、总磷、氨氮和溶解性磷酸盐等。
表3SS浓度与单位面积营养盐释放量的对应关系表
| SS浓度(mg/L) | SS<sub>1</sub> | SS<sub>2</sub> | SS<sub>3</sub> | SS<sub>4</sub> | SS<sub>5</sub> | SS<sub>6</sub> |
| 单位面积营养盐释放量(g/m<sup>2</sup>) |
进一步优化方案，步骤一中，对泥沙样品均匀分层切割成第1-10层，每层厚度1cm，并妥善放置在有机玻璃材质的样品皿11中。
进一步优化方案，步骤二中，转速范围设定为100-600rpm。
进一步优化方案，步骤五中，当较低转速n1提供的底部剪切力τ小于泥沙的临界起动应力τ0时，泥沙呈稳定状态，泥沙不会大量起动迁移到上覆水体中，因此悬浮固体浓度基本维持不变；当较高转速n2提供的底部剪切力τ达到泥沙的临界起动应力τ0时，泥沙呈失稳状态，泥沙会大量起动迁移到上覆水体中，悬浮固体浓度开始显著增加，因此将此时的τ认定为该厚度泥沙的临界起动应力τ0。
进一步优化方案，步骤七中，确定τ实造成的泥沙起动深度h0，表明该深度内的泥沙处于起动活跃状态后，在目标水域内仍采用采集的h0深度的泥沙样品。
实际河湖中存在多种形式的扰动行为，其产生的底部剪切力大小不等，而由此产生的对泥沙起动和营养盐迁移扩散的影响也存在差异，目前对于不同扰动行为对河湖的影响仍缺乏一个通用评判标准。而本实验测量系统以底部剪切力作为不同扰动行为之间的关键共性，测量不同深度泥沙的临界起动应力和具体剪切应力作用下的泥沙起动深度，并得到泥沙起动过程中伴随的营养盐迁移数据，能用于评估复杂扰动行为的综合影响，对河湖生态环境管理具有重要指导意义。整个测量系统设备简易，操作简单，并巧妙结合采样工具直接开展实验，操作过程对泥沙样品的影响较小，保证了实验数据的可靠性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，其特征在于，包括：底板(1)，所述底板(1)的顶面一侧设置有升降机构，所述升降机构的顶面固接有顶板(2)，所述顶板(2)顶面一侧设置有控制器(3)和电脑(4)，所述顶板(2)顶面另一侧固接有变频电机(5)，所述变频电机(5)输出端贯穿所述顶板(2)固接有搅拌轴(6)，所述搅拌轴(6)的底部外壁固接有搅拌叶(7)，所述变频电机(5)与所述控制器(3)电性连接，所述控制器(3)与所述电脑(4)电性连接，所述顶板(2)与所述底板(1)之间可拆卸连接有筒体(8)，所述筒体(8)一侧外壁上设置有采样机构，所述底板(1)的底面固接有储水壳体(9)，所述储水壳体(9)的一侧可拆卸连接有端盖(10)，所述储水壳体(9)内腔顶部设置有稳流机构，所述顶板(2)顶面设置有密封机构，所述密封机构顶面设置有样品皿(11)，所述样品皿(11)设置在所述筒体(8)内腔底部，所述筒体(8)底部与所述密封机构可拆卸连接，所述搅拌叶(7)位于所述筒体(8)内腔顶部，所述密封机构与所述稳流机构连通。
2.根据权利要求1所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，其特征在于：所述采样机构包括采样管(12)，所述筒体(8)一侧外壁上竖向等间距连通有若干所述采样管(12)，所述采样管(12)内可拆卸连接有堵头(13)。
3.根据权利要求2所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，其特征在于：所述升降机构包括升降电机(14)，所述升降电机(14)固接在所述底板(1)顶面，所述升降电机(14)输出端固接有螺杆(15)，所述螺杆(15)顶部套设有螺纹筒(16)，所述螺纹筒(16)内壁与所述螺杆(15)外壁通过螺纹连接，所述螺纹筒(16)的顶面与所述顶板(2)底面固接，所述底板(1)顶面固接有导向杆(17)，所述导向杆(17)的顶部套设有导向筒(18)，所述导向筒(18)内壁与所述导向杆(17)外壁滑动接触。
