明渠中有机质微粒沉降过程的随机游走模拟

来源：中国环境科学杂志2020年第11期北京时间：

作者：陈啸, 刘昭伟, 陈永灿

单位：1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084; /\r\n2. 西南科技大学环境与资源学院, 四川 绵阳 621010

摘要：基于明渠流动的主要特点，考虑紊动强度的垂向非均匀性，及颗粒运动的游荡效应（loitering effect）影响，对微粒运动基本方程进行改进，建立了明渠非均匀紊流中考虑游荡效应的随机游走模型，对明渠中微粒的沉降损失进行了模拟分析.模拟结果显示，不考虑游荡效应影响时，明渠中微粒的沉降损失率可用微粒沉速与水深之比计算；而在游荡效应影响下，微粒沉降损失率会发生约18%~27%的下降，下降百分比与均匀紊流中微粒沉速在游荡效应影响下的折减百分比渐近值（19~25%）基本一致.本文结论基于不考虑微粒重悬浮、游荡效应为紊流对微粒沉降的主导影响机理等前提，主要适用于对明渠中细小有机质微粒沉降至床底过程更准确的计算分析.

关键词：明渠,沉降损失,随机游走模型,紊流,Loitering效应

基金资助：

国家自然科学基金（51979142）；水沙科学与水利水电工程国家重点实验室科研课题（2020-KY-01）