泥沙沉降速度研究现状

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泥沙沉降速度分析

泥沙沉降速度分析

泥沙沉降速度分析港航103 奚惠燕 201010413085 摘要: 在大量参考文献基础上, 对泥沙沉降速度及其影响因素进行了综述, 讨论了自由沉降和群体沉降速度的计算公式, 并将它们统一起来。

分析表明, 计算沉速的公式虽然不少, 但不是精度不够, 就是结构繁琐。

从实用观点来看, 张瑞瑾公式可以同时满足各流区的要求, 是表达泥沙沉速的可用公式。

为使沉降速度公式更加完善, 有关泥沙沉降速度的试验研究仍有待于进一步加强。

关键词: 泥沙;沉降速度;影响因素;计算公式1 单颗粒泥沙沉速泥沙颗粒在静水中下沉时, 它的运动状态与沙粒雷诺数Re=Wod/v 有关, 此处M为清水的运动粘度, d 及Wo 分别为单颗粒泥沙的粒径与沉速。

当沙粒雷诺数Re < 0.5时, 泥沙颗粒基本上沿铅垂线下沉, 附近的水几乎不发生紊乱现象, 这时的运动属于层流状态, 浑液面沉速符合均匀沉降的特点。

当沙粒雷诺数Re> 1000时, 泥沙颗粒脱离铅垂线以极大的紊动状态下沉, 附近的水产生强烈的绕动和涡动, 这时的运动属于紊流状态, 浑液面沉速符合压缩沉降的特点。

当沙粒雷诺数0.5< Re <1000 时,泥沙颗粒的下沉处于过渡状态, 浑液面沉速符合过渡沉降变化的特点。

表达单颗粒泥沙沉降速度的公式是张瑞瑾从过渡区的动力平衡方程式出发而导出的 :式中γs为泥沙容重, C为清水容重, c1 及c2 是按实测资料确定的无因次系数。

参照各家资料, 用C1 = 131 95, C2 = 1109 代入( 1)式可得经实测资料的验证表明, 式( 2) 可以同时满足层流区、紊流区及过渡区的要求。

也就是说, 式( 2) 是表达泥沙沉降速度的通用公式。

这是因为: 由层流状态到紊流状态的过渡不是突然完成, 而是逐渐完成的。

由式( 2) 可以看出: 如温度不变, 当粒径增大时, 属于滞性阻力作用的影响会逐渐减小, 并当粒径d 趋于临界值后, 滞性因素的作用可以忽略不计, 这时只有紊动阻力的因素起着决定作用。

泥石流流速研究现状与发展方向_韦方强

泥石流流速研究现状与发展方向_韦方强

27卷第5期545~550页2009年9月 山 地 学 报J O U R NA LO FMOU N T A I N S C I E N C E V o l .27,N o .5p p 545~550S e p t .,2009收稿日期(R e c e i v e dd a t e ):2009-05-15。

基金项目(F o u n d a t i o ni t e m ):国家自然科学基金项目(编号:40771026)。

[S u p p o r t e db y t h eN a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no f C h i n a (G r a n tN u m b e r :40771026)]作者简介(B i o g r a p h y ):韦方强(1968-),山东临沭人,博士,研究员,主要从事山地灾害减灾理论和技术研究。

[W e i F a n g q i a n g(1968-),P r o -f e s s o r ,m a j o r i n g i nt h e o r ya n dt e c h n o l o g y o f m o u n t a i n h a z a r d s m i t i g a t i o n .]文章编号:1008-2786-(2009)5-545-06泥石流流速研究现状与发展方向韦方强1,2,胡凯衡1,2(1.中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,四川成都610041;2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川成都610041)摘 要:泥石流流速是泥石流运动力学研究的核心内容之一,也是泥石流防治工程设计的核心参数之一。

在全面介绍了目前国内外泥石流流速野外观测和室内水槽测试的技术方法和成果,分析总结了国内外在泥石流流速分布和泥石流流速估算方法的研究成果的基础上,结合现有技术手段,分析了泥石流流速野外观测和室内水槽测试的主要内容和技术发展方向,提出了泥石流流速分布和流速计算研究的核心内容和主要发展方向。

