發(fā)布時間：2018-10-05 12:50

【摘要】：我國湖泊水庫水質(zhì)污染日益突出,尤其是深水湖庫。破壞水溫分層是控制該類水質(zhì)難題的有效方法之一。采用自行設計的分層水庫物理模型,在曝氣量均為75L/h、躍溫層溫度梯度0.20~0.50℃/cm范圍下,開展了水深80、100、115cm條件下的內(nèi)波中試,探究了曝氣誘導內(nèi)波破壞水體水溫分層的過程,分析了躍溫層厚度對內(nèi)波特性參數(shù)及水體混合效率的影響,揭示了內(nèi)波破壞水體水溫分層的機理。主要結(jié)論如下:隨著躍溫層厚度的增大,水體最大的浮力頻率增大。在躍溫層厚度分別為15、20、24cm時,從初始位置下潛10cm過程中,下潛速度分別為0.83、0.84、1.10m/s,穩(wěn)定系數(shù)分別為0.91、1.73、2.19 g·cm/cm2;相同曝氣量條件下,隨著躍溫層厚度的增加,內(nèi)波波幅增大,周期減小;躍溫層厚度影響內(nèi)波的形成和水體混合。在曝氣量為75L/h和初始溫度梯度為0.375℃/cm條件下,開展了無擾動、有減流裝置持續(xù)擾動和無減流裝置持續(xù)擾動條件下的中試研究,分析了曝氣誘導內(nèi)波破壞水溫分層的過程及內(nèi)波破碎情況,探究了水體混合效率與內(nèi)波特征參數(shù)的關系,揭示了曝氣形成的氣水兩相流以及內(nèi)波演變過程中的內(nèi)波破碎對內(nèi)波破壞水溫分層的影響。相對于有減流裝置,無減流裝置的持續(xù)擾動的完全混合時間減少56.8%,破壞分層期間,其內(nèi)波波幅、周期、躍溫層下潛速度分別約逐漸增大80%、52%和65%。同等條件下,無減流裝置持續(xù)擾動形成的內(nèi)波在模型水庫傳播過程中,Richardson數(shù)小于1/4的區(qū)域稀少且維持的時間極短,并未發(fā)生破碎現(xiàn)象,水體水溫混合主要依靠尾跡內(nèi)波導致的流體質(zhì)點上下振動。有減流裝置持續(xù)擾動30min后,在一個60s的氣彈釋放周期內(nèi),在開始前的32s內(nèi)平均的Richardson數(shù)小于1/4,局地的旋轉(zhuǎn)頻率大于浮力頻率,流體微團的剪切不穩(wěn)定占據(jù)主導地位,水體不穩(wěn)定機制逐漸增強,導致內(nèi)波發(fā)生破碎,流體質(zhì)點就轉(zhuǎn)換成湍流模式的運動。
[Abstract]:Water pollution of lakes and reservoirs in China is becoming more and more serious, especially in deep lakes and reservoirs. Breaking water temperature stratification is one of the effective methods to control this kind of water quality problem. Using the self-designed physical model of stratified reservoir, under the range of 75 L / h aeration rate and 0.20 ~ 0.50 鈩，

本文編號：2253452