絮凝是粘性泥沙最重要的特性之一,也是泥沙運動基本理論和運動規(guī)律研究的一大難點。對絮凝沉降過程及其控制機制的研究是認識粘性泥沙運動規(guī)律的關鍵,還可以幫助我們更好地理解、模擬和預測天然水體中粘性泥沙及其攜帶物質,包括重金屬和有機污染物等的輸運規(guī)律。對于解決諸如河道整治與維護、港口航道回淤、灘涂演變以及水體生態(tài)環(huán)境保護等問題具有重要意義。本研究采用室內(nèi)機制試驗和現(xiàn)場原型觀測相結合的方法,系統(tǒng)性地探究了不同水文泥沙環(huán)境條件下的絮團特性、絮凝沉降過程及其控制機制。在室內(nèi)試驗中,選擇以粉砂和黏土為主的天然混合沙,使用高倍攝像系統(tǒng)LabSFLOC-2研究了不同水體紊動強度、懸沙濃度和鹽淡水條件下形成的絮團特性,包括絮團粒徑、沉降速度、有效密度以及分形結構。在現(xiàn)場觀測中,研究范圍從流域到河口,選取了三種有代表性的典型水文泥沙環(huán)境:河流、河口最大渾濁帶和河口潮灘,使用現(xiàn)場激光粒度儀LISST-100C獲取現(xiàn)場絮團粒徑頻率分布和體積濃度數(shù)據(jù),結合同步觀測的水沙動力數(shù)據(jù),綜合分析和探討了不同環(huán)境中現(xiàn)場實有絮團特性和絮凝沉降過程隨著水動力、懸沙濃度和鹽度等因素變化而發(fā)生的改變及其作用機制。得到的核心認識有:1... 

【文章來源】：華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 研究進展
        1.2.1 絮凝發(fā)生機制
        1.2.2 絮團特性
        1.2.3 影響絮凝因素
    1.3 研究目標與研究內(nèi)容
第二章 研究方法
    2.1 室內(nèi)試驗研究
        2.1.1 試驗樣品及儀器設備
        2.1.2 試驗設計及過程
    2.2 現(xiàn)場觀測研究
        2.2.1 觀測區(qū)域水文泥沙概況
        2.2.2 現(xiàn)場觀測儀器設備
        2.2.3 現(xiàn)場觀測設計及樣品采集過程
    2.3 數(shù)據(jù)處理與計算
        2.3.1 室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)處理
        2.3.2 現(xiàn)場觀測水動力數(shù)據(jù)處理
        2.3.3 現(xiàn)場觀測絮團數(shù)據(jù)處理
        2.3.4 其他數(shù)據(jù)處理
第三章 絮團發(fā)育關鍵控制因子的試驗研究
    3.1 絮團粒徑與沉降速度分布的動水試驗結果
        3.1.1 淡水動水試驗結果
        3.1.2 鹽水動水試驗結果
    3.2 紊動剪切、懸沙濃度和鹽度對絮團粒徑的影響
    3.3 絮團有效密度和分形維數(shù)的變化討論
    3.4 本章小結
第四章 典型水沙環(huán)境現(xiàn)場絮團特征及變化過程
    4.1 河流中絮團變化過程
        4.1.1 水沙動力的空間變化
        4.1.2 懸沙濃度垂向分布
        4.1.3 現(xiàn)場絮團和分散顆粒垂向分布
    4.2 河口最大渾濁帶絮團在潮周期的變化過程
        4.2.1 水沙動力在潮周期的變化
        4.2.2 不同特征時刻現(xiàn)場絮團和分散顆粒垂向分布
    4.3 淤泥質潮灘絮團在潮周期的變化過程
        4.3.1 水沙動力隨時間的總體變化過程
        4.3.2 現(xiàn)場絮團粒徑的變化
        4.3.3 常態(tài)天氣期間潮周期內(nèi)的水沙變化
        4.3.4 風暴天氣期間潮周期內(nèi)的水沙變化
    4.4 本章小結
第五章 絮團粒徑和有效密度變化控制機制探討
    5.1 天然水體中絮凝控制因素分析
    5.2 絮團發(fā)育的潮汐不對稱特性分析
    5.3 絮團有效密度的變化及模擬
    5.4 本章小結
第六章 絮凝沉降及其沉積效應
    6.1 絮團沉降速度的變化
    6.2 絮凝沉降對河流懸沙垂向分布的影響
    6.3 絮凝沉降對河口最大渾濁帶高濁度的維持以及航道淤積的影響
    6.4 絮凝沉降對潮灘淤積的影響
    6.5 本章小結
第七章 結論和展望
    7.1 主要結論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 不足與展望
參考文獻
在學期間科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]Analysis20of20floc20morphology20in20a20continuous-flow20flocculation20and20sedimentation20reactor[J]. Pengfei Ren,Jun Nan,Xinran Zhang,Kai Zheng.  Journal of Environmental Sciences. 2017(02)
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博士論文
[1]長江河口泥沙混合和交換過程研究[D]. 劉紅.華東師范大學 2009
[2]長江口細顆粒泥沙絮凝主要影響因子及其環(huán)境效應研究[D]. 劉啟貞.華東師范大學 2007

碩士論文
[1]長江口細顆粒泥沙靜水沉降試驗研究[D]. 陳曦.中國海洋大學 2013
[2]長江口及其鄰近海域粘性細顆粒泥沙絮凝特性研究[D]. 唐建華.華東師范大學 2007



本文編號：3176101