泥沙分类性质

泥沙分类

按力学特性,河口泥沙可以分无黏性泥沙和黏性泥沙两大类。无黏性泥沙颗粒较粗,由粉沙、细沙、粗沙甚至砾石组成。运行过程保持分散状态,沿河底滑动、滚动、跳跃和悬浮。输移方式取决于颗粒的粒径、形状、容重以及水流特性,与内陆河流的泥沙运动并无本质区别。但沙波和沙丘的发展一般受往复水流限制,难以达到充分发展的状态,不对称形态受到一定程度的修正。

黏性泥沙指粉土和黏土。根据絮凝体沉降特性,把粒径小于0.03mm的泥沙统称淤泥。在河流中通常把它视为冲泻质,在河口环境中絮凝成海绵状团粒或团块,并参加造床过程。絮凝体包含有数颗以至数万颗黏土颗粒,粒径远比黏土原颗粒大得多,使沉降速度远大于原颗粒,从而影响泥沙输移。

泥沙性质

絮凝过程是由颗粒相互碰撞和碰撞以后因电化学作用而吸附成团。前者与泥沙浓度、沉速和水流紊动强度有关,后者与水质、水温和颗粒的矿物组成有关,黏土颗粒进入河口盐水区后,由于电化学反应,颗粒表面的净排斥力受到遏制,使颗粒互相吸附在一起。

由于重力作用使絮凝体下沉至河底。破碎后又固结为一种容重随时间延长而增大的物质。新落淤的淤泥,一般密度(单位体积所含质量,t/m2)在1.02~1.04时为流体;密度增加到1.25~1.30时失去流动性,为塑性体;通常把密度小于1.20~1.25的流动状态淤泥称浮泥。不同固结状态的淤泥能承受不同的切应力。在水流作用下,淤积物可重新悬浮,一般认为冲刷临界切力和冲刷率与沉积物结构,固结程度、含水量以及环境水性质有关。

泥沙输运模型

泥沙输运模型可分为:单相流体模型和水沙两相流模型, 工程应用中以单相流模型为主。单相流模型中, 悬移质运动由被动标量的对流扩散方程描述。求解泥沙输运模型的关键在于如何确定近底泥沙边界条件。关于泥沙近底条件的提法还没有公认的模式, 但归纳起来可分为以下几种。(1)平衡输沙模式。(2)恒定非平衡输沙模式。(3)非恒定非平衡输沙模式。