一种缓解河道水体制造技术

本发明专利技术属于水利工程技术领域，公开了一种缓解河道水体

【技术实现步骤摘要】
一种缓解河道水体TDG过饱和不利影响的实验装置及方法


[0001]本专利技术属于水利工程
，涉及溶解气体过饱和技术，尤其涉及一种利缓解河道局部区域总溶解气体过饱和不利影响的实验装置及方法
。

技术介绍

[0002]近年来水电建设发展迅速并取得了巨大成就
。
水电站运行在产生巨大社会和经济效益的同时，生态环境问题也受到广泛关注
。
水电站泄洪伴随的总溶解气体过饱和问题受到广泛关注
。
[0003]高坝泄水时，大量空气被水舌卷吸进入水垫塘深处并在高压环境下溶解在水中，造成水中总溶解气体
(Total DissolvedGas
，简称
TDG)
过饱和
。
过饱和
TDG
在短时间内难以释放到空气中，将随流输移到下游水域
。
同时梯级水库的建设使得上一梯级的下游河道成为了下一梯级的库区，库区水深增加
、
流速降低，延缓了
TDG
的释放，导致
TDG
过饱和在梯级电站的河道中产生沿程累积效应
。
长期生活在
TDG
过饱和水中的鱼类等水生生物会患气泡病
(Gas Bubble Disease
，简称
GBD)
甚至死亡
。
[0004]河道中的野生鱼类可以通过改变自身的游泳深度至安全水深，从而获得间歇性的深度补偿以避免
TDG
过饱和带来的损害
。
然而，对于库区的网箱养殖鱼类，由于受到网箱的限制，最大游泳深度仅为网箱深度，当出现
TDG
过饱和情况时，将无法避免过饱和
TDG
的危害
。
这将会造成网箱养殖鱼类大规模患气泡病甚至死亡，从而降低渔业产量，影响经济效益，还会影响库区的水生生态环境
。
如何减缓
TDG
过饱和的不利影响，是本领域有待解决的技术问题之一
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的旨在针对现有技术的不足和缺陷，提供一种缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置及方法，并利用该装置开展有关植被幕墙和档墙促进过饱和
TDG
释放规律的研究方法，这对库区过饱和
TDG
对网箱养殖中鱼类的不利影响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
TDG
不利影响的减缓措施研究提供重要的基础数据和理论依据
。
[0006]过饱和
TDG
的释放与流速
、
水深
、
紊动动能等水力学特性密切相关
。
在研究过程中发现，水流流经植被时，植被对水流存在阻挡作用，不仅使河道水深增加，还改变了水体的水力特性和水流结构
。
而且试验研究表明，在
TDG
过饱和水体中，固体壁面会对水中的过饱和
TDG
产生吸附效应，从而加快过饱和
TDG
的释放
。
因此，当
TDG
过饱和水淹没植被时，大量植被枝叶为溶解气体的析出提供了大量的壁面边界，在一定程度上促进了过饱和
TDG
的释放
。
若能开发出在库区水体中利用植被缓解
TDG
过饱和不利影响的相关技术，对于库区网箱养殖的发展将产生重要的实际应用价值和现实意义
。
[0007]基于此，本专利技术提供的缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，其包括实验水槽
、
设置于实验水槽内的第一挡墙和植被幕墙；所述第一挡墙位于实验水槽保护区的上
游；所述植被幕墙设置于第一挡墙的后方，且位于保护区远离实验水槽侧壁的一侧
。
[0008]上述缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，使来流不能顺流直接流入保护区，而是沿着植被幕墙缓缓流入保护区
。
植被幕墙在改变水体的水力特性的同时吸附过饱和
TDG
，从而降低流入保护区的
TDG
饱和度
。
[0009]第一挡墙是指在保护区前方垂直于水流方向的不透水挡墙
。
第一挡墙呈
L
型，其长度沿水流方向延伸至保护区前端，第一挡墙宽度覆盖保护区宽度以及植被幕墙宽度，第一挡墙的高度应该高于水面，使水体不会漫过挡墙从而直接流进保护区
。
[0010]植被幕墙的尺寸
、
密度以及布置位置，与河道宽度及水深范围相关；植被幕墙沿水流方向的长度等于保护区长度；植被幕墙的高度高于保护区水域的高度
。
植被幕墙的植被种类优选呈枝叶较多
、
接触面积较大的仿真灌木，这样的植被幕墙的缓解效果更好
。
[0011]上述缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，还包括第二挡墙，第二挡墙位于植被幕墙的后方，且位于第一挡墙长边的延长线上
。
第二挡墙的高度与第一挡墙的高度相同，第二挡墙的长度可设置为
2m
以上，以使过饱和
TDG
水流不能绕流回保护区；在优选实现方式中，第二挡墙的长度可设置为
2m
‑
10m。
[0012]本专利技术还提供了上述缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验方法，其包括以下步骤：
[0013](1)
准备若干带孔底板放置于实验水槽滩地上，在实验水槽滩地上保护区外沿的带孔底板上插上仿真植被，仿真植被的布置方式为交错布置；
[0014](2)
开启
TDG
过饱和水生成装置，向实验水槽内注入
TDG
过饱和水，调节流量大小，待过饱和
TDG
水流充满水槽，调节水槽末端的挡水装置，要求能使实验水槽滩地水深达到
10cm
以上，待水流流态稳定；
[0015](3)
待实验水槽内水流流态稳定后，用
TDG
测定仪测量实验水槽保护区内和保护区外水体的
TDG
饱和度值，并记录好实验数据；
[0016]更换不同流量
、
不同入流
TDG
饱和度
、
不同仿真植被，重复
(1)
‑
(3)
，得到不同工况下保护区内过饱和
TDG
饱和度随流量
、
入流
TDG
饱和度
、
植被类型的变化规律
。
[0017]本专利技术还提供了一种缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的方法，在河道内布置第一挡墙和植被幕墙；所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，其特征在于，包括实验水槽
、
设置于实验水槽内的第一挡墙和植被幕墙；所述第一挡墙位于实验水槽保护区的上游；所述植被幕墙设置于第一挡墙的后方，且位于保护区远离实验水槽侧壁的一侧
。2.
根据权利要求1所述的缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，其特征在于，第一挡墙呈
L
型，其长度沿水流方向延伸至保护区前端，第一挡墙宽度覆盖保护区宽度以及植被幕墙宽度，第一挡墙的高度高于水面
。3.
根据权利要求1所述的缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，其特征在于，植被幕墙沿水流方向的长度等于保护区长度；植被幕墙的高度高于保护区水域的高度
。4.
根据权利要求1至3任一项所述的缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，其特征在于，还包括第二挡墙，第二挡墙位于植被幕墙的后方，且位于第一挡墙长边的延长线上
。5.
根据权利要求4所述的缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验装置，其特征在于，第二挡墙的高度与第一挡墙的高度相同，第二挡墙的长度设置为
2m
以上
。6.
一种缓解河道水体
TDG
过饱和不利影响的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
准备若干带孔底板放置于实验水槽滩地上，在实验水槽滩地上保护区外沿的带孔底板上插上仿真植被，仿真植被的布置方式为交错布置；
(2)
开启
TDG
过饱和水生成装置，向实验水槽内注入
TDG
过饱和水；调节流量大小，待过饱和
TDG
水流充满水槽，调节水槽末端的挡水装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崇霖，刘芳枝，冯镜洁，李然，袁酉铨，王炳凯，尹磊，王远铭，梁瑞峰，李克锋，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：