静水中粘性细颗粒泥沙絮凝临界粒径的确定及其影响因素分析

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河流动力学第三章泥沙特性

➢ 达到一定时间后趋于稳定 ➢ 粗沙达到稳定时间要短的多
三、泥沙的水下休止角
– 定义：静水中、不致塌落的倾角 – 影响因素：泥沙粒径、级配及形状 – 变化范围：32º－39 º
三、泥沙的水下休止角 f tgφ
• 根据天津大学研究成果，泥沙水下休止角(°)与粒径D(mm)
有如下关系： 32.5 1.27d
抛石
➢ 0.5 ＜Red＜1000时，由于Cd 为ω及d的函数，目前无合适的计算公式，只能借助实验资料来计算
ω及Red。
21
22
三、泥沙的沉速
– 天然泥沙不是球体，需要考虑差异 – 基本原理、基本方法大同小异 – 相关研究较多，但所得公式结构相近 – 过渡区复杂，各家公式百花齐放 – 水电部规范综合了多家公式
– 特点
♥ 包含孔隙在内： s ＝ s (1－e) ♥ 变幅较大：最大1.7t/m3，最小0.3t/m3 ♥ 原因：孔隙变化较大
二、泥沙的干容重与干密度
– 影响因素
♥ 泥沙粒径 ➢ 颗粒越细其值越小：
D<0.005mm0.56t/m3 ➢ 颗粒越细变幅越大：0.56－1.35t/m3 ♥ 泥沙淤积厚度 ➢ 淤积深度越深干容重越大，变幅越小
1.72 s gd 0.41 m / s
Red= D/ =0.41×3.5/1000/10-6=1432.1>1000，假定符合，
属紊流
泥沙的水力特性
四、其他影响因素
– 泥沙形状
♥ 细颗粒不重要 ♥ 砾石、卵石、块石应考虑（越扁平，沉速越小）
– 水质
♥ 絮凝的影响 ♥ 出现絮凝后，沉速增加，一般0.4－0.5mm/s
D
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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。

动水条件下细颗粒泥沙絮凝机理研究

动水条件下细颗粒泥沙絮凝机理研究
“动水条件下细颗粒泥沙絮凝机理研究”，是指对流水环境下细小颗粒的自聚并形成大颗粒结构的过程进行分析和探究。

在水流动的过程中，许多杂质和细小颗粒会被悬浮于水中，这些微小颗粒容易导致泥沙沉积，降低水质，甚至破坏生态环境。

因此，研究如何有效地去除泥沙、改善水质、维护生态环境，在环境管理和工程建设中具有重要的意义。

细颗粒泥沙絮凝技术是一种有效的水处理方法，通过使用化学反应剂和物理方式促使细小颗粒之间发生相互吸附、自聚并形成较大颗粒结构，使其沉降到水体底部，从而达到去除泥沙的效果。

“动水条件下细颗粒泥沙絮凝机理研究”，主要就是利用实验和计算方法，研究水中微小颗粒的运动规律以及絮凝机理，寻找最佳条件、配方和方法，实现水质的净化和生态环境的改善。

这项研究不仅对于环保事业具有重要意义，同时也为国家水资源的开发和管理提供技术支持。

黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律

黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律
黏性细颗粒泥沙是指由黏性小颗粒组成的表面覆盖着高分子物质的自然界粒子，在水体中它们极易聚结吸附，从而影响水体的物理化学性质。

针对黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律，近年来各类研究开展了大量工作，以提升对黏性细颗粒泥沙在浑水中沉降规律的认知。

研究表明，多数研究将黏性细颗粒泥沙浑水群体沉降速度C视作一维指标，即
沉降速度与悬浮颗粒浓度和类型、水温、pH值、盐度和离心度等因素有着一定关系；当温度提高时，沉降速度C也将随之上升；随着重力加速度g的增加，其速度也会上升；离心度的增加不会明显影响沉降速度C的变化同时，影响沉降速度的
因素还受pH值的影响，当pH值大于6.4时，沉降速度不受pH值的影响。

除此以外，主要有两种描述黏性细颗粒泥沙群体沉降理论：一是称为"一步沉
降模型"的单步沉降理论，指在短时间内，较小尺寸颗粒可由上部流动状态变为沉
降状态，然后分布形成"瞬态边界层"；另一种推求方式是称为"多步沉降模型"的多步沉降理论，指细颗粒会依次经历聚集、分布、团聚以及堆积等多种状态，沉降期时间主要决定于这些动态，由此可推测出沉降速度的计算方法。

针对黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律引进的几种模型和理论，以及研
究者们基于这些模型和理论所推算出的沉降速度C都极大地拓展了对黏性细颗粒泥沙在浑水群体沉降规律的认识，对黏性细颗粒泥沙在浑水群体评价和污染物去除的研究具有重要意义。

但是仍有大量有关黏性细颗粒泥沙在浑水群体沉降过程中的具体机制及其相关技术的研究空间，期待有更深入的研究关注。

长江河口细颗粒泥沙的絮凝沉降特性述要

长江口细颗粒泥沙的絮凝沉降特性述要管君阳510826010241.絮凝机理在含有电解质的水中，细颗粒泥沙会吸附阳离子而形成双电层，同时受范德华(Van der Waals) 引力和双电层斥力的作用。

