黏性细颗粒泥沙絮凝试验研究综述
|
摘要
黏性细颗粒泥沙因其粒径较小,具有胶体微粒特有的絮凝现象,其形成发展对泥沙运动、河口形态演变、水库淤积形态等都会产生较大的影响。鉴于泥沙絮凝机理的复杂性,现有成果有必要进一步完善和深入研究。在系统总结黏性细颗粒泥沙絮凝试验原理、研究方法、研究设备的基础上,整理了目前试验研究在絮凝沉降特性、影响因素、絮凝机理等方面取得的一些共性成果,结合工程实际情况,明确了加强细颗粒泥沙絮凝研究的具体方向和技术思路。
Cohesive fine sediment flocculation is an unique phenomenon due to its small particle size. The formation and development of flocculation will affect sediment movement, estuary morphology and reservoir deposition. In view of the complexity of the flocculation mechanism, the existing research results still need further improvement and study. The principle, methods, equipments, technologies and results obtained in the study on the flocculation test are systematically summarized and analyzed in this paper. Based on the summaries, the future research directions are proposed in order to further understand of the flocculation experimental study.
Cohesive fine sediment flocculation is an unique phenomenon due to its small particle size. The formation and development of flocculation will affect sediment movement, estuary morphology and reservoir deposition. In view of the complexity of the flocculation mechanism, the existing research results still need further improvement and study. The principle, methods, equipments, technologies and results obtained in the study on the flocculation test are systematically summarized and analyzed in this paper. Based on the summaries, the future research directions are proposed in order to further understand of the flocculation experimental study.
引文
[1] 李富根,熊祥忠,赵明,等.黏性泥沙絮凝体结构观测与分形维数估算[J].人民黄河,2006(2):31-32+50.
[2] 张乃予,周晶晶,王捷.黏性泥沙絮团强度的试验研究综述[J].泥沙研究,2015(5):75-80.
[3] 金文,王道增.PIV直接测量泥沙沉速试验研究[J].水动力学研究与进展(A辑),2005(1):19-23.
[4] 谢瑞,姬昌辉,王永平.湖泊底泥絮凝沉降试验研究[J].水利水运工程学报,2015(2):55-60.
[5] 程江,何青,王元叶.利用LISST观测絮凝体粒径、有效密度和沉速的垂线分布[J].泥沙研究,2005(1):33-39.
[6] 吉顺莉,周晶晶,金鹰.南汇边滩的泥沙特性实验分析[J].中国水运,2006,6(10):75-76.
[7] 严镜海.细颗粒泥沙絮凝的电化学试验方法[J].水利水运科学研究,1984(2):43-49.
[8] 赵龙保.流动盐水中细颗粒黏性泥沙的沉降速度[J].杭州大学学报(自然科学版),1995,22(3):298-305.
[9] 张庆河,张娜,胡嵋,等.黄骅港泥沙静水沉降特性研究[J].港工技术,2005(1):1-4.
[10] 黄建维.黏性泥沙在静水中沉降特性的试验研究[J].泥沙研究,1981(2):30-41.
[11] 李文杰,杨胜发,胡江,等.三峡库区细颗粒泥沙絮凝的试验研究[J].应用基础与工程科学学报,2015,23(5):851-860.
[12] 万远扬,吴华林,沈淇,等.潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评I——基本概念与研究方法[J].水运工程,2014(3):18-23.
[13] 张德茹,梁志勇.不均匀细颗粒泥沙粒径对絮凝的影响试验研究[J].水利水运科学研究,1994(Z1):11-17.
[14] 李慧梅,陈建国,袁玉萍.高含沙浑水在絮凝剂作用下的絮凝沉降试验研究[J].泥沙研究,2006(4):73-77.
[15] 冯曦,周晶晶,金鹰.黄河口细颗粒泥沙基本特性实验研究[C]//第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下册),2009-07,呼和浩特:海洋出版社,2009:196-200.
[16] Walter P, Herbert K T, Alexander F, et al. Measurements of the suspended matter settling velocity in the German Bight (North Sea) [J]. Deutsche Hydrografische Zeitschrift, 1995, 47(4): 259-276.