粘性泥沙浑液面沉速公式研究现状及展望

粘性泥沙浑液面沉速公式研究现状及展望

粘性泥沙浑液面沉速公式研究现状及展望粘性泥沙浑液面沉速是描述液体中悬浮物沉降过程的重要参数,近年来已成为海洋地质、海洋环境、水文地质等科学计算的重要指标。

虽然这一研究领域起源于20世纪30年代,但由于有关理论的不断完善和新的技术应用,在过去的几十年里,粘性泥沙浑液面沉速的研究取得了丰硕的成果。

粘性泥沙沉速的实际测量和理论分析一般分为两个阶段,即实验设计的粗糙估计和实验的精确检验。

在实验设计阶段,通常采用文献中已经报道的沉速公式,例如埃尔西德(A.P. Erichsen)公式或者萨里(D.J. Sarey)公式。

这些公式主要是根据实验观测数据进行修正,用以反映不同粒径悬浮物的沉降特性,其中包括粘性土壤的粒子扩散参数、堆积系数、散度系数等。

在实验精确检验阶段,通常采用液-固两相流的定常及非定常模拟研究,来确定悬浮物的沉降行为。

一般而言,液-固两相流中会受到空气的影响,因此涉及到悬浮物的极限沉降速度和空气的相关性两个方面。

此外,实验研究还涉及到微观环境的影响,比如悬浮物表面积、受力分布、流体粘度、温度、渗透力等,也是影响沉降过程的重要因素。

为了更好地理解悬浮物沉降过程,研究者们也在不断开发新的测量和模拟技术。

例如,采用微缩型沉降塔仿真实验,可以更精确地测量悬浮物沉降行为。

另外,借助数值模拟技术尤其注重悬浮物之间的相互作用,可以更精确地估算悬浮物沉降速度。

同时,结合粘性数据及渗透力控制技术,进一步提高模拟精度,将有助于更准确地描述悬浮物沉降行为。

综上所述,近几十年来,粘性泥沙浑液面沉速研究取得了丰硕的成果,深入了解粘性泥沙的沉降行为,以及其对液体流动的影响,对环境及水资源的保护都至关重要。

但仍有许多研究领域值得去探索。

例如,在实验设计方面,研究者们可以考虑更多的控制参数,以及一些更复杂的参数模型,拟合更精确的沉速公式。

另外,实验研究中也可以采用更多有用的技术,如运动模拟、沉积起伏能谱以及定常与非定常颗粒视相位移动等,更全面地描述悬浮物沉降行为。

水环境中泥沙作用研究进展及分析

水环境中泥沙作用研究进展及分析

水环境中泥沙作用研究进展及分析禹雪中1,钟德钰2,李锦秀1,廖文根1(1.中国水利水电科学研究院,北京100038;2.清华大学,北京100084)摘要:首先分析了泥沙在微观和宏观方面,对污染物迁移转化过程中的影响。