范德华引力与颗粒间表面电荷密度无关，但双电层斥力取决于悬液中电解质的组成及浓度，与颗粒的表面电荷密度密切相关。

当范德华引力大于双电层斥力时，泥沙颗粒就发生絮凝。

细颗粒泥沙的絮凝,既有物理上的原因，也有化学上的原因,但其本质是颗粒间的电化学作用。

在含有电解质的水中，因布朗运动，颗粒的不等速沉降，以及水流紊动引起的碰撞会迅速产生絮凝。

碰撞率随含沙浓度的增大而增大，而碰撞后的结合率则取决于电解质浓度。

只有当电解质浓度超过临界絮凝浓度时，细颗粒泥沙才会发生絮凝。

关于水流剪切力对絮凝的影响，目前还只能定性地认为有双重作用：即中等紊动既促进沙粒碰撞又不破坏絮粒，有利絮凝；而强烈紊动虽有利于沙粒碰撞但会剪切破坏絮粒，不利絮凝。

总之，细颗粒泥沙絮凝是一个很复杂的物理化学过程。

它不仅和细颗粒泥沙的物质组成、泥沙初始浓度以及级配有关，还与各种外界条件(如水质、温度和水流紊动等)密切相关。

这些因素互相影响,给絮凝机理的研究带来了很大难度。

尤其在动水条件下细颗粒泥沙的絮凝机理，更是处于探索阶段。

细颗粒泥沙的絮凝沉降特性陈洪松,邵明安 (中科院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100)2.对絮凝沉降的影响因素2.1 盐度的影响蒋国俊等（长江口细颗粒泥沙絮凝沉降影响因素分析）通过对细颗粒泥沙的静水和动水絮凝沉降试验发现,在淡水环境中细颗粒泥沙基本不发生絮凝沉降，其沉降也十分缓慢，一旦加入盐，细颗粒泥沙即发生迅速的絮凝沉降。

而且张志忠等（长江口细颗粒泥沙絮凝若干特性探讨）在研究时发现,只要少量的盐分，细颗粒泥沙就可出现絮凝现象，在盐度为3以下时，絮凝作用有类似加速的过程，盐度达到3以后，快速的絮凝作用使絮凝沉降量以近似恒定的值而迅速落淤。

水利工程：河流与海岸动力学题库知识点

水利工程：河流与海岸动力学题库知识点1、问答题简述潮流的作用？正确答案：潮汐是在太阳和月球引力作用下发生的海面周期性涨落现象。

潮汐作用主要表现在两个方面：一是潮汐的涨落，使海面发生周期性的垂直运动；二是使（江南博哥）海面水体产生水平方向整体运动形成潮流。

2、问答题什么是造床流量？说明其在实际工程中的重要意义。

为什么可以用平滩流量表示造床流量？正确答案：对某一时段内平均意义上的均衡河道形态来说，真正起到控制、主导作用的流量应是一个中等流量。

从理论上说，天然的流量变化过程所形成的均衡河道形态，可以通过在河道中恒定施放这一中流量和相应含沙量而塑造出来，这即是Inglis于1949年所提出的造床流量概念。

平滩水位指在滩槽分明的河流里，主槽充满之后、与新生河漫滩表面齐平的水位。

之所以选择用平滩流量代表造床流量，是由于它标志了来水来沙的动力作用从塑造主槽到塑造滩地的一个转折点，从而在河道形态演变中有重要意义。

3、问答题简述地转柯氏力影响？正确答案：考虑北半球的情况，潮波沿x方向传播，按潮波方向来定义渠道左右岸。

受地转柯氏力影响，柯氏力促使潮流向其运动方向的右侧偏移，右岸高潮位高，低潮位低；右岸潮差要大于左岸潮差。

4、填空题沿岸沙坝和（）是沙质海岸的重要特性构造。

正确答案：滩肩5、名词解释床沙质正确答案：悬移质中较粗的一部分以及绝大部分推移质来自相邻的上游段及本河段的河床，是从床沙中被带起进入运动的泥沙；床沙质与河床的冲淤变化有密切的联系，所以又称“造床质”。

6、填空题波浪按形态可以分为规则波和（）。

正确答案：不规则波7、名词解释海岸侵蚀正确答案：指海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。

8、填空题方向谱是一种（）。

正确答案：二维谱9、问答题简述波浪斜向入射沿岸流生成机理？正确答案：波浪斜向入射进入具有无限长平直岸线且等深线相互平行的近岸区时，沿岸流的驱动因素是破波带内沿岸方向辐射应力切向分量在向岸方向的变化。

电解质与粘性细颗粒泥沙絮凝的关系

１粘性细颗粒泥沙的基本特性
１１细颗粒泥沙的电化学特性．泥沙颗粒愈细，具有的相对比表面积愈大，所颗粒表面的物理化学性质即表面活性愈强，因此泥沙颗粒之间及其与周围介质之间有较强的吸附
中图法分类号：Ｖ１１Ｔ４
河口地区泥沙大量淤积，成拦门沙堵塞航形
液相中必然有与表面电荷数量相等而符号相反的
道．这些泥沙除由口外波浪、岸流、沿潮流带人及
底沙再悬浮外，主要的还是河流从上游带来的最
件，等．中电解质是较重要、复杂的因素．过静水沉降实验，出细颗粒泥沙的絮凝与电解等其较通得
质的浓度成曲线关系，验分析皂土在１ ‰ ～２％的电解质浓度中絮凝程度最大；阳离子种类实５０ｏ与有关表现在各种离子的水化半径不同，致在电解质溶液中絮凝程度的不同；与离子的价态有导还关，凝的程度随着离子价态的升高而增大．絮关键词：颗粒泥沙；凝；细絮电解质
ＶｏＩ３１Ｎｏ．．６
Ｄｅ．２０７ｃ０
电解质与粘性细颗粒泥沙絮凝的关系
周晶晶金鹰冯卫兵
（海大学海洋学院河南京２０９）１０８
摘要：性细颗粒泥沙的絮凝与诸多因素有关，颗粒粒径、度、沙量、度、解质、文条粘如盐含温电水

