床面粗糙度和底床滲透率對泥-水界面物質交換特性的影響

作者：樊靖郁,陳春燕,趙亮,王岱峰,王道增

摘要：泥-水界面物質交換過程對自然水體中污染物的遷移轉化起重要作用,粗糙底床界面物質交換過程涉及到床面粗糙度和底床滲透率的影響。通過實驗室環形水槽實驗測量得到水力粗糙砂質底床條件下界面物質交換通量的定量數據和變化特征,采用參數化方法分析有效擴散系數與其主要影響參數之間的依賴關系。實驗結果表明,在實驗參數變化范圍內,受上覆水平均流速、床面粗糙度和底床滲透率的共同作用,有效擴散系數從水力光滑區、過渡粗糙區至完全粗糙區呈現較為明顯的分段變化特征,采用滲透率雷諾數可將有效擴散系數與其主要影響參數的依賴關系進行較為一致的描述。基于雙參數(粗糙雷諾數和滲透率雷諾數)分析,確定了不同流動區域的相應閾值以合理表征床面粗糙度和底床滲透率對界面物質交換特性的綜合影響。

發文機構：上海大學力學與工程科學學院上海市能源工程力學重點實驗室 上海市應用數學和力學研究所

關鍵詞：泥-水界面物質交換粗糙底床滲透率有效擴散系數sediment-water interfacemass exchangerough bedpermeabilityeffective diffusion coefficient

分類號： O352[理學—流體力學][理學—力學]