泥沙颗粒团沉速

针对现有的泥沙沉速公式大多适用于单颗粒泥沙沉降的情形,基于前人对单颗粒泥沙沉速规律的研究成果,利用试验测得不同泥沙颗粒团在水中沉降时的沉速数据,引入泥沙颗粒团特征粒径及附加粒径2个因子,对多个广泛运用的单颗粒泥沙沉速公式进行了修正.用修正后的公式计算得到的泥沙颗粒团沉速与用试验测得的泥沙颗粒团沉速较接近,可推广运用到计算泥沙颗粒团在水中的沉降速率.     

散状变形颗粒层的流动阻力及泥沙群体沉降规律

本文在试验的基础上,分析了散状变形颗粒层内的流动阻力,得到了包含颗粒间相互碰撞及干涉水流结构而产生附加阻力的颗粒层流动阻力与单颗粒绕流阻力的关系式.在此基础上,进一步讨论了泥沙群体的沉降规律.     

水动力作用下泥沙对磷的吸附特征

为了研究水动力作用下泥沙对磷的吸附规律,在加长型环形水槽中进行不同流速、初始磷质量浓度及含沙量条件下泥沙对磷的吸附以及磷在水深方向的分布规律试验。结果表明,加长型环形水槽内试验段流速的垂向分布满足对数规律。溶解性活性磷酸盐质量浓度在水深方向非均匀分布,中部水深处磷质量浓度达到最大值。流速影响下的吸附规律取决于水相磷质量浓度:磷质量浓度较低时,流速越大对应的单位泥沙吸附量越小;磷质量浓度较高时,流速越大对应的吸附量就越大。泥沙质量浓度越小,初始磷质量浓度越大,单位质量泥沙对磷的吸附量越大。一阶、二阶动力学方程能够更好地表征淮河泥沙的吸附行为。伴随着泥沙沉降,水体磷质量浓度先增大、后降低,且在沉降0.25 h达到最大值。     

基于XDLVO理论的黏性泥沙絮凝模拟格子玻耳兹曼模型

引入XDLVO理论（extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek theory）描述颗粒间作用力,建立了黏性泥沙絮凝的格子玻耳兹曼模型,利用该模型模拟由不等速沉降引起的黏性泥沙絮凝,分析不同黏土矿物泥沙颗粒对泥沙絮凝的影响,并探讨泥沙絮凝机理.模拟结果表明,不同黏土矿物的絮凝难易程度有所不同,伊利土最容易絮凝,其次是高岭土,蒙脱土絮凝能力最差,该絮凝沉降规律与前人的实验观测结论一致.     

上海合流污水泵站高位井浑水模型试验研究

运用泥沙水力学及相似理论，合理选用密度轻于天然沙的酚醛塑料沙作为模型沙，对上海市污水治理二期工程线2号污水泵站高位井进行浑水水力模型试验和数值计算，以探讨高位井的水力特性及泥沙在高位井中的沉降、冲淤，输移规律。     

利用湿地植物控制长江泥沙的示范研究

根据自然水体湿生植物(挺水植物)、浮叶植物以及沉水植物的空间分布规律,利用水生高等植物构建由挺水植物、浮叶植物到沉水植物的野外示范研究区,面积为9 048 m2.模拟长江潮汐规律每天调长江水4 320 m3流经试验区,试验共进行100 h,进水量18 000 m3,试验区平均水力负荷0.477 5 m/d.结果表明:(1)湿地植被对水体透明度的改善与维持具有重要作用,即使外界环境有强烈干扰,只要不危及到湿地植被的存活,水体的透明度很快就可以提高到一定程度;(2)湿地植物对长江水体N、P等具有良好的净化作用;(3)湿地植物可降低泥沙含量,加速泥沙沉降.输入挺水植物长江水泥沙含量为130.87 mg/L,,而流出挺水植物区的泥沙含量仅为32.66 mg/L,降低了75%,试验100 h的最终沉降量达到402 g/m2;输入浮叶植物长江水泥沙含量为32.66 mg/L,而流出浮叶植物区的泥沙含量仅为20.30 mg/L,试验100 h的最终沉降量达到271 g/m2.输入沉水植物泥沙浓度平均为20.30 mg/L,流经沉水植物群落后泥沙浓度平均18.65 mg/L,在沉水植物区的沉降量为0.011 5 g/m2,明显低于挺水和浮叶植物区;(4)示范研究的结果充分验证了由挺水、浮叶、沉水等水生高等植物组成的串连湿地系统对挟沙水体中的悬浮泥沙的截留效果,因此在长江泥沙控制与水质改善上具有较好的可应用性,是长江泥沙控制、水质改善的重要措施之一.     