长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究

长江口每年从上游带来大量泥沙人海，粘性泥沙约占总量的９％以上．０由于粘性泥沙颗粒细有较大的表面积，有特有的电化学性质，具表面带有负电荷并形成双电层产生｝电位．图１见．
，
由于细颗粒泥沙的双电层特性，长江水中所带的大量粘性泥沙，长江口遇强电解质海水，在在海水中阳离子作用下，
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第３０卷第３期２ＯＯ２年５胃
河海
大学学报
ＭａＯ２ｙ２０
Ｊ￣＇ＬＦＨＯＨＡＮＩＥ毪ｒＹＯｂｄＡＯｑＩＵＶＩｒ
长江口粘－颗粒泥沙絮凝试验研究陛细
中和颗粒表面的负电荷使电位下降扩散层变薄，粘性细颗粒
泥沙之间吸力增强，而产生絮凝现象形成絮团，从土粒凝结
加快泥沙沉降速度，长江口造成淤积，成拦门沙堵塞了在形
航道．粘性细颗粒泥沙絮凝机理及影响絮凝的因素是一个较
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河
海
大
学
学
报
２００２年５月
式中：Ｆ和
分别为絮团和泥沙基本粒径大小成反比．粒径越细，絮凝量越大，是由于混沙越细，表面积越大，电位也这其越大，阳离子中和其表面负电荷后，遇电位下降，撞增多，易形成絮团，降量也就增加，碰更沉这也说明，电其位越大，不易絮凝，就反之，电位减小易生成絮团，絮凝量就增加．

河口细颗粒泥沙有机絮凝的研究综述及机理评述

手段研究其形成机理，变化规律以及对悬浮颗粒沉降的影响等。本文就目前有机絮凝研究现状及其絮凝机理进行综合评述。
ｌ有机质对细颗粒泥沙影响的研究
河口区细颗粒泥沙具有较大的比表面积，其界面化学效应极为突出，并且具有特有的电
收稿日期：２０・３１；收修改稿日期：２０・．００５０－００５５２０
杂，加上水动力条件的影响，因此对絮凝的研究也是众说纷纭。本文针对河口区丰富的有机质，着重分析
和综述了有机质对细颗粒泥沙粒径、表面电性质和稳定性的影响以及有机絮凝的热力学理论解释等研究成
果，同时对泥沙颗粒有机絮凝的机理和有机一无机复合絮凝的模式进行了详细评述。在此基础上，结合国内有机絮凝研究现状，提出了今后的研究方向。
刘启贞，李九发，陆维昌２，李道季，沈焕庭
（＋东师范大学河口海岸国家重点实验室，上海２０６：．１华００２２华东师范大学化学系，上海２０６）００２
摘
要：河口海岸水域细颗粒泥沙的絮凝研究一直是人们广泛关注的课题，由于河口区水体成分较为复
■
的影响。张正斌研究了海洋有机物对悬浮颗圈１泥沙颗粒的双电屡结构粒物电泳淌度的影响表明：海洋有机物吸附到Ｆｇ１ＥｌｃｒｃＤｏｂｌａｅｔｕｔｒｅｉｎｉ．ｅｔｕｅＬｙｒｓｒｃｕｅｏｆｓｄｍｅｔｉ悬浮颗粒上后，使得原来带有不同电荷的颗粒物均带负电荷；海洋有机物与钙、镁等金属离子共同作用的结果，使得原来电泳淌度差别很大的各种悬浮颗粒物变得相互接近。这都说明了有机质形成的 “ 保护膜”对悬浮颗粒表面性