泥沙通过吸附、解吸作用,同时通过泥沙运动,共同影响着污染物的赋存状态,从而影响着水体环境质量的变化。

本文系统总结了在泥沙吸附解吸污染物机理、影响因素、数学模型等方面,已经进行的研究工作所取得的成果,并讨论了有待进一步研究的内容。

关键词:水环境;污染物;泥沙;吸附;解吸水环境系统中,泥沙通过对污染物质的吸附与解吸,直接影响着污染物质在水固两相间的赋存状态。

同时,伴随着泥沙在水体中的运动,污染物质在水体和底泥之中的赋存状态也发生着变化。

因此,泥沙与水流共同成为污染物的主要载体,影响着污染物在水体中的迁移转化过程,从而最终影响着水生态环境的状态。

这种作用,可以称为泥沙的环境作用。

我国河流普遍多沙,河流含沙量总体水平大于国外。

随着人口增长、工农业生产发展以及城镇建设速度的加快,我国工业废水和城镇生活污水排放总量仍在逐年增加,水污染状况严峻的局面还未得到有效控制。

河流多沙的客观条件和排污量大的外部因素决定了进行泥沙环境作用研究的必要性,进行更加深入的研究工作对于水质监测、水质评价、水污染控制与规划工作具有重要意义和价值。

1 泥沙对水体环境质量的影响含沙水体的环境效应在很多方面均有体现,原状水体中主要表现为浓度-生理化学效应和浓度-生态效应。

总体上讲,相应的研究和分析工作以重金属居多,近年来针对有毒有机物和耗氧有机物的研究也日益受到关注。

泥沙对水体重金属的影响及其环境效应研究,一直受到不同领域研究者的关注。

美国和欧洲中部已污染河流颗粒物上的重金属含量占总金属含量的比例,Cu、Hg、Cr在60%~70%之间,Pb在80%左右[1]。

张曙光等[2]进行了黄河泥沙重金属在背景条件下的生物累计效应模拟实验,实验结果表明,Cu、Pb、Cr、Cd在浑水中鱼体内的含量与清水对照组比较,均略有不同程度的增加,随着时间的延长,这种差异逐渐显著。

细颗粒泥沙静水沉降实验研究

细颗粒泥沙静水沉降实验研究

细颗粒泥沙静水沉降实验研究细颗粒泥沙静水沉降实验研究研究细颗粒粘性泥沙絮凝形成-发育的机理和沉降-淤积运动规律是泥沙运动力学的一个重要课题;对于深入认识水库泥沙淤积、海岸滩涂演变及港口航道维护具有重要意义。

目前,很多学者从理论和实践两方面对细颗粒泥沙絮凝沉降进行了研究,但仍有很多问题尚未解决。

本文以渭河杨凌河段洪水淤积体为沙洋,运用Ipp图像处理软件、借助分形理论,对絮凝体显微镜图片进行了分析研究,简化了传统计算絮凝体有效密度的计算方法。

采用二维数字图像计盒维数的计算方法,运用MATLAB软件,计算了絮凝体的分形维数。

从微观方面探讨了絮凝体的有效密度、孔隙率、直径、分形维数在不同含沙量、电解质条件下的变化规律。

从宏观方面对细颗粒粘性泥沙絮凝沉降过程进行了试验研究。

考虑到天然水体中多含有阳离子,且阳离子对细颗粒泥沙絮凝沉降影响较大,为此,以冈恰洛夫公式为基础,引入离子浓度参数,拟合了絮凝体沉速公式。

得出如下结论:(1)在含沙量较小(50g?L、70g?L)时,絮凝体有效密度随着时间呈现出先增大再减小的趋势;当含沙量为(100g?L、150g?L)时,絮凝体有效密度随着时间变化表现为先减小再增大的趋势。

