开展水流紊动对细颗粒泥沙形态和沉速影响的试验研究,有助于深入认识三峡库区的细颗粒泥沙的淤积特性对于库区水利调度、安全维护、航道治理、污染整治都有重要意义,然而在原位实时测量粘性泥沙絮凝沉降形态与沉速的技术还不够成熟需要进一步提高,才能够更好的研究泥沙运动的相关规律。因此本文设计了一种利用絮体分离室提高清晰度的图像采集、处理、分析系统并采用试验模拟的方法研究紊动对细颗粒泥沙絮凝沉降形态和沉速影响,分析粒子形态（本文中以粒径与分形维数来表征）随紊动剪切率变化规律,明确泥沙絮体沉速随紊动剪切率变化规律。取得了如下成果与结论:（1）针对需要模拟紊动条件下粘性泥沙絮凝沉降的问题本文研发了一种先进的、高清晰度与准确度的紊动絮凝沉降装置与图像采集系统,该装置与系统通过纵向振动格栅提供各向同性的均匀紊流,利用沉降装置中的絮体分离室分离泥沙絮体,减小背景值得干扰确保了图像采集系统的拍摄精度,实现了高清晰度的泥沙絮体原位观测,克服了泥沙絮体难以清晰观测的难点,为进一步图像处理奠定了可靠的基础。（2）设计了粒子示踪测速PTV（Particle Tracking Velocimetry）絮体图像处理分析系统,该系统是基于Imagej软件利用软件功能以及在此基础上二次开发得到的絮体粒径优化、分形维数以及沉速PTV算法计算程序,在静水非絮凝条件下验证了本系统计算值得准确性,实现了正确地同步测量分析泥沙沉降时的泥沙形态与沉速情况。（3）通过分析絮凝沉降试验中絮凝稳定态时长寿、忠县、奉节试验样沙粒径、分形维数随剪切率变化情况得到结论:（1）三峡库区粘性泥沙随剪切率变化情况是先增大,当剪切率增大到临界剪切率也就是20 s-1-25 s-1之间时粒径将会达到最大值然后粒径就会随剪切率增加而减小。（2）长寿、忠县、奉节三地的粘性泥沙絮凝稳定时絮凝度普遍在5.7-8.2之间,同时絮凝度也会随紊动剪切率先增加后降低,临界紊动剪切率也是20s-1-25 s-1。（3）长寿、忠县、奉节三地的粘性泥沙絮凝稳定时三维分形维数会先随剪切率快速增加达到一定值后趋于稳定或略有下降,其二维分形维数同样也是先快速增加后缓慢增加。（4）絮体间分形维数随粒径增大而降低,大絮体的三维分形维数（空间密实程度）与二维分形维数（投影的规整程度）都随着粒径增加而降低。（4）在絮凝沉降试验中通过分析中值粒径平均沉速与平均沉速在絮凝稳定态随剪切率变化情况发现,在絮凝稳定态时泥沙絮体的平均沉速与中值粒径平均沉速会随剪切率增大而增大,直到达到临界剪切率后沉速又会随剪切率增大而减小,临界剪切率在20 s-1-25 s-1之间。总的来说本研究首先为后续粘性泥沙絮凝沉降形态与沉速研究提供了有效的测量工具,其次研究清楚了在粘性泥沙泥沙絮凝沉降时紊动对粒径、分形维数的影响以及粒径与分形维数改变后对沉速的影响。