水—浮泥界面水沙分布及其对浮泥悬扬速率的影响

为探究浮泥层悬扬过程中水-浮泥界面的水沙变化特性,以高岭土为浮泥试样,在环形水槽中测定近底层水流结构和悬沙浓度分布,以此推求浮泥悬扬速率。结果表明：均匀剪切水流作用下水-浮泥界面水沙分布特性是影响浮泥悬扬速率的关键因素;近底层流速与浓度梯度随悬扬时间均呈减小趋势,即交界面处流体的掺混作用使水-浮泥分层流密度差显著减小,界面上浮泥层稳定性减弱,浮泥悬扬速率相应增强;同时考虑浮泥层对交界面处水流结构的影响,以界面实测局部流速代替断面平均流速对悬扬速率的经验公式进行了修正,所得计算结果更为合理。

剪切流作用下浮泥层悬扬速率计算方法综述

浮泥的悬扬速率是反映其悬扬特性的重要指标,针对剪切水流作用下浮泥的悬扬过程,总结了表征悬扬强度的临界水动力指标,如悬扬流速、临界水流剪切力等;并进一步阐述了反映变化过程的悬扬通量计算模式,包括根据TKE方程建立悬扬模型,及基于Richardson数推算无量纲悬扬速率E,在此基础上分析了黏性、屈服应力、悬沙沉降、边壁阻力等因素对悬扬速率的影响。更深入的研究可从絮凝作用、盐度、生物扰动等多因素耦合影响或界面波的发展规律等问题展开,以期提高悬扬模型的计算精度。

浮泥特性及输移规律综述

浮泥广泛存在于河口、海岸、内河和水库中,是引起航道淤积、地形演变和环境污染的关键因素。针对浮泥的形成机制及观测方法,对固结机理、浮泥流变、触变特性和浮泥输运规律进行了总结和讨论;目前研究成果的表达形式和适用条件存在差异,难以在实际应用中普遍使用;在此基础上应重点关注浮泥内部结构和外部荷载及生物因素影响,及大型水库中浮泥特性和输运规律的系统研究。