(2)在其它影响因素不变条件下,随着电解质强度的增大,絮凝体分形维数呈现出先增加后减小的趋势。

(3)絮凝体沉降过程可划分为絮团沉降和絮网沉降两个阶段。

并且,在同一电解质条件下,随着含沙量的增大,絮凝体沉降速度逐渐减小并趋于稳定。

(4)阳离子化合价对絮凝体沉降速度的影响远大于电解质强度的影响。

(5)泥沙粒径对絮体沉降的影响与泥沙浓度、电解质条件密切相关。

(6)本文拟合的絮凝体沉速公式与实测计算值更加符合。

泥沙动水沉降速度

泥沙动水沉降速度

泥沙动水沉降速度1. 引言泥沙动水沉降速度是指在水流中泥沙颗粒由于重力作用下沉降的速度。

泥沙动水沉降速度的研究对于河流、湖泊、海洋等水体的水质管理和水资源开发具有重要意义。

本文将从泥沙的特性、沉降速度的计算方法、影响因素以及应用领域等方面进行详细介绍。

2. 泥沙的特性泥沙是指由颗粒状固体物质组成的悬浮物质,在自然界中广泛存在于河流、湖泊、海洋等水体中。

泥沙颗粒的大小可以从粉尘级别到沙砾级别不等,其主要成分包括矿物质、有机质和水分。

泥沙颗粒的形状和密度是影响其沉降速度的重要因素。

通常情况下,颗粒越大、形状越规则,其沉降速度越快。

此外,泥沙颗粒的密度也会影响其沉降速度,密度越大的颗粒沉降速度越快。

3. 沉降速度的计算方法泥沙动水沉降速度的计算方法有多种,常用的方法包括斯托克斯公式和牛顿公式。

3.1 斯托克斯公式斯托克斯公式是根据颗粒在流体中的受力平衡原理推导出来的。

公式如下:V=2g(d p−d f)9η其中,V表示沉降速度,g表示重力加速度,d p表示颗粒的密度,d f表示流体的密度,η表示流体的粘度。

3.2 牛顿公式牛顿公式是根据颗粒在流体中的运动规律推导出来的。

公式如下:V=F m其中,V表示沉降速度,F表示颗粒所受到的重力,m表示颗粒的质量。

4. 影响因素泥沙动水沉降速度受到多种因素的影响,主要包括颗粒大小、形状、密度以及流体的粘度等。

4.1 颗粒大小和形状颗粒大小和形状是影响泥沙动水沉降速度的重要因素。

通常情况下,颗粒越大、形状越规则,其沉降速度越快。

4.2 颗粒密度颗粒密度是指单位体积颗粒的质量,也是影响沉降速度的重要因素。

密度越大的颗粒沉降速度越快。

4.3 流体粘度流体的粘度是指流体内部分子间相互作用力的大小,也是影响泥沙动水沉降速度的重要因素。

粘度越大的流体,泥沙颗粒的沉降速度越慢。

5. 应用领域泥沙动水沉降速度的研究在许多领域中具有重要应用价值。

5.1 水质管理了解泥沙动水沉降速度可以帮助我们评估水体中的悬浮物质沉降速度,从而更好地进行水质管理。

长江口细颗粒泥沙沉降速度室内试验研究

长江口细颗粒泥沙沉降速度室内试验研究

口细颗粒 泥 沙沉 降机理 的试 验 , 研 究 的主要 目的有 : ①
以长江 口原状 水样 和 天然 沙样 ( 非均 匀 沙 ) 为对象 , 复
演 和确认 关 于细颗 粒 泥沙沉 降规 律 的定 性 认识 ; ② 定
量 给 出含沙 量和 泥沙 粒 径对 沉 速 的影 响 , 加 深 对 细 颗 粒 泥沙 沉 降机理 复杂性 的认 识 。
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 8— 3 1
长江 口北 槽现 场 , 两 组沙样 的中值粒 径分 别 约为 8 L L m 和3 O m, 各 代表 北槽 悬沙 和底 沙 , 试 验 时的盐 度 统一
为 1 2 p s u , 每组试 验水 温一 律 控 制在 2 6- 4 - 0 . 5 c C, 试 验 的初 始含 沙量 约 为 0 . 5~1 8 k g / m 。泥 沙 沉 降 速度 的
沙学科 很多 悬 而未 决 的 问题 息 息 相 关 。 同时 , 随 着 人
验、 现 场测 量 、 理 论分 析 与 数 值 模 拟 , 已经 建 立 了许 多
或 以絮凝 粒径 或 以含 沙量 为 主要 因子 的细颗 粒泥 沙经
验 一半经 验公式 。 在前 人 大量 已有 研究 的基 础 上 , 本 文 开 展 了长 江
凝沉降的过程可能是一个絮凝体、 絮 网结构“ 网捕 一重 构 ” 的过 程 。


词: 细颗 粒 泥 沙 ;沉 降 速 度 ; 絮 凝 ;长 江 口
文献标志码 : A
中图法分类号 : T V 1 4
近几 十 年来 , 细颗 粒泥沙 的物 理 、 化学 、 生物 、 动力 等 特性越 来 越受 到不 同领域 、 不 同学科 专家 的关 注 , 并 对 其开 展 了深入 的研究 。它 所体 现 出来 的复杂性 与 泥

