水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验

柴朝晖; 方红卫; 王茜; 刘同宦; SONG Yunhao

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

高级搜索

全国中文核心期刊
中国科技核心期刊
美国工程索引（EI）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验

柴朝晖, 方红卫, 王茜, 刘同宦, SONG Yunhao

文章导航 > 水科学进展 > 2017 > 28(2): 285-292

柴朝晖, 方红卫, 王茜, 刘同宦, SONG Yunhao. 水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

引用本文:

柴朝晖, 方红卫, 王茜, 刘同宦, SONG Yunhao. 水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

CHAI Zhaohui, FANG Hongwei, WANG Xi, LIU Tonghuan, SONG Yunhao. Effect of flow and electrolyte on the flocculation-settling of cohesive sediment[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

Citation:

CHAI Zhaohui, FANG Hongwei, WANG Xi, LIU Tonghuan, SONG Yunhao. Effect of flow and electrolyte on the flocculation-settling of cohesive sediment[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

1.
长江科学院河流研究所, 湖北武汉 430010;
2.
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084;
3.
Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51609012）；长江科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目（CKSF2016010/HL）

详细信息

作者简介:
柴朝晖(1986-),男,河北魏县人,工程师,博士,主要从事环境泥沙方面研究。E-mail:a3515522@126.com

中图分类号: TV143.1

Effect of flow and electrolyte on the flocculation-settling of cohesive sediment

1.
River Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;
2.
State Key Laboratory of Hydro Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
3.
Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

摘要: 为探索河口海岸地区水流和盐度共同作用对黏性泥沙絮凝沉降的影响，以泥沙浓度和絮团粒径为参数，采用自制的同轴旋转双筒产生运动水流和外加电解质的方法，研究6个水流强度（0 s^-1、1.38 s^-1、2.54 s^-1、4.67 s^-1、7.19 s^-1、13.2 s^-1和20.3 s^-1）和3种电解质（NaCl、CaCl₂、AlCl₃）作用下的黏性泥沙絮凝沉降过程。试验结果表明：① 水流对黏性泥沙絮凝沉降的影响与其强度相关。低强度水流（水流强度小于4.67 s^-1）表现为初期促进、中后期阻碍的规律；高强度水流则由于强水流剪切力和自上而下的紊动掺混作用始终起阻碍作用。② 电解质的存在将分别增强和减弱高、低强度水流所起作用；相同浓度下，当阳离子化合价从+1价变成+3价时，水流的影响作用更明显，尤其体现在稳定段。
- 紊流 /
- 电解质 /
- 黏性泥沙 /
- 泥沙浓度 /
- 絮团粒径
Abstract: To explore the effect of flow and water salinity on the flocculation-settling of cohesive sediment in estuary and coastal region, we took sediment concentration and floc diameter as parameters, and used a self-made rotary cylinder and electrolyte added method to examine the flocculation-settling process under six flow intensities (0 s^-1, 1.38 s^-1, 2.54 s^-1, 4.67 s^-1, 7.19 s^-1, 13.2 s^-1, 20.3 s^-1) and three electrolytes (NaCl, CaCl₂, AlCl₃). The results showed that: ① The effect of flow on flocculation-settling of cohesive sediment is related to flow intensity. Low intensity flow improves the flocculation-settling at early stage and hinders it at the other stages, while high intensity flow always retards it because of the strong shear stress and turbulent mixing. ② The existence of electrolyte has a net expansionary effect on the action of low intensity flow and a contractile effect for high intensity flow. In the same concentration, when the cation valence of electrolyte becomes from +1 to +3, the influence of flow becomes greater, especially at stabilization period.
- turbulent flow /
- electrolyte /
- cohesive sediment /
- sediment concentration /
- floc diameter

