水庫泥沙絮凝機理研究
王黨偉; 吉祖穩; 盛玉明; 劉俊秀 中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室; 北京100048; 中國電建集團海外投資有限公司; 北京100048
關鍵詞：泥沙絮凝 三峽水庫 絮團沉速 絮凝臨界粒徑
摘要：天然水體泥沙絮凝的作用力主要來源于顆粒表面的電荷作用,其絮凝的基本原理可以采用DLVO理論分析研究。以三峽水庫中的水體環境因素為基礎,通過DLVO理論量化了顆粒之間的作用能和作用力。通過對顆粒之間位能曲線上特征值與泥沙顆粒相對運動具有的動能之間的對比,得到了泥沙顆粒能夠形成絮凝的水動力條件。對比三峽水庫具體的水動力因素發現,壩前水深較大,當泥沙處于水體的中層時更容易產生絮凝;水庫中泥沙的絮凝體均較為疏松,顆粒之間相互作用力較小,容易在水流中被剪切破壞。最后通過力的平衡關系得到了絮凝體的極限下沉速度,沉速等于絮凝體極限下沉速度的單顆粒泥沙粒徑即為絮凝臨界粒徑,約為0.019 mm,小于臨界粒徑的單顆粒泥沙的沉速需要考慮絮凝因素而進行修正。
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