黏性细颗粒泥沙的絮凝问题是泥沙运动力学中一个重要的研究课题。近年来,随着水库泥沙淤积、床面底泥内源污染等泥沙和生态环境问题的日益凸显,淡水环境中细颗粒泥沙的絮凝问题也越来越受到关注。目前关于絮凝问题的室内试验中,主要研究成果多集中在静水沉降领域,由于动水絮凝问题的复杂性,开展室内动水絮凝的工作较少。本文在归纳总结大量文献的基础上,针对黏性细颗粒泥沙,设计并实施了室内动水絮凝试验,利用单一变量法和统计学方法对试验结果进行分析,探讨了动水条件下细颗粒泥沙絮凝产生的内在机理,取得了较好的结论和成果。本文的主要研究内容和成果如下:(1)全面梳理了细颗粒泥沙絮凝研究的理论基础、研究方法和主要研究成果,现有研究以絮凝动力学理论、胶体稳定性理论、分形理论为基础,运用室内试验、现场观测、模型模拟的方法,在细颗粒泥沙絮凝的影响因素、絮团的沉降特性、细颗粒泥沙的絮凝机理等方面取得了长足进展。本文结合工程实际和环境问题,明确了细颗粒泥沙絮凝研究的方向,絮团微观结构、细颗粒泥沙絮凝影响因素等方面的研究仍需要进一步加强,无机絮凝以及生物絮凝等领域需要拓展研究。(2)以水流运动、含沙量、泥沙初始级配等影响因素为基础,开展了细颗粒泥沙在动水条件下的絮凝试验研究,针对较低水流剪切流速梯度(G<50s-1)下的情况,分析了水流运动对絮团平均粒径和级配变化的影响。通过与单颗粒泥沙特性的对比,证实了细颗粒泥沙在动水条件下的絮凝现象,明确了细颗粒泥沙的絮凝过程是一个先快速发展后稳定的过程。通过试验数据分析,得到了水流运动强度与泥沙絮凝之间的对应关系,在水流剪切流速梯度小于50s-1的情况下,随着水流剪切强度的增大,絮团平均粒径增大,细颗粒泥沙絮凝程度越大。(3)利用单一变量法分析了水流运动、含沙量、及初始颗粒级配在泥沙絮凝过程中对絮团平均粒径以及絮团级配的影响。对于本次试验结果而言:①细颗粒泥沙的絮凝临界粒径值在29～34 μ m之间,大于此粒径的泥沙不会发生絮凝现象。②细颗粒泥沙静水条件下的絮凝度在1.2～11.5之间,本次动水条件下的絮凝度基本在1.2～3.5之间,水流运动降低了细颗粒泥沙的絮凝度。③在水流剪切流速梯度较低情况下(G<50s-1),泥沙絮凝度与剪切流速梯度和含沙量之间都呈现正相关关系,其中泥沙絮凝度与剪切流速梯度之间为幂函数关系,泥沙絮凝度与含沙量之间是对数关系。在水流强度及含沙量相同的情况下,初始级配越细,细颗粒泥沙的絮凝程度越大。(4)以细颗粒泥沙絮凝度和粒径组质量占比变化百分数为评价指标,统计分析了水流剪切流速梯度、含沙量及泥沙级配与泥沙絮凝程度的相关性、多因素方差,得到了影响泥沙絮凝的主要影响因素。在本次试验条件下,细颗粒泥沙絮凝的主要的因素是泥沙初始级配,其次是含沙量大小,水流运动的影响相对较小。