泥沙沉降速度研究进展及其影响因素分析.pdfVIP

维普资讯 第32卷 第 2期 人Yang民tze 长Rive江r ．32．No 2 2001年 2月 Feb．． 2001 文章编号：1001—4179{2001)02—0023—02 泥沙沉降速度研究进展及其影响因素分析 詹 咏 王 惠 明 曾小 为2 (1．河海大学水文水资源及环境学院，江苏 南京210098；2．仪征化纤殷份有限公司培排水厂，江苏仪征 211900) 摘要：在是量参考文献基础上，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 计算套式，并将它们统一起来：同时指出：含沙量、水质、絮凝作用是沉降速度计算中不可忽视的因素：分析表 明，计算沉速的套式虽然不少，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，厶、式：为使沉降速度套式更加完善，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；影响固素；速度指标；计算齿式 中国分类号：TV142．1 文献标识码：A 泥沙在静止的清水中等速下沉时的速度 ，称为泥沙的沉降 完成，而是逐渐完成的=② 由式(2)可以看出：如温度不变，当粒 速度 (或简称泥沙沉速)，它是泥沙的重要水力特性之一 在各 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 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 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 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 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 数。因此，研究泥沙同题，无论通过物理模拟 (即模型试验)，还 上述情况正好相反。从而叉可得到简化的层流及紊流沉速公式 ： 是通过数值模拟，均应提供可靠的泥沙沉降速度指标。 v — ∞ ：0039 ：_ (层流区) (3) 1 单颗粒泥沙沉速 … ot0=1．044√ (紊流区) (4) 泥沙颗粒在静水中下沉时，它的运动状态与沙粒雷诺数 皿 如果用c．=6，c2=2／3代人式(1)可得到鲁比沉速公式 ，它 = 。d／有关，此处 u为清水的运动粘度 ，d及 。分别为单颗粒 适用于细颗粒泥沙(此时公式的形式实际为Stokes的球体沉速 泥沙的粒径与沉速。当沙粒雷诺数Re0．5时，泥沙颗粒基本 公式)，而用于粗颗粒泥沙时，所得沉速明显偏小： 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 于层流状志，浑液面沉速符台均匀沉降的特点。当沙粒雷诺数 2 泥沙群体沉速 Re10130时，泥沙颗粒脱离铅垂线以授大的紊动状态下沉 ，附 高浓度下粘性泥沙的沉降属于群体沉降的性质：关于群体 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 沉降的沉速公式的研究，从机理上大致可以分为两类：一种是必 面沉速符合压缩沉降的特点。当沙粒雷诺数0．5Re10130