泥沙课后习题讲解

1.泥沙主要有哪些特性？(1）矿物的物理特性①比重——矿物容重与水容重之比:泥沙的比重一般都在2.60～2.70之间，通常取用2.65。

②硬度——硬度是表示矿物抵抗外界机械作用的能力。

(2)几何特性泥沙的几何特征指泥沙的形状和粒径。

①泥沙的粒径：泥沙颗粒的大小，以颗粒直径来表示，简称粒径，其符号为D(或d)，单位mm。

1）等容粒径：等容粒径是指体积与泥沙颗粒相等的球体直径。

D=abc/3,或者D=3√abc。

2）筛分粒径（筛径）：沙粒的中轴长度是比较接近等容粒径的，因此筛析法所测的粒径可近似地看成等容粒径。

3）沉降粒径（沉径）②圆度——指颗粒棱和角的尖锐程度。

定义：颗粒最尖锐棱角的曲率半径除以颗粒最大内切圆的半径。

③球度—反映沙粒形状的特征系数，沃德尔(wadell)定义：与颗粒体积的球体直径（等容粒径）和颗粒外接球直径之比。

用Ψ表示。

④比表面积，定义——泥沙颗粒的表面积与其体积之比。

⑤泥沙的群体特性（级配曲线）。

粒配曲线：表示天然沙颗粒组成的曲线。

⑥孔隙率与孔隙比。

孔隙率n：沙样中孔隙的体积与沙样总体积之比：n=V孔隙/V总。

孔隙比e：沙样中孔隙的体积与沙样颗粒体积之比：e=V孔隙/(V总-V孔隙)（3）泥沙的重力特性①密度：密度——颗粒单位体积内所含的质量。

②容重（重度）：容重（重度）——泥沙颗粒实有重量与实有体积的比值。

③比重：比重——固体泥沙颗粒重量与同体积4℃水的重量之比。

无量纲，一般泥沙比重：=2.65。

④有效容重系数（有效密度系数）泥沙在水中运动状态，既与泥沙容重有关，又与水的容重有关，在分析计算时，常出现相对数值，为简便起见，令：γγγ-=saρρρ-=sa常取a=1.65。

⑤干容重单位体积沙样经过100~105℃温度烘干后，其重量与原状沙样整个体积的比值，称为泥沙的干容重。

符号：sγ'单位：N/m3，tf/m3，kgf/m3；⑥浑水容重：单位体积浑水的重量，单位：N/m3，tf/m3，kgf/m3；⑦含沙量：单位体积浑水中固体泥沙颗粒所占比例，⑧水下休止角（φ）在静水中的泥沙，由于摩擦力的作用，可以形成一定的稳定的倾斜面，此面与水平面的交角称为泥沙的水下休止角。

油田注水颗粒直径中值测定影响因素分析及对策研究

油田注水颗粒直径中值测定影响因素分析及对策研究唐晓梅1严忠2袁海运3罗玉江41中国石油长庆油田分公司第一采气厂2中国石油新疆油田分公司实验检测院3中国石油长庆油田分公司第三采油厂4中国石油长庆油田分公司第九采油厂摘要：为验证某些因素对注水中颗粒直径中值测定结果准确性的影响，分别从样品放置时间、曝氧（气）、环境温度、固相颗粒表面电荷等方面进行油田注入水中颗粒直径的室内测定。

依据室内实验结果，曝氧（气）、环境温度升高、颗粒凝聚等因素，将随水样放置时间的延长，水中固相颗粒直径中值测值呈现增大的趋势，特别是针对极不稳定的注水水质，这种现象尤为突出。

其中，在待测水样放置72h以后，细菌才有明显的增长趋势，但注入水直径中值测定在此期间已基本完成，因此水中细菌的影响基本可以忽略；激光粒度仪搅拌速度和水中含油量会使颗粒直径中值测试结果产生一定的偏差。

为延长水样水质稳定期，向待测样品中投加一定量的离子稳定剂或除氧剂，可有效稳定水中沉淀离子，减少新生态沉淀生成的可能性，测得的颗粒直径中值可在相对长时间内保持较低的增幅，但这种方法广泛适用性还有待进一步研究。

关键词：注水水质；粒径中值；测定；影响因素；应对措施Analysis of Factors Affecting the Median Diameter of Water Injection Particles in Oil⁃fields and CountermeasuresTANG Xiaomei1，YAN Zhong2，YUAN Haiyun3，LUO Yujiang41No.1Gas Production Plant of Changqing Oilfield Company，CNPC2Laboratory Testing Institute of Xinjiang Oilfield Company，CNPC3No.3Oil Production Plant of Changqing Oilfield Company，CNPC4No.9Gas Production Plant of Changqing Oilfield Company，CNPCAbstract：In order to verify the influence of some factors on the accuracy of the determination results of the median diameter of particles in water injection，the indoor measurement of the particle diameter in oilfield injected water is carried out from the aspects of the sample placement time，aeration(gas)，ambient temperature，surface charge of solid particles，etc.According to the laboratory test results，with the extension of the water sample placement time，the measured median diameter of solid particles in the water tends to increase，especially for the extremely unstable water injection quality.Among them，bacteria show an obvious trend of growth only after the water sample is placed for72hours，but the measurement of the median diameter of injected water is basically completed during this period，so the influence of bacteria in water could be ignored basically.However，the stirring speed and oil con-tent of the laser particle size analyzer would have a certain deviation on the test results of the median di-ameter of particles.In order to prolong the water quality stability period，adding a certain amount of ionic stabilizer or deoxidizer to the sample to be tested can effectively stabilize the precipitation ions in the water and reduce the possibility of new ecological precipitation.The measured median particle diam-DOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2020.09.010为全面推进中油股份公司“注好水、注够水、精细注水、有效注水”和“科学构建精细注水长效制度体系”的总体要求，国内各油田对注水水质指标常态化监测和控制已成为油田注水开发中一项重要的工作。

纯黏土矿物絮凝特性及其差异研究阶段进展报告细颗粒泥沙的主要...