4.根据权利要求3所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，其特征在于：所述密封机构包括限位环(19)，所述限位环(19)固接在所述底板(1)的底面，所述底板(1)的顶面固接有限位块(20)，所述限位块(20)位于所述限位环(19)内，所述限位块(20)与所述限位环(19)之间固接有密封圈(21)，所述筒体(8)底部外壁与所述限位环(19)内壁滑动接触，所述筒体(8)底面与所述密封圈(21)顶面抵接，所述筒体(8)顶面与所述顶板(2)底面抵接，所述限位块(20)顶面开设有与所述样品皿(11)相适配的凹槽。
5.根据权利要求4所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，其特征在于：所述稳流机构包括稳流壳体(22)，所述稳流壳体(22)顶部与所述底板(1)底面固接，所述稳流壳体(22)内壁上固接有定位杆(23)，所述定位杆(23)中部外壁开设有转动孔，所述转动孔内壁通过轴承转动连接有转动轴(24)，转动轴(24)的顶面固接有螺旋叶片(25)，所述稳流壳体(22)底面固接有水泵(26)，所述水泵(26)的输出端与所述稳流壳体(22)内腔连通，所述水泵(26)的输入端与所述稳流壳体(22)内腔连通，所述限位块(20)顶面周向等间距开设有若干通孔，所述通孔与所述稳流壳体(22)内腔连通，所述通孔内腔顶部固接有单向阀(27)。
6.底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验方法，根据权利要求5所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，向样品皿(11)中进行多层泥沙样品装载，将底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验系统进行组装，通过稳流机构将稳流壳体(22)内的上覆水缓慢注入到筒体(8)内；
步骤二，驱动变频电机(5)分别采用不同转速n运行，通过设置不同的搅拌转速n获得不同大小的底部剪切力τ；
步骤三，通过计算流体力学软件计算对应转速下的底部剪切力，得到对应关系，并拟合出τ-n的数学关系；
步骤四，逐层测试泥沙样品，采用平行实验测试每层泥沙样品分别在不同转速下的起动情况，待搅拌5-10min后通过采样机构在筒体(8)内不同水深处均匀取上覆水样，测试上覆水中悬浮固体浓度；
步骤五，确定不同深度泥沙的临界起动应力τ0，得到泥沙深度h与临界起动应力τ0的对应关系，并拟合出h-τ0的数学关系；
步骤六，对于河湖中实际存在的水动力扰动，确定其产生的底部剪切力τ实；泥沙深度与临界起动应力τ0的对应关系表及拟合的数学关系式，进一步判断τ实造成的泥沙起动深度h0；
步骤七，测定水样中的悬浮固体浓度和营养盐浓度，并换算成营养盐的单位面积释放量(g/m2)，分析实验数据，得出悬浮固体浓度与单位面积营养盐释放量的相关关系，评估底部剪切力通过泥沙起动造成的营养盐迁移量，并结合目标水域的面积，明确此次扰动造成了营养盐从泥沙中到上覆水体中的迁移量，量化营养盐指标。
7.根据权利要求6所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验方法，其特征在于：所述步骤一中，对泥沙样品均匀分层切割成第1-10层，每层厚度1cm，并妥善放置在有机玻璃材质的样品皿(11)中。
8.根据权利要求6所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验方法，其特征在于：所述步骤二中，转速范围设定为100-600rpm。
9.根据权利要求6所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验方法，其特征在于：所述步骤五中，当较低转速n1提供的底部剪切力τ小于泥沙的临界起动应力τ0时，泥沙呈稳定状态，泥沙不会大量起动迁移到上覆水体中，因此悬浮固体浓度基本维持不变；当较高转速n2提供的底部剪切力τ达到泥沙的临界起动应力τ0时，泥沙呈失稳状态，泥沙会大量起动迁移到上覆水体中，悬浮固体浓度开始显著增加，因此将此时的τ认定为该厚度泥沙的临界起动应力τ0。
10.根据权利要求6所述的底部剪切力对泥沙起动及营养盐迁移的实验方法，其特征在于：所述步骤七中，确定τ实造成的泥沙起动深度h0，表明该深度内的泥沙处于起动活跃状态后，在目标水域内仍采用采集的h0深度的泥沙样品。
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