[17] 陈曦.长江口细颗粒泥沙静水沉降试验研究[D].青岛:中国海洋大学,2013.
[18] Wang D W, Ji Z W, Dong Z D, et al. Mechanism of sediment flocs formation in the Three Gorges Reservoir [J]. Advanced Materials Research, 2014, 955-959 (1 Pt 2): 2988-2995.
[19] 姚胜初,周海,赵龙保,等.细颗粒泥沙试验用折返式直水槽的研制[J].浙江大学学报(工学版),2004(10):1343-1349.
[20] 乔光全,张金凤,张庆河,等.紊动对黏性泥沙絮凝沉降影响的实验研究[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2014,47(9):811-816.
[21] Manning A J, Dyer K R. A laboratory examination of floc characteristics with regard to turbulent shearing [J]. Marine Geology, 1999,160(1): 147–170.
[22] 王捷,周晶晶,张长宽.双向环形水槽流速分布规律试验研究[J].泥沙研究,2014(5):32-37.
[23] 李芳,金鹰,刘曙光.高岭土颗粒的絮凝沉降试验研究[J].上海地质,2007(4):37-40.
[24] 柴朝晖,方红卫,王茜,等.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.
[25] 朱中凡,赵明,杨铁笙.紊动水流中细颗粒泥沙絮凝发育特征的试验研究[J].水力发电学报,2010,29(4):77-83.
[26] 夏福兴, Eisma D.长江口悬浮颗粒有机絮凝研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),1991(1):66-70.
[27] 朱文武,李久发,姚弘毅,等.长江口北槽河道悬沙絮团特性及其影响因素研究[J].海洋学报,2016(3):88-97.
[28] 李建超,乔璐璐,李广雪,等.基于LISST数据的冬季南黄海悬浮体分布[J].海洋地质与第四纪地质,2013,33(5):13-25.
[29] 唐建华,何青,王元叶,等.长江口浑浊带絮凝体特性[J].泥沙研究,2008(2):27-33.
[30] Owen M W. The effect of temperature on the settling velocities of an estuary mud. Wallingford: Hydraulics Research Station Report [R]. 1972.
[31] Lau Y L. Temperature effect on settling velocity and deposition of cohesive sediments [J]. Journal of Hydraulic Research, 1994, 32(1): 41-51.
[32] 陈洪松,邵明安.CaCl2对细颗粒泥沙静水絮凝沉降的影响[J].水土保持学报,2000(2):46-49.
[33] 刘林,陈立,王家生,等.不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响[J].武汉大学学报(工学版),2007(1):29-32.
[34] 王乾佑.AlCl3和FeCl3对高有机物含量细颗粒泥沙絮凝沉降特性影响研究[J].现代商贸工业,2010,22(16):353-354.
[35] 张幸农.水流紊动对泥沙絮凝的影响[J].水科学进展,1996(1):54-59.
[36] 柴朝晖,杨国录,王茜,等.紊流对黏性细颗粒泥沙絮凝影响[J].水科学进展,2012,23(6):808-814.
[37] 杨耀天.细颗粒泥沙静水沉降实验研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2017.
[38] 王党伟,杨国录,余明辉.静水中黏性细颗粒泥沙絮凝临界粒径的确定及其影响因素分析[J].泥沙研究,2009(1):74-80.
[39] 蒋国俊,姚炎明,唐子文.长江口细颗粒泥沙絮凝沉降影响因素分析[J].海洋学报(中文版),2002(4):51-57.
[40] 陈洪松,邵明安.有机质、CaCl2和MgCl2对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响[J].中国环境科学,2001,21(5):395-398.
[41] 刘启贞,李九发,李为华,等.AlCl3、MgCl2、CaCl2和腐殖酸对高浊度体系细颗粒泥沙絮凝的影响[J].泥沙研究,2006(6):18-23.
[42] 刘林,陈立,王家生,等.不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响[J].武汉大学学报(工学版),2007(1):29-32.