纯黏土矿物絮凝特性及其差异研究阶段进展报告细颗粒泥沙的主要成分是黏土矿物，在盐淡水交汇、径潮流共同作用下，颗粒双电层受压缩所导致的絮凝现象，是河口海岸细颗粒泥沙的重要特征。

项目针对纯黏土矿物的絮凝进行基础实验研究，确定静水和动水条件下絮凝的最大影响因子，提出黏土矿物絮凝的指标，以反映多种因子变化引起的絮凝特征值的改变，并从结构特征角度分析蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石四种主要黏土矿物的絮凝特征差异。

根据项目申请书中设定的研究内容，已完成：纯黏土矿物絮凝特性的静水和动水实验。

静水实验在沉降管中进行，管径 4.5cm、管长108cm，并分别配有玻璃的加沙杯。

将配好的实验用水预先装满静水沉降管，同时沙样置于加沙杯中，根据不同的时间间隔接取沙样记录时间，实验结束后烘干称重，计算时间序列内的累计沙重并绘制累积频率曲线。

实验组次中，考虑黏土矿物的含盐度、矿物的粒径、浓度的影响，盐度的黏土矿物絮凝的必备条件；在黏土矿物的粒径范围内，粒径越小絮凝越明显；相同条件下黏土矿物的絮凝程度随着含沙浓度先增加后减小。

动水实验在双向环形水槽中进行，环形水槽可以将普通直水槽的长度尺度转换为时间尺度，黏土矿物粒径细在水体中的沉降时间长，因此环形水槽可满足长时间循环运动的需求。

通过调节环形水槽的上下盘相反方向运动的转速，可消除横向流的影响，使得水槽中部的水流接近天然河口、湖泊等水体水流的特点。

调节下盘的转速确定水体的断面平均流速，在水槽内放置失踪粒子，改变上盘的转速使失踪粒子在水槽中轴出旋转运动，分别在水槽各取样高度安装螺旋桨测速仪获取各层取样点所对应的的水体流速。

动水实验分析的是浑水含沙量与水体流速、含盐度等的关系，确定动水条件下絮凝的最大影响因素。

根据已完成的静水和动水实验结果，通过zeta点位反映多种因子引起的絮凝前后特征值的变化，尝试建立该指标与絮凝属性（絮凝程度大小、絮凝沉速）的关系。

根据年度研究计划已完成：2012年度全部内容（收集历史文献资料、数据，选择高纯度的四种黏土矿物，制定详细、可行的黏土矿物静水、动水絮凝实验方案，并开展单一矿物静、动水絮凝特性的实验研究；确定单一矿物絮凝的最大影响因子。

细颗粒泥沙絮凝沉降特性分析

细颗粒泥沙絮凝沉降特性分析吉顺莉，金鹰河海大学交通学院，南京（210098）E-mail:：jishunli@摘要：絮凝是河口海岸粘性细颗粒泥沙遇强电解质海水产生的一种独特现象，它影响到泥沙运动的基本规律以及河口海岸的地理或环境的演变。

絮凝是由于细颗粒泥沙独特的电化学特性产生的。

影响絮凝的因素众多，主要有：紊动、矿物组成、含盐量、温度、有机质含量、含沙量大小、粒度、沉降历时等等。

关键词：粘性泥沙；絮凝；絮凝机理；絮凝影响因素1、引言形成河口淤积很重要的原因之一就是上游带来的粘性细颗粒泥沙在河口遇强电解质海水产生絮凝沉降，这些细颗粒泥沙主要由粘土矿物组成，具有特有的电化学性质。

在水中遇强电解质海水中的阳离子、高分子有机污染物等发生絮凝形成絮团，从而泥沙的沉降速度增大，加速了河口泥沙的淤积。

粘性细颗粒泥沙由于其表面电化学性质而使其具有特殊性质，在电解质中产生絮凝就是其最突出的特性之一。

因此，细颗粒泥沙的絮凝现象得到了广泛的研究。

2、絮凝产生的原因2.1细颗粒泥沙的特性细颗粒泥沙在含有电解质的水中，颗粒周围会形成双电层。

通常细颗粒泥沙的主要成分是粘土矿物，它们在含有电解质的水中，一般都使泥沙颗粒表面带有负电荷。

这种表面带有负电荷的细颗粒泥沙在含有电解质的水中，由于静电吸引作用，吸引水中带正电荷的离子，这种被牢固吸附在紧邻颗粒表面周围的反离子层成为吸附层。

吸附层的离子电荷不足以平衡颗粒表面的全部电荷，因此在吸附层外还有一层与颗粒表面电荷异号的反离子层，即所谓的扩散层。

颗粒表面离子层及其周围的反离子层（吸附层和扩散层）构成颗粒的双电层，双电层外属中性水，见图1 。

图1 细颗粒泥沙的双电层结构颗粒表面的电荷不仅吸引异号离子，也吸引水分子。

在泥沙颗粒表面负电荷的作用之下，靠近颗粒表面，在吸附层范围内的水分子便失去了自由活动的能力而整齐地、紧密地排列起来，这被称为粘结水。

围绕在粘结水外面，在扩散层范围内的水分子因距颗粒表面较远，受到的引力较小，水分子的排列比较疏松，仅有轻微的定向。

河流动力学概论(清华版)习题

河流动力学概论(清华版)习题第二章1. 等容粒径、筛分粒径、沉降粒径的定义各是什么？为什么筛析法得到的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径？答：（1）等容粒径为与泥沙颗粒体积相同的球体直径。

如果泥沙颗粒的重量W 和容重γs （或体积V ）可以测定，则其等容粒径可按下式计算：113366n s V W D ππγ⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（2）如果泥沙颗粒较细，不能用称重或体积法确定等容粒径时，一般可以采用筛析法确定其筛分粒径。

