曝气诱导内波破坏水库水温分层的过程与效果

作     者：孙昕 卞晶 解岳 叶丽丽 马兰 SUN Xin;BIAN Jing;XIE Yue;YE Li-li;MA Lan

作者机构：西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2015年第35卷第2期

页      面：434-441页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51178379 51278404) 教育部高等学校博士点专项科研基金(20106120120012) 人力资源和社会保障部留学人员科研择优资助项目(DB03153) 西安建筑科技大学2014年大学生SSRT项目 

主　　题：曝气 内波 破坏分层 效率 影响因素 水库 

摘      要：针对传统的水库破坏分层技术的低效率、高能耗等普遍问题,研制了能模拟基于自然对流而形成水温分层的中试模型水库,研究了曝气诱导形成内波混合破坏水温分层的可行性,过程和效果.扬水曝气产生的周期性出流能作为扰动源,在分层水环境中诱导形成内波.内波频率及波幅与曝气量有关.在曝气量0.07~0.28m3/（m2·h）,跃温层温度梯度0.29~0.48℃/m的中试条件下,内波破坏分层过程主要以减小表层和底层水温差别、驱使跃温层下潜、等温层变薄为特征,破坏分层的速度与曝气量正相关、与温度梯度负相关.内波通过垂向振荡和横向传播,促进不同温度的水层之间的热交换.相对传统的循环水流混合,在温度梯度约0.32℃/m和0.46℃/m的条件下,当曝气量从0.07m3/（m2·h）逐渐增加到0.28m3/（m2·h）时,内波混合可分别将破坏分层效率提高25.0%~40.0%和41.2%~60.0%.