[43] 宋晓阳,周晶晶,邓樑斌.电解质对细颗粒泥沙絮凝影响的试验研究[J].人民长江,2013,44(9):67-71.
[44] 林以安,唐仁友,李炎.长江口絮凝聚沉降特与颗粒表面理化因素作用:Ⅱ颗粒表面性质对聚沉的作用[J].泥沙研究,1997(4):76-84.
[45] Eisma D. Suspended-matter particle size in some West-European estuaries [J]. Sea Research, 1991, 28(3): 193-214.
[46] Berhane I. The variability of suspended aggregates on the Amazon Continental Shelf Research [J]. 1997, 17(3): 267-285.
[47] 刘启贞,李九发,徐灿华,等.盐度和腐殖酸共同作用下的长江口泥沙絮凝过程研究[J].海洋学报(中文版),2008(3):140-147.
[2] 张乃予,周晶晶,王捷.黏性泥沙絮团强度的试验研究综述[J].泥沙研究,2015(5):75-80.
[3] 金文,王道增.PIV直接测量泥沙沉速试验研究[J].水动力学研究与进展(A辑),2005(1):19-23.
[4] 谢瑞,姬昌辉,王永平.湖泊底泥絮凝沉降试验研究[J].水利水运工程学报,2015(2):55-60.
[5] 程江,何青,王元叶.利用LISST观测絮凝体粒径、有效密度和沉速的垂线分布[J].泥沙研究,2005(1):33-39.
[6] 吉顺莉,周晶晶,金鹰.南汇边滩的泥沙特性实验分析[J].中国水运,2006,6(10):75-76.
[7] 严镜海.细颗粒泥沙絮凝的电化学试验方法[J].水利水运科学研究,1984(2):43-49.
[8] 赵龙保.流动盐水中细颗粒黏性泥沙的沉降速度[J].杭州大学学报(自然科学版),1995,22(3):298-305.
[9] 张庆河,张娜,胡嵋,等.黄骅港泥沙静水沉降特性研究[J].港工技术,2005(1):1-4.
[10] 黄建维.黏性泥沙在静水中沉降特性的试验研究[J].泥沙研究,1981(2):30-41.
[11] 李文杰,杨胜发,胡江,等.三峡库区细颗粒泥沙絮凝的试验研究[J].应用基础与工程科学学报,2015,23(5):851-860.
[12] 万远扬,吴华林,沈淇,等.潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评I——基本概念与研究方法[J].水运工程,2014(3):18-23.
[13] 张德茹,梁志勇.不均匀细颗粒泥沙粒径对絮凝的影响试验研究[J].水利水运科学研究,1994(Z1):11-17.
[14] 李慧梅,陈建国,袁玉萍.高含沙浑水在絮凝剂作用下的絮凝沉降试验研究[J].泥沙研究,2006(4):73-77.
[15] 冯曦,周晶晶,金鹰.黄河口细颗粒泥沙基本特性实验研究[C]//第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下册),2009-07,呼和浩特:海洋出版社,2009:196-200.
[16] Walter P, Herbert K T, Alexander F, et al. Measurements of the suspended matter settling velocity in the German Bight (North Sea) [J]. Deutsche Hydrografische Zeitschrift, 1995, 47(4): 259-276.
[17] 陈曦.长江口细颗粒泥沙静水沉降试验研究[D].青岛:中国海洋大学,2013.
[18] Wang D W, Ji Z W, Dong Z D, et al. Mechanism of sediment flocs formation in the Three Gorges Reservoir [J]. Advanced Materials Research, 2014, 955-959 (1 Pt 2): 2988-2995.
[19] 姚胜初,周海,赵龙保,等.细颗粒泥沙试验用折返式直水槽的研制[J].浙江大学学报(工学版),2004(10):1343-1349.
[20] 乔光全,张金凤,张庆河,等.紊动对黏性泥沙絮凝沉降影响的实验研究[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2014,47(9):811-816.