双流体模型在高浓度含沙水流模拟中的应用

在水利水电工程中, 泥沙经常会带来负面影响, 需采用合适的研究方法来分析泥沙运动规律. 针对高浓度水沙流动的特殊性, 选择双流体模型统一描述悬移质和推移质泥沙的运动. 该模型不仅考虑了水沙两相之间的相互作用, 同时考虑了颗粒之间的相互作用及两相体积分数的脉动效应. 以Coleman 实验结果为参考, 验证了模型的可靠性. 最后使用模型预测了某引水式电站沉沙池泥沙的沉降情况.     

淤泥质海岸河口悬沙回淤模型相似律探讨

在盐水条件下粘性细颗粒泥沙将发生絮凝，基本沉降单元不再是单颗粒泥沙，而是絮团，床面泥沙的起动悬扬特性也不同于粗颗粒泥沙本文主要探讨模拟近海条件下淤泥质港口航道悬沙回淤模型试验相似律，根据细颗粒泥沙动水条件下絮凝沉降特点，提出需要满足的相似条件和相关系，并将之用用皇连云港，厦门港等物理模型，取得较好效果。     

尊村引黄灌区泥沙处理技术浅探

对尊村引黄灌区的泥沙提出了“避沙、防沙、沉沙、输沙”的处理对策，在分析泥沙处理标准后，选择了凹地湖泊型沉沙方式，并提出了泥沙运行沉降的管理方案。     

泥沙在紊动状态下的垂向分布及其对氨氮吸附影响

泥沙是自然水体中污染物的主要载体,在吸附作用下,泥沙成为污染物的“汇”。泥沙的沉降、悬扬对于污染物的迁移和输运有着重要的影响。本文以三峡库区表层泥沙为研究对象,在自研的沉降柱中进行了不同紊动条件下的泥沙的垂向分布研究,对准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型对吸附过程的拟合效果进行了对比。结果显示：（1）水体中的悬浮泥沙受多种因素影响,不同紊动强度、泥沙投加量以及不同深度下泥沙的分布有所差异;（2）泥沙对氨氮的吸附受泥沙垂向分布的影响,紊动强度及含沙量的改变会使得泥沙对氨氮的吸附过程及总吸附量发生改变;（3）准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型都能够对紊动状态下泥沙吸附氨氮过程进行拟合,但不同模型对吸附变化的判断及趋势的预估有所不同。     

电离作用下黏性细颗粒泥沙絮凝沉降数值模拟

基于分形理论构建泥沙颗粒的絮凝沉降模型,从三维角度动态模拟絮团在布朗运动、颗粒静电力和重力作用下的发育、沉降过程.研究结果表明:絮团形态与泥沙颗粒的表面电荷量有关,电荷量越大,絮团形态越开放;不同带电量泥沙颗粒的絮凝速度与沉降速度具有差异性,表面电荷量越大絮凝沉降速度越缓慢;泥沙颗粒的带电量对絮团平均粒径分布有显著影响,不同带电量下絮团达到最大直径所需时间不同.研究成果进一步揭示了天然河流中黏性细颗粒泥沙絮凝现象的内在机理.     

明渠水流泥沙含量垂线分布规律的研究

在分析泥沙颗粒含量分布特性的基础上,指出扩散理论能较好地描述主流区的泥沙含量分布规律,但在近底流区由于泥沙碰撞切应力的存在,使得扩散理论不能解释此区域的泥沙含量分布规律.进而在引入颗粒碰撞扩散的基础上,对泥沙颗粒扩散理论进行修正,从而在理论上得到了挟沙水流泥沙含量分布规律的公式.与实测资料对比表明,该公式能更好地描述包含主流区与近底流区在内的泥沙含量分布规律.     

电解质对三峡库区泥沙Zeta电位及絮凝特性影响

三峡库区泥沙淤积及水环境问题一直被广泛关注,泥沙淤积量对入库泥沙量的占比逐年增大,对于通航、水库调水防洪能力、生态环境保护等都造成了负面影响.三峡库区泥沙淤积的主要原因是因为发生了絮凝沉降,而泥沙絮凝又与诸多因素有关,其中电解质是影响较大且较为复杂的因素.采用了一套自研的多层格栅絮凝沉降装置,通过多层格栅上下振动产生近似各向同性均匀紊流,来模拟三峡库区自然流态下泥沙的絮凝过程,并且分析在不同浓度的Nacl、MgCl2、CaCl2、AlCl3溶液中库区泥沙Zeta电位及絮凝特性的变化.结果表明:加入电解质可以改变泥沙颗粒的Zeta电位,并且随电解质浓度的增加,泥沙颗粒电位绝对值降低;4种电解质均可对三峡库区泥沙的Zeta电位造成影响,但不同价态及不同种类的离子对于Zeta电位的影响也有所不同;在动态水流条件下,电解质的投入对泥沙絮凝起明显的促进作用,并且这种促进作用同样与电解质种类有关.     

