本文以高分子絮凝黄河泥沙为研究对象，应用分形理论和计算机模拟技术，从形态学角度对这一过程进行了研究，研究内容包括高分子絮凝剂投药量公式和自动投药控制模型、二维空间内颗粒凝聚过程的计算机模拟、黄河泥沙絮体形态学以及高分子絮凝黄河泥沙的生长动力学和絮体结构模型。 应用透光率脉动检测技术和光散射颗粒粒度分析仪(PDA)，通过理论分析，将PDA的输出信号之一——平均透光强度(对应于DC值)作为原水的特性表征参数，DC值可以同时反映颗粒浓度和比表面积因素的影响，试验结果证明，DC值与单位体积水中泥沙颗粒总表面积S_P之间具有很好的幂函数关系：DC=cS_P~d，式中c、d为经验系数，进而得到了以DC值为参数的高分子絮凝剂投药量公式：D=f(DC)=e(DC)~f，式中：e、f为经验系数，平均相关系数达0.981，利用所建立的公式，建立了前馈——后馈联合控制的在线自动投药模型。 本文应用计算机模拟技术，在二维空间内采用单体凝聚和集团——集团凝聚两种模型对颗粒凝聚过程进行了模拟，得到了多种形态的絮体，并对絮体进行了形态分析，通过改变粘附概率、粘附位置、颗粒数量、颗粒浓度、扩散系数和运动路径等模拟参数，我们考察了絮体分形维数、密度和孔隙率随模拟条件变化的影响规律，得到了形成特定形态絮体的控制参数。 在对黄河泥沙絮体形态的研究中，试验中利用显微摄像技术对絮体进行了观察，并通过图像分析得到了絮体的形态参数，考察了搅拌时间、搅拌速度、高分子投药量、投药浓度及原水泥沙浓度等试验参数对絮体分形维数的影响，得到了絮体分形维数随各个参数的变化规律。 最后，本文还对絮凝动力学和絮体结构进行了研究，在前人研究的基础上，针对高分子絮凝黄河泥沙，对絮凝过程作了一些符合试验条件的假设，建立了颗粒碰撞频率表达式，应用了颗粒数量平衡方程，从而建立了絮凝过程的动力学生长模型，模型计算结果与试验数据对比表明，二者趋势一致，在没有使用经验参数的情况下基本上能够描述黄河泥沙絮凝过程中絮体数量和尺寸分布的变化过程；对絮体结构的研究中，应用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对絮体进行了观察，将絮体分为絮粒、絮团和絮网三个不同的生长阶段，通过假设颗粒结合位置符西安建筑科技大学博士学位论文合正四面体，建立了絮体结构模型，计算得到的模型絮体分形维数基本与试验中的实际絮体相符，在一定程度上能够反映高分子絮凝黄河泥沙生成的絮体结构。