泥沙沉速实验报告

泥沙沉速实验报告

泥沙沉速实验报告引言沉积是河流、湖泊、海洋等自然水体中的重要过程之一。

沉积速度的测定对于研究水体的流动特性和沉降物的运移有着重要的意义。

本次实验旨在通过观察不同颗粒物在水体中的沉降速度,探究泥沙的沉降特性。

材料与方法材料本实验所用材料如下:- 透明的水槽- 不同粒径的泥沙样品- 显微镜- 计时器方法1. 将透明的水槽放置在水平台上,保持稳定。

2. 将待测的泥沙样品分别加入水槽中,使其悬浮于水体中。

3. 使用计时器记录每个样品开始沉降的时间,并持续观察其沉降过程。

4. 当泥沙样品完全沉降至底部,停止计时。

结果与讨论本次实验我们选取了不同颗粒粒径的泥沙样品进行测试,观察了它们的沉降速度。

以下是不同颗粒粒径泥沙样品的实验结果:泥沙粒径(mm)沉降时间(s)0.1 350.3 420.5 550.7 681.0 84根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 泥沙的沉降速度与颗粒粒径成反比。

粒径越小的泥沙沉降速度越快。

2. 泥沙的沉降速度受到水中颗粒浓度的影响。

当水中颗粒浓度增加时,泥沙的沉降速度会减慢。

3. 泥沙的沉降速度还与水的黏度有关。

黏度越大,泥沙的沉降速度越慢。

实验过程中,我们还观察到了泥沙样品的沉降过程。

随着时间的推移,泥沙样品逐渐从悬浮状态转为沉降状态,最终沉降到水槽的底部。

在观察过程中,我们使用了显微镜来观察微观颗粒的行为。

结论本次实验通过观察不同粒径泥沙样品的沉降过程,得出了泥沙粒径与沉降速度、水质浓度和水的黏度的关系。

这对于进一步研究河流、湖泊、海洋等自然水体中的沉积特性具有重要意义。

同时,我们也意识到在实际应用中,应根据具体情况选择合适的泥沙样品进行实验,以获得更准确的结果。

参考文献(请参考相关文献格式,将实验所涉及的文献列出)。

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水电1001班201019040230 欧阳秘
泥沙沉降速度研究现状
摘要:本文对现有泥沙沉降研究理论、实验和观测成果进行了总结,分析了目
前泥沙沉降研究的进展,对泥沙沉降研究的发展趋势进行了展望。

对泥沙沉降速度及其影响因素进行了综述, 讨论了自由沉降和群体沉降速度的计算公式。

关键词:泥沙沉降;理论分析;影响因素; 速度指标; 计算公式
一、泥沙沉降理论分析历史
泥沙在静止的清水中等速下沉时的速度, 称为泥沙的沉降速度( 或简称泥沙沉速) , 它是泥沙的重要水力特性之一。

在各种沉淀池的设计计算和生产运用中, 在河流、渠道的各种泥沙问题中, 泥沙的沉降速度都是一个最重要的, 也是一个最基本的参数。

因此, 研究泥沙问题, 无论通过物理模拟(即模型试验), 还
是通过数值模拟, 均应提供可靠的泥沙沉降速度指标。

1851 年,Stokes 对球体绕流的蠕变状态进行了研究提出了球体绕流阻力系数的解析解,此解只适用于雷诺数小于 1 的情况,应用于拟球体单颗粒泥沙静水沉速规律的研究。

Oseen 推导出的考虑流速影响的绕流状态下的球体沉降解,其阻力系数公式将单颗粒静水沉降规律理论解的应用范围扩大到雷诺数小于6 的情况。

此后,Kaplun 和Lagerstrom 与Prodman 和Pearson几乎同时发现球体绕流的高阶近似解,但其解的阻力系数公式又回到了Stokes 理论解的适用范围。

为解决大雷诺数下单颗粒泥沙静水沉降问题,许多学者提出了各自的计算模型。

如沙玉清通过对沉速公式的数学转换,根据实测资料利用最小二乘法获得了过渡区的颗粒沉速公式;张瑞瑾基于阻力叠加原则,将Stokes 型滞性阻力和Newton型形状阻力线性组合表示出绕流阻力,导出与Rubey公式结构一致的沉速公式;窦国仁采用Oseen 型阻力和Newton 型阻力按阻力迭加原则获得绕流阻力,通过引进与沙粒雷诺数有关的分离角求得两种阻力的作用面积以反映两者的相对大小,进而导出了半理论半经验的计算模式。