泥砂淤积过程中淤积量及强度变化试验研究

采用常规有机玻璃沉降柱试验系统针对泥砂淤积过程中淤积量以及强度的变化进行了一系列的室内实验。通过记录浊液面高度随时间变化得到不同浓度、不同级配泥砂的沉降曲线;并运用SNJ-1型微型十字板剪切仪分层测取沉积淤泥的强度。对沉积泥砂在沉积过程中淤积量以及强度变化进行分析,得到结论:泥沙淤积量随泥沙浓度、时间的变大而变大;但沉积速率随着泥沙的浓度的变大而减小。淤积泥沙的剪切强度随着深度的增加、时间的延长、浓度的增加、粗颗粒含量的增加而增大;且泥沙浓度越大,强度随时间增长的趋势越不稳定。根据实验数据拟合得到淤积泥沙强度与相对深度之间呈线性关系,并得出系数与时间之间也呈线性关系。     

明渠流中分形絮团破裂的格子Boltzmann方法模拟

应用格子Boltzmann方法模拟了黏性泥沙三维分形絮团在明渠水流中的沉降、破裂过程,揭示了絮团在水流剪切作用下的破裂机理．结果表明,水流流速较小时,絮团将不发生破裂而沉积到海床;在水流流速较大的情况下,强度较小的絮团将在水流剪切作用下发生破裂,破裂后的单个泥沙颗粒或小絮团随水流一起运动,不会沉降到床面,而强度较大的絮团在经受近底剪切变形后仍可沉降到床面．絮团沉降破裂过程的格子Boltzmann模拟结果与已有的直观认识一致．     

黄河包头画匠营子取水工程泥沙预沉试验研究

通过静态沉降试验对黄河水体泥沙的沉降特性进行了研究，得到了不同原型沙样的沉降曲线，确定了不同含沙量时的沉降速度和沉降历时，为预沉池的设计提供设计参数     

紊动对黏性泥沙絮凝沉降影响的实验研究

在圆柱形沉降筒中利用多层格栅产生近似各向同性紊流场,研究盐水和淡水中紊动对黏性泥沙絮凝沉降的影响,分析絮团粒径、体积含量和泥沙浓度变化.研究结果表明:在相同剪切率条件下,和在淡水中相比,盐水中黏性泥沙絮凝时间缩短,絮团粒径增加,然而盐度对絮团体积含量影响并不明显;最大絮团粒径随着紊动剪切率的增加先增大后减少,最大絮团粒径对应的紊动剪切率在盐水中为20.8,s-1,淡水中为15.6,s-1;随着紊动剪切率的增加,水体中泥沙平衡浓度增大,达到平衡所需要的时间缩短.     

粒径计颗粒级配分析的泥沙群团沉降规律

提出了泥沙群团分层沉降理论,确定了粒径计沉降速度与分层沉降速度和自然沉降速度的关系,得到了粗泥沙粒径相关以及细泥沙百分相关的关系,从理论上解决了粒径计相关计算的问题,使得粒径计颗粒理论得以完善。     

长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究

长江口航道淤积的主要成因是河流从上游带来的大量粘性细颗粒泥沙，在河口盐、淡水交汇处遇强电解质海水，产生絮凝形成絮团而加速沉降形成的。用长江口粘性泥沙在不同盐度的人工海水中做了大量的试验，研究结果表明，影响絮凝的主要因素为含盐度、颗粒大小、含沙量、泥沙矿物成分、有机质含量等、这些因素和絮团形成的大小有密切关系。     

长江涪陵段磷时空分布特征研究

文章重点研究了长江涪陵段的磷(总磷和总溶解性磷)在不同水期、不同断面的分布规律.研究表明,不同水期长江总磷显现的特征总体为枯水期和平水期明显高于丰水期;长江水质中总磷以总溶解性磷为主;受乌江水质影响,在混合段存在水质的分层现象,并提出了混合段的长度;同时,长江涪陵段的泥沙沉降也不明显.