设颗粒最后停留在孔径为D 1的筛网上，此前通过了孔径为D 2的筛网，则可以确定颗粒的粒径范围为D 1＜D ＜D 2。

（3）对于粒径小于0.1 mm 的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须用水析法测量颗粒在静水中的沉速，然后按照球体粒径与沉速的关系式，求出与泥沙颗粒密谋相同、沉速相等的球体直径，作为泥沙颗粒的沉降粒径。

（4）对形状不规则的泥沙颗粒，可以量测出其互相垂直的长、中、短三轴，以a ，b ，c 表示。

可以设想颗粒是以通过中轴筛孔的，因此筛析所得到的颗粒的中轴长度b 。

对粒径较粗的天然泥沙的几何形状作统计分析，结果可以表达如下式：()13b abc =即中轴长度接近（实测结果为略大于）三轴的几何平均值。

如果把颗粒视为椭球体，则其体积为6V abc π=等容粒径为()11336n V D abc π⎛⎫== ⎪⎝⎭因此，如果上述各假设成立，则筛析法所得到的泥沙颗粒粒径（颗粒恰好通过的孔径）接近于它的等到容粒径。

2. 100号筛的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法做粒径分析？答：查表2-2知100号筛的孔径是0.149 mm ，当泥沙粒径小于0.1 mm 时就必须用水析法做粒径分析。

3. 什么是颗粒的形状系数？答：有时采用形状系数（shape factor ）来综合表示颗粒形状特点，定义如下：SF =4. 密度、容重、干容重在概念上有什么区别？答：颗粒的密度ρs 即颗粒单位体积内所含的质量，国际单位制单位为kg/m 3或g/cm 3，工程中常用t/m 3。

长江口及其邻近海域粘性细颗粒泥沙絮凝特性研究

长江口及其邻近海域粘性细颗粒泥沙絮凝特性研究本文利用2003～2006年在长江口及其邻近海域水体实测的悬浮物现场粒度资料，结合同步测量的水动力、悬浮物浓度、盐度、水温及室内颗分等资料，研究了：（1）长江口及其邻近海域水体中絮团大小的空间分布特征、悬浮物现场级配特征；（2）确定了发生絮凝的临界粒径；（3）辅以室内试验，分析了悬浮物浓度、水动力条件、盐度以及水温等对粘性细颗粒泥沙絮凝的影响；（4）给出了基于实测资料的絮凝沉速的计算方法。

研究结果表明：（1）在研究区域，发生了明显的絮凝现象；絮团大小的空间变化明显，总体表现为从口内向口外逐渐增大；现场级配分布呈现单峰、双峰、多峰多种形态；对于整个研究区域的絮凝强度来说，长江口横沙以上水域、长江口及杭州湾口外水域为弱絮凝区；杭州湾水域为中等强度絮凝区；长江口浑浊带水域为强絮凝区。

（2）长江口粘性细颗粒发生絮凝现象的临界粒径约为32.5μm；在杭州湾，这一临界粒径约为20.0μm；对于长江口、杭州湾粘性细颗粒泥沙发生絮凝现象的临界粒径的差异，可能是受这两个水域的水动力、含沙量、盐度等条件的差异造成的。

（3）在较低含沙量情况下，含沙量变化对絮凝的影响很小，而一旦含沙量增加到一定程度，絮凝沉速随含沙量的增加有很大增加；水动力和盐度对絮团大小的影响十分明显：水动力影响下流速是促进还是抑制絮凝现象发生的临界值约为42cm·s-1左右；流速小于42cm·s-1时，水动力条件促进絮凝的发生；而当流速大于42cm·s-1时，水动力条件直接导致絮团的破碎；盐水促进絮团的形成；水流流速和盐度的变化分别造成了絮团的四分之一日和半日周期的变化；水动力条件和盐度对絮团的形成均有一定时间的滞后；在浑浊带水域，盐度对粘性细颗粒泥沙絮凝的影响比水动力条件的影响更大且更快；冬、夏两季水体中絮团大小及级配分布存在较大差异，夏季水温高，絮凝程度更强，说明水温越高，絮凝越强。

水中絮体颗粒粒径分布规律的研究

水中絮体颗粒粒径分布规律的研究刘飞【摘要】在Friedlande颗粒粒径分布函数的基础上进行理论分析,提出絮凝过程中絮体颗粒粒径的累积分布函数.以水中高岭土和腐殖酸为去除对象,在烧杯搅拌实验确定的最佳混凝条件下,采用颗粒计数仪对絮凝慢速搅拌过程进行监测和分析,利用粒径的累积分布函数对不同慢搅历时的颗粒粒径分布进行研究.通过实验表明:水中高岭土颗粒和腐殖酸为主要污染物时,絮凝过程中絮体颗粒的粒径分布函数不能很好的遵循经验公式得出的幂函数的形式,但是其分布规律能较好的符合对数正态分布.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2012(034)006【总页数】3页(P27-29)【关键词】颗粒计数;颗粒粒径;粒径分布;絮凝;水处理【作者】刘飞【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司环工处,武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】TU991.22絮凝是水处理过程的关键环节，絮凝效果的好坏直接决定着后续工艺的运行工况，影响着最终出水的水质和水处理运行成本［1，2］。