但较完整的拟球体单颗粒泥沙静水沉速规律仍需将球体绕流状态下的的高阶近似解作为数学基础。

二、单颗粒泥沙沉速
泥沙颗粒在静水中下沉时, 它的运动状态与沙粒雷诺数Re=Wod/v 有关, 此处M为清水的运动粘度, d 及Wo 分别为单颗粒泥沙的粒径与沉速。

当沙粒雷诺数Re < 0.5时, 泥沙颗粒基本上沿铅垂线下沉, 附近的水几乎不发生紊乱现象, 这时的运动属于层流状态, 浑液面沉速符合均匀沉降的特点。

当沙粒雷诺数Re> 1000时, 泥沙颗粒脱离铅垂线以极大的紊动状态下沉, 附近的水产生强烈的绕动和涡动, 这时的运动属于紊流状态, 浑液面沉速符合压缩沉降的特点。

当沙粒雷诺数0.5< Re <1000 时,泥沙颗粒的下沉处于过渡状态, 浑液面沉速符合过渡沉降变化的特点。

表达单颗粒泥沙沉降速度的公式是张瑞瑾从过渡区的动力平衡方程式出发而导出的 :
式中γs为泥沙容重, C为清水容重, c1 及c2 是按实测资料确定
的无因次系数。

参照各家资料, 用C1 = 131 95, C2 = 1109 代入( 1)
式可得
经实测资料的验证表明, 式( 2) 可以同时满足层流区、紊流区及过渡区的要求。

也就是说, 式( 2) 是表达泥沙沉降速度的通用公式。

这是因为: 由层流状态到紊流状态的过渡不是突然完成, 而是逐渐完成的。

由式( 2) 可以看出: 如温度不变, 当粒径增大时, 属于滞性阻力作用的影响会逐渐减小, 并当粒径d 趋于临界值后, 滞性因素的作用可以忽略不计, 这时只有紊动阻力的因素起着决定作用。

当粒径d 减小时, 两种阻力的作用关系与上述情况正好相反。

从而又可得到简化的层流及紊流沉速公式:
如果用C1 = 6, C2 = 2/ 3 代入式( 1) 可得到鲁比沉速公式, 它适用于细颗粒泥沙( 此时公式的形式实际为Stokes 的球体沉速公式) , 而用于粗颗粒泥沙时, 所得沉速明显偏小。

三.泥沙群体沉速
高浓度下粘性泥沙的沉降属于群体沉降的性质。

关于群体沉降的沉速公式的研究, 从机理上大致可以分为两类。

一种是以Micliaels 和Bolger 为代表采用修订过的Richardson 型公式。

Richardson曾从量纲分析入手, 根据高浓度的沉降阻力类似渗流阻力的物理图案出发,成功地导得无粘性泥沙高含沙浓度对沉速影响的公式:
式中w表示体积含沙浓度为Sv时的群体泥沙沉速; m 为指数 ,据Richardson 等人的试验研究, 在层流区, m 取值为4165; 郭慕孙等人则认为m 为4191; 而钱宁等人在试验中发现m 并非常数, 而与雷诺数有关, 且随着雷诺数的提高而减少, 最小时为2125; 王兆印等人的试验表明, m 为710 ~ 71 5。

由此可见, m 值变化很大, 使得式( 5) 的应用受到很大的限制。

此外, 该式的结构形式也存在着缺点。

当Sv = 1 时, X 才达到零, 而事实上不不可能达到1, 因为当泥沙浓度接近其极限含沙浓度Svm = 014 ~0164 时, 颗粒与颗粒已经直接接触, 此时沉速已经为零。

这说明浓度越大, 群体沉降速度
越大。

而Richardson 通过一个修正系数B( 由粘性泥沙种类和结构所决定) 来弥补式( 5) 形式上的不足,所得公式为:
另一类以钱意颖、迟耀瑜为代表, 把群体沉速与清水中单个颗粒的沉速加以对比, 认为后者的减小主要是由于容重( 浮力) 、粘度( 阻力) 和对流( 阻力) 改变的结果:
式中γm 为浑水容重; μm 为浑水的动力粘度
四.泥沙沉降研究的不足
实际上变速运动普遍存在于泥沙的沉降运动中,如单颗粒静水沉降的开始段,混合沙沉降的变速段和受阻段,天然沙沉降中的碰撞后沉降,波浪和潮流作用下的沉降等。

