[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，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。

背景技术

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，Dissolved Oxygen)和溶解氮(DN，Dissolved Nitrogen)过饱和，称为水体总溶解气体(Total dissolved gas，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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

为了达到上述发明目的，本发明采用由以下技术措施构成的技术方案来实现。

本发明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。

本发明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。