本文關(guān)鍵詞： 細(xì)顆粒泥沙 絮凝 絮體形態(tài) 密度 沉速　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：研究細(xì)顆粒粘性泥沙絮凝形成-發(fā)育的機(jī)理和沉降-淤積運(yùn)動(dòng)規(guī)律是泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要課題;對(duì)于深入認(rèn)識(shí)水庫(kù)泥沙淤積、海岸灘涂演變及港口航道維護(hù)具有重要意義。目前,很多學(xué)者從理論和實(shí)踐兩方面對(duì)細(xì)顆粒泥沙絮凝沉降進(jìn)行了研究,但仍有很多問(wèn)題尚未解決。本文以渭河楊凌河段洪水淤積體為沙洋,運(yùn)用Ipp圖像處理軟件、借助分形理論,對(duì)絮凝體顯微鏡圖片進(jìn)行了分析研究,簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)計(jì)算絮凝體有效密度的計(jì)算方法。采用二維數(shù)字圖像計(jì)盒維數(shù)的計(jì)算方法,運(yùn)用MATLAB軟件,計(jì)算了絮凝體的分形維數(shù)。從微觀方面探討了絮凝體的有效密度、孔隙率、直徑、分形維數(shù)在不同含沙量、電解質(zhì)條件下的變化規(guī)律。從宏觀方面對(duì)細(xì)顆粒粘性泥沙絮凝沉降過(guò)程進(jìn)行了試驗(yàn)研究。考慮到天然水體中多含有陽(yáng)離子,且陽(yáng)離子對(duì)細(xì)顆粒泥沙絮凝沉降影響較大,為此,以岡恰洛夫公式為基礎(chǔ),引入離子濃度參數(shù),擬合了絮凝體沉速公式。得出如下結(jié)論:(1)在含沙量較小(50g?L、70g?L)時(shí),絮凝體有效密度隨著時(shí)間呈現(xiàn)出先增大再減小的趨勢(shì);當(dāng)含沙量為(100g?L、150g?L)時(shí),絮凝體有效密度隨著時(shí)間變化表現(xiàn)為先減小再增大的趨勢(shì)。(2)在其它影響因素不變條件下,隨著電解質(zhì)強(qiáng)度的增大,絮凝體分形維數(shù)呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)。(3)絮凝體沉降過(guò)程可劃分為絮團(tuán)沉降和絮網(wǎng)沉降兩個(gè)階段。并且,在同一電解質(zhì)條件下,隨著含沙量的增大,絮凝體沉降速度逐漸減小并趨于穩(wěn)定。(4)陽(yáng)離子化合價(jià)對(duì)絮凝體沉降速度的影響遠(yuǎn)大于電解質(zhì)強(qiáng)度的影響。(5)泥沙粒徑對(duì)絮體沉降的影響與泥沙濃度、電解質(zhì)條件密切相關(guān)。(6)本文擬合的絮凝體沉速公式與實(shí)測(cè)計(jì)算值更加符合。
[Abstract]:It is an important subject of sediment movement mechanics to study the mechanism of formation and development of fine granular viscous sediment flocculation and the law of sedimentation and silt movement. The evolution of coastal beach and the maintenance of port channel are of great significance. At present, many scholars have studied the flocculation settlement of fine sediment in theory and practice. However, there are still many problems to be solved. In this paper, using the flood silt in Yang Ling reach of the Weihe River as the sand ocean, using the Ipp image processing software, with the help of fractal theory, the microscopic images of flocculants are analyzed and studied. The traditional method of calculating the effective density of flocculant is simplified. The fractal dimension of flocculant is calculated by using MATLAB software and the calculation method of two-dimensional digital image box-counting dimension. The effective density and porosity of flocculant are discussed from the microscopic point of view. The variation law of diameter and fractal dimension under different sediment content and electrolyte condition. The flocculation and settling process of fine granular viscous sediment in macroscopical aspect has been studied. Considering that there are many cations in natural water body, The effect of cations on the flocculation settlement of fine sediment is great. Therefore, based on the Gangcharov formula and introducing the ion concentration parameters, the settling velocity formula of the flocculation is fitted. The conclusion is as follows: 1) the sediment content is less than 50 g? L,70g? When L), the effective density of flocculants increased first and then decreased with time, and when the sediment content was 100g? L,150g? When L), the effective density of flocculants varies with time, which decreases first and then increases. (2) under the condition of constant other influencing factors, with the increase of electrolyte strength, The fractal dimension of flocculants shows a tendency of increasing first and then decreasing. The flocculation settling process can be divided into two stages: flocculation settling and flocculation net settling. Moreover, under the same electrolyte condition, with the increase of sediment content, the flocculation settling process can be divided into two stages. The effect of cationic valence on the settling velocity of flocculant is much greater than that of electrolyte strength.) the influence of sediment particle size on flocs sedimentation and sediment concentration is much greater than that of electrolyte strength. Electrolyte conditions are closely related. 6) the formula of flocculant sedimentation velocity fitted in this paper is more in agreement with the measured results.
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TV149

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本文編號(hào)：1502673