[21] Manning A J, Dyer K R. A laboratory examination of floc characteristics with regard to turbulent shearing [J]. Marine Geology, 1999,160(1): 147–170.
[22] 王捷,周晶晶,张长宽.双向环形水槽流速分布规律试验研究[J].泥沙研究,2014(5):32-37.
[23] 李芳,金鹰,刘曙光.高岭土颗粒的絮凝沉降试验研究[J].上海地质,2007(4):37-40.
[24] 柴朝晖,方红卫,王茜,等.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.
[25] 朱中凡,赵明,杨铁笙.紊动水流中细颗粒泥沙絮凝发育特征的试验研究[J].水力发电学报,2010,29(4):77-83.
[26] 夏福兴, Eisma D.长江口悬浮颗粒有机絮凝研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),1991(1):66-70.
[27] 朱文武,李久发,姚弘毅,等.长江口北槽河道悬沙絮团特性及其影响因素研究[J].海洋学报,2016(3):88-97.
[28] 李建超,乔璐璐,李广雪,等.基于LISST数据的冬季南黄海悬浮体分布[J].海洋地质与第四纪地质,2013,33(5):13-25.
[29] 唐建华,何青,王元叶,等.长江口浑浊带絮凝体特性[J].泥沙研究,2008(2):27-33.
[30] Owen M W. The effect of temperature on the settling velocities of an estuary mud. Wallingford: Hydraulics Research Station Report [R]. 1972.
[31] Lau Y L. Temperature effect on settling velocity and deposition of cohesive sediments [J]. Journal of Hydraulic Research, 1994, 32(1): 41-51.
[32] 陈洪松,邵明安.CaCl2对细颗粒泥沙静水絮凝沉降的影响[J].水土保持学报,2000(2):46-49.
[33] 刘林,陈立,王家生,等.不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响[J].武汉大学学报(工学版),2007(1):29-32.
[34] 王乾佑.AlCl3和FeCl3对高有机物含量细颗粒泥沙絮凝沉降特性影响研究[J].现代商贸工业,2010,22(16):353-354.
[35] 张幸农.水流紊动对泥沙絮凝的影响[J].水科学进展,1996(1):54-59.
[36] 柴朝晖,杨国录,王茜,等.紊流对黏性细颗粒泥沙絮凝影响[J].水科学进展,2012,23(6):808-814.
[37] 杨耀天.细颗粒泥沙静水沉降实验研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2017.
[38] 王党伟,杨国录,余明辉.静水中黏性细颗粒泥沙絮凝临界粒径的确定及其影响因素分析[J].泥沙研究,2009(1):74-80.
[39] 蒋国俊,姚炎明,唐子文.长江口细颗粒泥沙絮凝沉降影响因素分析[J].海洋学报(中文版),2002(4):51-57.
[40] 陈洪松,邵明安.有机质、CaCl2和MgCl2对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响[J].中国环境科学,2001,21(5):395-398.
[41] 刘启贞,李九发,李为华,等.AlCl3、MgCl2、CaCl2和腐殖酸对高浊度体系细颗粒泥沙絮凝的影响[J].泥沙研究,2006(6):18-23.
[42] 刘林,陈立,王家生,等.不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响[J].武汉大学学报(工学版),2007(1):29-32.
[43] 宋晓阳,周晶晶,邓樑斌.电解质对细颗粒泥沙絮凝影响的试验研究[J].人民长江,2013,44(9):67-71.
[44] 林以安,唐仁友,李炎.长江口絮凝聚沉降特与颗粒表面理化因素作用:Ⅱ颗粒表面性质对聚沉的作用[J].泥沙研究,1997(4):76-84.
[45] Eisma D. Suspended-matter particle size in some West-European estuaries [J]. Sea Research, 1991, 28(3): 193-214.
[46] Berhane I. The variability of suspended aggregates on the Amazon Continental Shelf Research [J]. 1997, 17(3): 267-285.
[47] 刘启贞,李九发,徐灿华,等.盐度和腐殖酸共同作用下的长江口泥沙絮凝过程研究[J].海洋学报(中文版),2008(3):140-147.