而絮凝过程中颗粒的粒径分布，直接影响着絮凝体的形成过程，进而决定了絮凝工艺的效果，因此研究和分析絮凝过程的颗粒粒径分布规律，有助于认识絮凝体的空间结构，对于提升絮凝效果具有重要意义，也一直是水处理学科研究的热点与难点［3，4］。

1 实验部分1.1 主要仪器和试剂本实验使用的仪器主要有:PCX2200型颗粒计数仪、HI93703－11型便携式浊度仪、进水离心泵、投药蠕动泵、多级变速搅拌机、工业控制计算机等。

本实验采用100mg/L高岭土和2mg/L腐殖酸配置原水，采用的混凝剂为1%的聚合氯化铝(以下简称PAC)溶液。

试验原水水质指标如表1所示。

表1 试验原水水质指标1.9～2.1颗粒总数/个·ml－1 3620～7787 UV254(cm－1)指标数值指标数值浊度/NTU 80～120腐殖酸浓度/mg·L－1 0.276～0.4351.2 实验过程(1)配置1%的PAC溶液作为实验用絮凝剂，原水采用0.1g/L高岭土和0.2g/L腐殖酸配置。

黏性细颗粒泥沙静水絮凝-沉降模拟

黏性细颗粒泥沙静水絮凝-沉降模拟
柴朝晖;杨国录;陈萌;余明辉
【期刊名称】《四川大学学报：工程科学版》
【年(卷),期】2012(0)S1
【摘要】针对实验观测黏性细颗粒泥沙絮凝沉降过程存在困难的问题,在考虑泥沙絮团分形特性和曲线轨迹碰撞的前提下,建立了静水絮凝-沉降模型,并验证了模型的正确性,最后根据模拟试验结果分析了絮团体积分布及絮团平均粒径的时空变化和絮团分形维数对模型的影响。

研究结果表明:不同深度下,大粒径絮团的体积和絮团的平均粒径均随时间遵循先增后减的规律,但随着深度的增加,絮团体积分布变宽,大粒径絮团所占比重增加,絮团平均粒径的最大值增加且出现时间较早;分形维数越大,竖直方向的泥沙输移作用越强。

【总页数】6页(P48-53)
【关键词】黏性细颗粒泥沙;模拟;絮凝;沉降;时空变化
【作者】柴朝晖;杨国录;陈萌;余明辉
【作者单位】武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室污淤泥研究中心;武汉大学-宇星公司水利环境工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TB-55
【相关文献】
1.黏性细颗粒泥沙絮凝及沉降的三维模拟 [J], 洪国军;杨铁笙
2.NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝沉降动力学模式的影响 [J], 陈洪松;邵明安
3.NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝沉降影响初探 [J], 陈洪松;邵明安;李占斌
4.粘性细颗粒泥沙静水絮凝沉降生长的计算机模拟 [J], 杨铁笙;李富根;梁朝皇
5.有机质对细颗粒泥沙静水絮凝沉降特性的影响 [J], 陈洪松;邵明安
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水沙流中的泥沙悬浮(Ⅱ)

水沙流中的泥沙悬浮(Ⅱ)摘要本文探讨了影响泥沙扩散系数的因素，讨论了传统理论在描述泥沙颗粒垂线分布时的不足，并指出了动理学在悬浮泥沙运动描述中的应用前景。

关键词水沙流泥沙悬浮动理学在基于传统的连续介质假说的各种理论中，泥沙扩散系数的确定仍依靠半经验处理。

然而，这种近似不足以给出令人满意的物理解释。

例如，实验结果表明[53～55]，颗粒的物理属性(如颗粒直径和密度等)都对颗粒扩散系数εs有明显影响，但以前的理论都不能将这些影响直接地考虑在内。

颗粒物理属性的影响经常被含糊不清地归结于不同的颗粒沉降速度。

事实上，沉降速度的变化大多反映的是颗粒物理属性对颗粒确定性运动的影响，而不是颗粒在紊流中的随机运动。

在研究一个协振圆柱系统中的颗粒垂线分布紊动影响时，Rouse发现当格栅振动频率f相应变化时，泥沙颗粒扩散系数εs随颗粒直径变化[53]。

颗粒直径越大，泥沙颗粒扩散系数(见图1)也就越大。

Coleman从他的水槽实验中也得到了同样的结论[54]。

所有这些结果表明，颗粒扩散过程或多或少地与紊动交换过程有所区别。

看起来似乎更大的颗粒对应更大的沉降速度，并因此而有更大的扩散系数εs。

然而，后来更精确的测量并不支持这种观点。

用与Rouse相似的设备[53]，邵学军发现[55]，虽然在紊动较强时，εs随粒径增大而增大，但在紊动较弱时恰恰相反，εs随粒径增大而减小。

图2和3的实验结果表明，在颗粒物理属性如何影响颗粒悬浮这个问题上也许存在更深刻的机理。

例如，颗粒群的存在将影响整个紊流结构，而不仅仅是单个颗粒的沉降速度。

建立颗粒群对紊流场影响的清晰图画依赖于对紊流自身的合理理解。

紊动可以看成是许多具有不同特征频率的微小扰动的叠加，或者是不同特征尺寸的涡漩的叠加。

然而，不能期望所有的脉动(或频率)都会影响颗粒的运动。

换句话说，不同物理属性的颗粒会影响不同频率的涡漩。

实际上，甚至在单相液流中，Philips也认为并不是在所有频率范围的率动都对雷诺应力的产生有贡献[56]。

粘性泥沙受不同因素影响研究综述

粘性泥沙受不同因素影响研究综述发布时间：2022-03-31T08:31:33.329Z 来源：《科学与技术》2021年25期作者：张笑天[导读] 由于粘性泥沙的大量沉降可能对河口，海岸泥沙沉积等方面具有重要的影响，而泥沙的沉降淤积对于弱水流而言，可能会抬高河床，会减少有效库容，降低了水库调节库容能力，甚至可以威胁到河口的地貌。

