明渠摻氣水流和河道復(fù)氧的研究.pdf

1、生態(tài)系統(tǒng)的退步和河流中壞境的污染已經(jīng)成為了全球公認(rèn)的問題之一，因此人們提出了一些關(guān)于河道修復(fù)的技術(shù)方法，主要有物理法、化學(xué)法及生物修復(fù)法等等。治理水污染長(zhǎng)期有效的方法是恢復(fù)水體自身凈化能力，水體中溶解氧(DO)含量直接影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)及河流的降解自凈能力，DO含量高，則水生生物生長(zhǎng)正常，好氧菌種群活躍，水質(zhì)就好；DO含量低，則水生生物遭到嚴(yán)重威脅甚至?xí)l臨滅絕，并且河流中好氧菌群種類減少，水質(zhì)惡化嚴(yán)重。
　　其中，水體紊動(dòng)強(qiáng)度

2、對(duì)復(fù)氧程度產(chǎn)生很大的影響，紊動(dòng)水體之間各層流的水質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生互相碰撞和摻混的現(xiàn)象，這樣就使得水體的能量損失較大，同時(shí)使得各層之間水體和水質(zhì)點(diǎn)之間的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的傳遞交換增大。表面復(fù)氧的氧通量理論研究表明，水體表面復(fù)氧速度和表面復(fù)氧向下傳遞擴(kuò)散的速度與水體的紊動(dòng)強(qiáng)度呈正比，因此水體的紊動(dòng)強(qiáng)度越大，溶解氧的濃度越大。近幾年來，人們研究了通過修建水工建筑物及優(yōu)化過水建筑物的形狀等措施，充分利用水流經(jīng)過水工構(gòu)筑物的時(shí)時(shí)候形成的躍動(dòng)、翻滾、紊動(dòng)等

3、水流現(xiàn)象來增加水體中的溶解氧濃度，這樣可以提高河流的復(fù)氧能力及自凈能力，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過三種簡(jiǎn)單常見的加糙體對(duì)光滑壩面進(jìn)行糙化處理，通過模型試驗(yàn)研究了不同加糙體對(duì)水體復(fù)氧能力，主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：1.復(fù)氧室內(nèi)模型試驗(yàn)：分別對(duì)光滑壩面和糙化壩面（圓柱體加糙和平板加糙）上下游水中 DO濃度進(jìn)行了同步測(cè)量，并把兩者進(jìn)行了對(duì)比。同時(shí)對(duì)光滑壩面、圓柱體加糙壩面和平板加糙壩面在不同流量和不同溫

4、度下 DO濃度進(jìn)行了測(cè)量。2.對(duì)各加糙壩面水流流態(tài)進(jìn)行了分析。3.對(duì)各加糙壩面上下游DO濃度進(jìn)行了測(cè)量，分析得出：各加糙體都在一定程度上具備增加下游水體 DO濃度的功效，但是效果不一，各壩型復(fù)氧能力從大到小依次為：大石子密>小石子密>小石子稀>平板3>大石子稀>平板2.1>圓柱2.1>圓柱1.5>光滑壩面。4.分別在冬季和夏季兩個(gè)季節(jié)對(duì)光滑壩面、圓柱2.1、平板2.1和平板3三種加糙壩進(jìn)行溶解氧測(cè)試，發(fā)現(xiàn)，在來流條件相同時(shí)，溫度對(duì)上下游

5、氧虧恢復(fù)率影響較小，說明在壩型不變時(shí)，影響壩體上下游氧虧恢復(fù)率的主要因素是壩型引起的水體紊動(dòng)，和溫度變化沒有太大關(guān)系。5.對(duì)光滑壩面、圓柱2.1、平板2.1和平板3三種加糙壩在三種不同的流量下進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，分析得出各種加糙壩應(yīng)該存在一個(gè)氧虧恢復(fù)率上限值，當(dāng)達(dá)到其上限值時(shí)，則流量增加，氧虧恢復(fù)率不在變化，關(guān)于這一點(diǎn)仍需進(jìn)一步研究來證實(shí)。
　　以上試驗(yàn)結(jié)果表明，通過在壩面鋪設(shè)不同形狀的加糙體可在一定程度上增加水體含氧量，加糙體形狀和布