床面粗糙度和底床渗透率对泥-水界面物质交换特性的影响

作者：樊靖郁,陈春燕,赵亮,王岱峰,王道增

摘要：泥-水界面物质交换过程对自然水体中污染物的迁移转化起重要作用,粗糙底床界面物质交换过程涉及到床面粗糙度和底床渗透率的影响。通过实验室环形水槽实验测量得到水力粗糙砂质底床条件下界面物质交换通量的定量数据和变化特征,采用参数化方法分析有效扩散系数与其主要影响参数之间的依赖关系。实验结果表明,在实验参数变化范围内,受上覆水平均流速、床面粗糙度和底床渗透率的共同作用,有效扩散系数从水力光滑区、过渡粗糙区至完全粗糙区呈现较为明显的分段变化特征,采用渗透率雷诺数可将有效扩散系数与其主要影响参数的依赖关系进行较为一致的描述。基于双参数(粗糙雷诺数和渗透率雷诺数)分析,确定了不同流动区域的相应阈值以合理表征床面粗糙度和底床渗透率对界面物质交换特性的综合影响。

发文机构：上海大学力学与工程科学学院上海市能源工程力学重点实验室 上海市应用数学和力学研究所

关键词：泥-水界面物质交换粗糙底床渗透率有效扩散系数sediment-water interfacemass exchangerough bedpermeabilityeffective diffusion coefficient

分类号： O352[理学—流体力学][理学—力学]