[1]	祖波, 王军, 李振亮, 李旺. 三峡库区黏性泥沙在紊动剪切作用下的絮凝试验研究 . 水科学进展, 2018, 29(2): 196-203. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.02.006
[2]	蒋昌波, 刘洋, 邓斌, 刘易庄, 陈家源. 出渗对均匀大粒径泥沙附近水动力特性影响 . 水科学进展, 2017, 28(1): 67-75. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.008
[3]	王浩, 李丹勋, 陈启刚, 王兴奎. 基于图像处理的明渠紊流近壁区条带结构试验 . 水科学进展, 2015, 26(2): 257-264. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.02.014
[4]	许慧, 李国斌, 尚倩倩, 张明. 淹没丁坝群二维水流数值模拟新方法 . 水科学进展, 2014, 25(3): 407-413.
[5]	庞启秀, 白玉川, 杨华, 张瑞波, 贾志博. 淤泥质浅滩泥沙临界起动切应力剖面确定 . 水科学进展, 2012, 23(2): 249-255. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2002.005
[6]	柴朝晖, 杨国录, 王茜, 余明辉. 紊流对粘性细颗粒泥沙絮凝影响 . 水科学进展, 2012, 23(6): 808-814. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1757.011
[7]	聂锐华, 王涛, 黄尔, 刘兴年. 基于等效粒径的无粘性泥沙起动条件对比研究 . 水科学进展, 2011, 22(1): 84-88.
[8]	张金凤, 张庆河, 卢昭. 颗粒沉降的格子Boltzmann模拟与PIV实验验证 . 水科学进展, 2009, 20(4): 480-484.
[9]	王龙, 李丹勋, 杨胜发, 钟强, 王兴奎. 采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响 . 水科学进展, 2009, 20(5): 626-631.
[10]	李光录, 吴发启, 庞小明, 赵小风. 泥沙输移与坡面降雨和径流能量的关系 . 水科学进展, 2008, 19(6): 868-874.
[11]	李冬梅, 金同轨, 王和平, 梅胜, 谭万春. 水力紊动条件对泥沙絮体分形结构的影响 . 水科学进展, 2006, 17(3): 402-406.
[12]	王家生, 陈立, 王志国, 黄荣敏. 含离子浓度参数的粘性泥沙沉速公式研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 1-6.
[13]	王家生, 陈立, 刘林, 邓晓丽. 阳离子浓度对泥沙沉速影响实验研究 . 水科学进展, 2005, 16(2): 169-173.
[14]	杨中华, 槐文信. 采用RNG紊流模型计算静止环境中圆形负浮力射流 . 水科学进展, 2004, 15(6): 760-764.
[15]	何文社, 方铎, 曹叔尤, 杨具瑞, 刘兴年. 泥沙起动判别标准探讨 . 水科学进展, 2003, 14(2): 143-146.
[16]	王光谦. 中国泥沙研究述评 . 水科学进展, 1999, 10(3): 337-344.
[17]	肖勇, 金忠青. 固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅱ)过渡区 . 水科学进展, 1999, 10(1): 64-68.
[18]	陆永军, 袁美琦. 潮汐河口二维动床紊流模型 . 水科学进展, 1998, 9(2): 151-158.
[19]	肖勇, 金忠青. 固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅰ)粗糙区 . 水科学进展, 1997, 8(2): 148-153.
[20]	黄岁樑. 不同粒径泥沙共存吸附动力学模式研究 . 水科学进展, 1996, 7(2): 138-143.