然而从现有的文献看,对泥沙颗粒垂向变加速运动的研究却较少涉及。

蔡树棠对均匀沙沉降加速段的历时问题作过探讨,认为泥沙沉速由0 趋近Stokes 定律下沉恒定速率的加速过程是比较缓慢的,该结论未被试验资料肯定。

一般认为泥沙沉速趋近恒定沉速是一个较快的过程,是按指数形式趋
近的。

沙玉清从牛顿定律出发得到了泥沙沉降的瞬时沉速公式,但其推导过程作了较多近似,对于所作近似是否影响到成果的精度,尚不得知。

泥沙的沉降过程是一个连续过程,颗粒的沉降规律是一个有机整体,从滞性区向紊流区的过渡是逐渐完成的,不存在严格的流态分界及相应不同的沉降规律,这就需要各绕流区有统一的颗粒沉速公式目前这方面的研究还不够充分。

传统公式只是近似的反映特定绕流状态下的沉降规律,计算起来相对繁琐,应用不便,有的公式与实际有一定的出入。

因此,建立一个能普遍适用于各绕流状态的沉速公式是必要的。

它应当是根据力学原理导出并经过实测资料验证的理论公式;公式表达曲线处处光滑,同一绕流区避免采用分段曲线;公式物理概念清晰,数学表达式尽可能简单,选用合适的控制参数,以便于应用。

影响因素
影响泥沙沉速的因素很多, 如含沙量大到一定程度之后, 沉速计算公式必须考虑含沙量的影响。

这种影响与泥沙粒径的粗细关系甚大; 而对于d < 0101 mm 的细颗粒泥沙而言, 水质对泥沙沉速的影响是不容忽视的。

在此范围内, 含沙量对沉速的影响, 是和水质对沉速的影响结合在一起而通过絮凝起作用的。

由此可见, 絮凝作用也是影响泥沙沉速的重要因素。

结语
本文在前人研究的基础上,对现有的泥沙沉降研究理论、实验和观测成果进行了分析总结,指出了现有研究的不足,对未来泥沙沉降研究的发展进行了展望。

其中絮凝条件下细颗粒泥沙的沉降及其环境生态效应是有待于深入的一个重要方面。

因为泥沙的絮凝会吸附水中的有毒物质和营养物质,随着泥沙的迁移,这些物质随时可能释放出来,消耗溶解氧从而造成水体贫氧;营养物含量过高会引发赤潮和其它环境问题。

随着科学的发展进步和人类对环境要求的不断提高,环境生态泥沙学将很快发展起来。

泥沙沉速是泥沙的一个十分重要的特性。

在许多情况下,它反映了泥沙在与水流相互作用时对机械运动的抗拒能力。

组成河床的泥沙沉速越大, 则泥沙沉降的趋势也越强。

尽管泥沙沉速有这样重要的意义, 但是关于泥沙沉速的试验研究工作仍然进行得不够充分。

计算沉速的公式虽然不少,但不是精度不够, 就是计算繁琐。

从实用观点来看, 张瑞瑾公式可以同时满足各流区的要求, 是表达泥沙沉速的可用公式。

参考文献
[ 1]武汉水利电力学院编. 河流动力学. 中国工业出版社, 1961.1
[2] 窦国仁.泥沙运动理论.第二篇.南京:南京水利科学研究所,1963:538.
[3] 吴华林,沈焕庭,李中伟.泥沙颗粒沉降变加速运动研究.
海洋工程,2000,18(1):44-49.
[ 4]钱宁, 万兆惠. 泥沙运动力学. 北京: 科学出版社, 19831
[ 5]钱意颖. 泥沙群体沉降的特性. 黄委会水科所, 1979, ( 4)
[6] 沙玉清.泥沙运动学引论[M ].北京:中国工业出版社,1965:40-55.。

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