【摘 要】
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随着大坝数量增多,造成的环境问题也日趋严峻。有研究发现,泄流时下游总溶解气体（total dissolved gas,TDG）过饱和就是大坝工程造成的环境问题之一,其能够对鱼类及其它水生生物的生存、繁衍产生极大的威胁,从而损害渔业经济和生物多样性。解决该问题的有效方法之一是从源头上阻碍过饱和TDG的生成,因此,本文主要研究目的及内容是明确过饱和TDG的生成机理,研究相关因子对TDG饱和度的影响规律
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随着大坝数量增多,造成的环境问题也日趋严峻。有研究发现,泄流时下游总溶解气体（total dissolved gas,TDG）过饱和就是大坝工程造成的环境问题之一,其能够对鱼类及其它水生生物的生存、繁衍产生极大的威胁,从而损害渔业经济和生物多样性。解决该问题的有效方法之一是从源头上阻碍过饱和TDG的生成,因此,本文主要研究目的及内容是明确过饱和TDG的生成机理,研究相关因子对TDG饱和度的影响规律。基于此,本文模拟大坝泄流过饱和TDG生成的原理改进了室内过饱和TDG生成装置的进气方式,系统地开展了进气压强、进气流量等因子对水体生成TDG饱和度影响的机理实验,由此分析出大坝泄流时过饱和TDG的影响因子和生成过程,并通过建立和率定实验及大坝的数值模型来验证了本文改进装置的科学性。取得的主要结果如下:（1）不同进气方式下,水体生成的TDG饱和度大小排序为#1＞#3＞#2,本文改进的进气方式#1增大了气含率和气液掺混破碎程度等,能更好地模拟大坝泄流掺气下跌、强紊动、气泡带,更符合大坝泄流过饱和TDG生成过程。（2）进气管管径、进气盘孔径等因子越小,水体生成的TDG饱和度越大;进气压强、进气流量、进水流量、水深、高压釜内部压强、水体紊动强度等因子越大,水体生成的TDG饱和度越大。（3）在大坝泄流中,气液破碎混合程度、泄水流量、气含率、消力池水深和紊动强度、大气压、气泡数量等因素对过饱和TDG生成有积极影响。（4）根据实验数据拟合得到:进气方式#1时,ΔG=30.676+6.765*ln（PS*QS~2）-3.75*lnD+7.897*lnQL,影响因子重要度排序为进气流量QS＞进水流量QL＞进气压强PS＞进气管径D;进气方式为#2时,ΔG=7.122+31.378*H0.367*P0.623,影响因子重要度排序为内部压强P＞水深H;进气方式为#3时,ΔG=9.16+30.95*PS0.448*QS0.646*H1.457,影响因子重要度排序为水深H＞进气流量QS＞进气压强PS。（5）数值模型中TDG饱和度随气-水表面传质系数KL,s和源项强度参数β的增大而增大,当实验模型参数KL,S为4、β为40,大坝模型参数KL,S为0.201、β为2.5时,计算值与实测数据较为接近。对比可知,本文改进的实验装置增加了气-水表面传质和气泡-水界面传质,进一步验证了改进装置的合理性。
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