利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法、实验装置及释放规律的研究方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法、实验装置及释放规律的研究方法。通过在下游河道水流入口位置设置沿河道流向的滚水坝，能够促进下游河道水流中过饱和DO的加快释放，且释放效果较为显著；对于减缓水利工程泄水及水产养殖中产生的总溶解气体过饱和、以及改善“气泡病”对鱼类养殖的不利影响，具有重要的工程意义；并可用于开展有关滚水坝促进过饱和DO释放规律方面的研究，为过饱和DO影响的减缓措施研究提供重要的基础数据和理论依据。

【技术实现步骤摘要】
利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法、实验装置及释放规律的研究方法
本专利技术属于水利工程
，涉及水利工程溶解气体过饱和技术的研究，具体涉及一种利用滚水坝来促进水中过饱和溶解氧释放的方法、利用滚水坝促进过饱和溶解氧释放的规律的研究方法以及实验装置。
技术介绍
面对目前资源短缺及环境污染的现状，开发绿色无污染的清洁能源是目前能量领域的重要发展方向。水电工程建设成本低且绿色无污染，因此在水力资源丰富的地区建设有很多水电站。随着水电站高坝的建成，随之带来的环境问题也日益引起人们的关注，其中泄洪伴随的溶解气体过饱和引起鱼类患气泡病甚至大规模死亡的问题近年受到广泛关注。高坝泄水时，大量气体被水舌卷入水垫塘内，并在水垫塘深处的高压环境下溶解入水体中，使水体中的溶解气体，主要包括溶解氧(DO，DissolvedOxygen)和溶解氮(DN，DissolvedNitrogen)过饱和，称为水体总溶解气体(Totaldissolvedgas，TDG)过饱和。过饱和的DO在向下游河道输移过程中并不会很快释放，在此过程中就会对河道内鱼类等水生生物产生不利影响。由于很多渔业和鱼类增殖站的水源均来自高坝泄水，所以过饱和DO会对这些鱼类养殖产生极其不利的影响。由于泄水导致溶解气体过饱和的生成不可避免，而加快水体中DO的释放将有助于水体快速有效地恢复至正常饱和状态，从而减缓对鱼类等水生生物的不利影响等，对水体生态的维护具有重要的实际应用价值。因此，如何加快水体中DO的释放是目前研究的重点及难点。
技术实现思路
本专利技术目的旨在针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法，促进下游河道水流中过饱和DO的加快释放，该方法可以有效缓解鱼类因长时间处于DO过饱和状态导致的患“气泡病”、甚至死亡现象，从而避免水利工程泄水对鱼类养殖的不利影响。本专利技术的另一目的旨在提供一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，并利用该装置开展有关滚水坝促进过饱和DO释放规律的研究方法，这对减缓水利工程泄水及水产养殖中产生的DO过饱和、以及对鱼类养殖不利影响等方面的研究具有重要的理论价值和工程意义；同时也可以为过饱和DO影响的减缓措施研究提供重要的基础数据和理论依据。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用由以下技术措施构成的技术方案来实现。本专利技术提供了一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法，在下游河道水流入口位置设置沿河道流向的滚水坝。通过设置滚水坝，可以影响河道的水流深度，而水深会影响过饱和DO释放速率；当河流深度较浅时，过饱和DO释放速率明显加快；此外，滚水坝还会使河床地形发生变化(如使河床出现跌水等现象)，这也会引起水力调节随之发生变化，在跌水过程中增加了水体与大气的接触面积，而且提高了局部水体的紊动，有助于过饱和DO的释放。考虑到河道的宽度以及河道的地势及水流条件，为了更好地促进河道水流中过饱和DO的释放，所述滚水坝的长高比设定为80:1～10:1。本专利技术进一步提供了一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，包括实验水槽、位于实验水槽上游的三角堰、位于三角堰后方的静水池挡板和位于静水池挡板后方的滚水坝；所述滚水坝坝前及坝后分别设置DO测定仪。上述利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，实验水槽为整个实验装置的主体，其上游设置的三角堰用于测量实验水槽内水流量，本专利技术采用的三角堰为直角三角堰。在三角堰后方设置静水池挡板，从而在三角堰与静水池挡板之间形成静水池以保证实验水槽内水流流态的稳定均匀。所述滚水坝起始位置位于静水池挡板后方1.0m位置；在优选的实施方式中，所述滚水坝的宽与实验水槽内侧宽度相等，滚水坝长高比为80:1～10:1。所述滚水坝坝前及坝后分别设置DO测定仪，用以测量实验水槽内滚水坝坝前和坝后水流稳定段水体中DO饱和度值。