张笑天( 重庆交通大学重庆市南岸区 400074）摘要：由于粘性泥沙的大量沉降可能对河口，海岸泥沙沉积等方面具有重要的影响，而泥沙的沉降淤积对于弱水流而言，可能会抬高河床，会减少有效库容，降低了水库调节库容能力，甚至可以威胁到河口的地貌。

而泥沙絮凝本身又受不同因素的影响，因此进一步研究不同因素影响下粘性泥沙絮凝沉降规律，对于深入认识粘性泥沙的运动规律无疑有着重要的理论与工程意义。

关键词：泥沙絮凝颗粒沉降1国内外研究现状所谓絮凝就是指相互作用的粘性细颗粒泥沙通过中和表面电荷或者有机物的桥联等作用而形成具有一定特性的集合体沙絮团在沉降过程中受水体动力的作用，还可能会发生破裂，形成更小的絮团。

沉积到床面的泥沙可能形成浮泥，也可能逐渐压密而固结[1]。

当水体动力较强时，床面沉积的泥沙絮团或絮团结合体又会发生冲刷和悬扬，重新进入水体。

在上述粘性泥沙的运动过程中，絮团或絮凝体往往成为泥沙运动的基本单位，而絮团的形成和运动则受到多种因素的影响。

为此，本文将在对粘性泥沙絮凝机理进行简要回顾的基础上，着重对不同因素对粘性泥沙絮凝特性的影响研究进行较为系统的总结。

12粘性泥沙絮凝机理黏性泥沙的絮凝本质上是泥沙颗粒在某些作用(布朗运动、水流紊动、差速沉降等) 下由于微观作用力引起的颗粒黏结，它是碰撞—黏结—破碎—碰撞的循环过程[2]。

目前已有不少学者对黏性泥沙絮凝机理作了相关综述及总结，将细颗粒泥沙絮凝的机制概括主要类型: 盐絮凝、桥联絮凝和网捕作用。

2.1盐絮凝一般来说，河口海岸水体中的粘性泥沙颗粒表面带有一定量电荷，这些电荷将水体中带异性电荷的离子吸引到颗粒表面，而将带有同性电荷的离子排斥到远离颗粒和水体的交界面，因此，在颗粒周围形成一个电荷符号相异而又较为密集的层，即双电层[3]。

水利工程中泥沙颗粒泥研究的重要意义

水利工程中泥沙颗粒泥研究的重要意义河流中含有一定数量的泥沙，任何水利工程的修建和运行，都要解决泥沙问题对其产生的影响，以下是搜集的一篇探究水利工程中泥沙颗粒泥的论文范文，欢迎阅读借鉴。

引言自然界的河流，常常挟带着泥沙。

针对河流泥沙的研究不仅有时间长、范围广的特点，还与人类的活动息息相关。

河流中的泥沙对人类的影响具有两重性，一方面泥沙能造福人类，如泥沙粗颗粒能够提供工程建设所需要的建筑材料，细颗粒能够用来淤灌农田，提高农田肥力;另一方面泥沙又具有危害性，如河流泥沙造成河道、水库淤积，阻塞下游引航道至通航困难，影响港池航运和交通，磨蚀水力机械和水工建筑物，较大的泥沙颗粒还会造成农田毁坏，这些都给工农业生产带来了较大的危害。

事实证明，只要河流中含有一定数量的泥沙，任何水利工程的修建和运行，都要解决泥沙问题对其产生的影响。

对水利工程来说，主要的问题有两个方面，一是研究泥沙在水流中的运动规律，达到了解自然的问题;二是运用这些规律，预测河道在自然情况下或在兴建了水利工程后的发展趋势，合理处理水利工程建设和应用中所遇到的各种泥沙问题，达到兴利除害、与自然和谐相处的目的。

1泥沙颗粒分析方法简介1.1泥沙含量河流泥沙的含量是一个重要参数。

对泥沙含量的检测，应按照《河流悬移质泥沙测验规范》进行，测量仪器应满足检测要求，并具备国家计量部门的检测认证。

测量采用沉淀干燥称量法，通过烘干称量处泥沙的质量，该质量与所取得样品水样的体积的比值，得到河水的泥沙含量。

现在较多运用超声波测量河流泥沙含量。

1.2泥沙颗粒级配泥沙颗粒级配分布是指泥沙颗粒在不同粒径范围所占的比例。

泥沙级配分析一般采用激光粒度分布仪。

激光粒度分布仪是基于激光散射原理测量粒度分布的一种新型粒度仪，不同于传统的实验室所采用的移液管法，测试的效率得到了极大的提高。

1.3泥沙组成成分泥沙组成成分分析一般通过特定的仪器和方法进行分析，可以得到泥沙中所含的矿物组分，以及在泥沙中所占的比例。