点击查看大图

计量

文章访问数: 40
HTML全文浏览量: 21
PDF下载量: 457
被引次数: 0

水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

1. 长江科学院河流研究所, 湖北武汉 430010;

2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084;

3. Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51609012）；长江科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目（CKSF2016010/HL）

作者简介:
柴朝晖(1986-),男,河北魏县人,工程师,博士,主要从事环境泥沙方面研究。E-mail:a3515522@126.com

收稿日期: 2016-09-02
刊出日期: 2017-03-25

中图分类号: TV143.1

关键词:

紊流 /

电解质 /

黏性泥沙 /

泥沙浓度 /

絮团粒径

摘要: 为探索河口海岸地区水流和盐度共同作用对黏性泥沙絮凝沉降的影响，以泥沙浓度和絮团粒径为参数，采用自制的同轴旋转双筒产生运动水流和外加电解质的方法，研究6个水流强度（0 s^-1、1.38 s^-1、2.54 s^-1、4.67 s^-1、7.19 s^-1、13.2 s^-1和20.3 s^-1）和3种电解质（NaCl、CaCl₂、AlCl₃）作用下的黏性泥沙絮凝沉降过程。试验结果表明：① 水流对黏性泥沙絮凝沉降的影响与其强度相关。低强度水流（水流强度小于4.67 s^-1）表现为初期促进、中后期阻碍的规律；高强度水流则由于强水流剪切力和自上而下的紊动掺混作用始终起阻碍作用。② 电解质的存在将分别增强和减弱高、低强度水流所起作用；相同浓度下，当阳离子化合价从+1价变成+3价时，水流的影响作用更明显，尤其体现在稳定段。

English Abstract

Effect of flow and electrolyte on the flocculation-settling of cohesive sediment

1. River Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;

2. State Key Laboratory of Hydro Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;

3. Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

Received Date: 2016-09-02
Publish Date: 2017-03-25

Keywords:

Abstract: To explore the effect of flow and water salinity on the flocculation-settling of cohesive sediment in estuary and coastal region, we took sediment concentration and floc diameter as parameters, and used a self-made rotary cylinder and electrolyte added method to examine the flocculation-settling process under six flow intensities (0 s^-1, 1.38 s^-1, 2.54 s^-1, 4.67 s^-1, 7.19 s^-1, 13.2 s^-1, 20.3 s^-1) and three electrolytes (NaCl, CaCl₂, AlCl₃). The results showed that: ① The effect of flow on flocculation-settling of cohesive sediment is related to flow intensity. Low intensity flow improves the flocculation-settling at early stage and hinders it at the other stages, while high intensity flow always retards it because of the strong shear stress and turbulent mixing. ② The existence of electrolyte has a net expansionary effect on the action of low intensity flow and a contractile effect for high intensity flow. In the same concentration, when the cation valence of electrolyte becomes from +1 to +3, the influence of flow becomes greater, especially at stabilization period.

柴朝晖, 方红卫, 王茜, 刘同宦, SONG Yunhao. 水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

引用本文:

柴朝晖, 方红卫, 王茜, 刘同宦, SONG Yunhao. 水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

Citation:

全文HTML

下载: 全尺寸图片幻灯片

返回文章

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

作者简介: 柴朝晖(1986-),男,河北魏县人,工程师,博士,主要从事环境泥沙方面研究。E-mail:a3515522@126.com

Effect of flow and electrolyte on the flocculation-settling of cohesive sediment

计量

出版历程

水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014

1. 长江科学院河流研究所, 湖北 武汉 430010; 2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084; 3. Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

作者简介: 柴朝晖(1986-),男,河北魏县人,工程师,博士,主要从事环境泥沙方面研究。E-mail:a3515522@126.com

English Abstract

Effect of flow and electrolyte on the flocculation-settling of cohesive sediment

1. River Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China; 2. State Key Laboratory of Hydro Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

全文HTML

目录

作者简介:
柴朝晖(1986-),男,河北魏县人,工程师,博士,主要从事环境泥沙方面研究。E-mail:a3515522@126.com

1. 长江科学院河流研究所, 湖北武汉 430010;

2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084;

3. Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium

作者简介:
柴朝晖(1986-),男,河北魏县人,工程师,博士,主要从事环境泥沙方面研究。E-mail:a3515522@126.com

1. River Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;

2. State Key Laboratory of Hydro Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;

3. Hydraulics Laboratory, Department of Civil Engineering, KU Leuven, Leuven 3001, Belgium