本专利技术还进一步提供了一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的释放规律的研究方法，采用上述实验装置按照以下步骤进行：(1)在实验水槽内自上游开始依次设置三角堰、静水池挡板，并向实验水槽内注入DO过饱和水；(2)待实验水槽内水流流态稳定后，用DO测定仪分别测量实验水槽内上游及下游水流稳定段水体中的DO饱和度值，并记录好实验数据；(3)在实验水槽内静水池挡板后方1.0m位置设置滚水坝；(4)待实验水槽内水流流态稳定后，用DO测定仪分别测量实验水槽内滚水坝坝前及坝后水流稳定段水体中的DO饱和度值，并记录好实验数据；更换不同尺寸的滚水坝，重复步骤(3)-(4)，得到不同工况下过饱和DO随滚水坝尺寸变化的释放规律。上述利用滚水坝促进过饱和DO释放的释放规律研究方法，所述DO过饱和水流量为2.4～9.7L/s；所述DO过饱和水中DO饱和度为180％～185％。本专利技术通过在下游河道中设置滚水坝，当水流流经滚水坝时，滚水坝会对水流产生阻滞作用，雍高上游水位，同时在水流流经坝体时迅速降低水深，在尾水形成跌水以及水跃，加强了水体紊动，从而促进水体中过饱和DO的释放。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：1、本专利技术首次提出利用滚水坝促进河道水流中过饱和DO释放的方法，通过在下游河道水流入口设置滚水坝，能够促进下游河道水流中过饱和DO的加快释放，且释放效果较为显著，对于减缓水利工程泄水及水产养殖中产生的DO过饱和、以及改善“气泡病”对鱼类养殖的不利影响，具有重要的工程意义；2、本专利技术利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法，滚水坝坝长一定时，坝高越高，促进效果越佳；滚水坝坝高一定时，坝长越长，促进效果越佳；3、本专利技术提供的利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，可用于开展有关滚水坝促进过饱和DO释放的释放规律方面的研究，为过饱和DO影响的减缓措施研究提供重要的基础数据和理论依据。附图说明图1为本专利技术实施例中利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置结构示意图。图2为本专利技术实施例中挡板对照组实验装置结构示意图。图3为本专利技术实施例实验水槽中上下游水体中DO饱和度的差值(即DO饱和度差值)随滚水坝长变化的曲线图。图4为本专利技术实施例实验水槽中上下游水体中DO饱和度的差值(即DO饱和度差值)随滚水坝高变化的曲线图。图5为本专利技术实施例中不同工况下过饱和DO的释放系数随滚水坝长变化的曲线图。图6为本专利技术实施例中不同工况下过饱和DO的释放系数随滚水坝高变化的曲线图。其中，1-实验水槽，2-三角堰，3-静水池挡板，4-对照挡板，5-滚水坝，6-DO测定仪。具体实施方式以下将对本专利技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。实施例DO测定仪为德国WTWOxi3210型便携式溶解氧仪。(一)利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置本实施例提供的利用滚水坝促进过饱和总溶解气体释放的实验装置，如图1所示，包括实验水槽1、三角堰2、静水池挡板3、滚水坝5和DO测定仪6。实验水槽为整个实验装置的主体，其形状为矩形实验水槽，长1.42m、宽0.5m，高0.3m，坡度4‰。三角堰2为直角三角堰，位于实验水槽1最上游，用以测量实验水槽内的水流量。三角堰2后方设置有静水池挡板3，在三角堰与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法，其特征在于在下游河道水流入口位置设置沿河道流向的滚水坝。

【技术特征摘要】
1.一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法，其特征在于在下游河道水流入口位置设置沿河道流向的滚水坝。2.根据权利要求1所述利用滚水坝促进过饱和DO释放的方法，其特征在于所述滚水坝的长高比为80:1～10:1。3.一种利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，其特征在于包括实验水槽(1)、位于实验水槽(1)上游的三角堰(2)、位于三角堰(2)后方的静水池挡板(3)和位于静水池挡板(3)后方的滚水坝(5)；所述滚水坝坝前及坝后分别设置DO测定仪(6)。4.根据权利要求3所述利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，其特征在于所述三角堰(2)为直角三角堰。5.根据权利要求3所述利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，其特征在于所述滚水坝(5)起始位置位于静水池挡板(3)后方1.0米位置。6.根据权利要求3或5所述利用滚水坝促进过饱和DO释放的实验装置，其特征在于所述滚水坝(5)的宽与实验水槽(1)内侧宽度相等，滚水坝长高比为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯镜洁，李然，袁酉铨，李克锋，王远铭，蒲迅赤，梁瑞峰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51