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 FAN Jingyu;CHEN Chunyan;ZHAO Liang;WANG Daifeng;WANG Daozeng

作者机构：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200072 上海市应用数学和力学研究所上海200072 

出 版 物：《水科学进展》 (Advances in Water Science)

年 卷 期：2020年第31卷第2期

页      面：232-239页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11472168) 

主　　题：泥-水界面 物质交换 粗糙底床 渗透率 有效扩散系数 

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。