城市河道水体复氧修复的水力学方法研究

目前,我国城市河流已不同程度受到污染,河道曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果,已被实验室试验与河道曝气试验所证实。通过分析几种典型的城市河道水体复氧修复的水力学方法,提出根据河流不同的特点．采用不同形式水工建筑物、水土建筑物进行溢流坝面加糙、接触氧化透水堤、跌水曝气充氧等水力学方法对城市河道水体进行复氧修复。     

人工加糙溢流坝复氧实验研究

通过对不同流量、不同加糙溢流坝面情况下的溢流坝复氧实验研究，结果表明，在相同模型装置情况下，流量越大，溢流坝水体复氧效果越小；在等流量情况下，坝越高、加糙物越大的溢流坝复氧效果越明显．将水体自身能量-紊动能和流速应用于溢流坝水体复氧过程研究中，得到了水体氧亏恢复率与紊动能、流速的关系表达式．不同工况的实验资料验证了此关系式的合理性和可靠性，为优化选择河流中建筑物形状以便更好地促进水体生态系统的恢复和河流的自净能力具有重要意义．     

阶梯溢流坝自由表面掺气特性数值模拟

阶梯溢流坝作为泄水建筑物早已出现。实践发现，经过阶梯溢流坝的水流可以大量卷吸空气，从而增大水体的含氧量。因此可以利用它作为水体复氧、改善水质的措施。但对于阶梯溢流坝复氧能力的理论分析至今尚未见报道。本文引入水气两相流模型，用k-e紊流数学模型模拟计算了阶梯溢流坝自由表面掺气的特征量。计算结果与试验资料进行了对比，结果表明，计算值与实测值吻合良好。可以认为本文的数值模拟方法是可行的。这将为阶梯溢流坝复氧能力计算以及从理论上得到阶梯溢流坝的最佳布置形式提供理论基础。     

水库基本知识一览(2)

<正>水库的组成水库的组成建筑物中有不同类型的建筑物,例如挡水、泄水、引水或其他专门建筑物等,这些建筑物称为水工建筑物,水工建筑物的综合体称为水利枢纽。水库建筑物一般水工建筑物可按使用期限和功能进行分类。按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水     

我院水工模型试验研究成果综述

值此河北省水利水电勘测设计研究院40周年院庆之际，从本院完成的几百项水工模型试验研究成果中．摘选了部分成果内容，做简要的叙述，以示庆贺。1水库泄水建筑物的消能防冲对于大、中型水库的溢洪道、泄洪洞等泄水建筑物先后进行了百余项次水工试验，研究了多种消能型式。1.1挑流消能在50～60年代．我省兴建的西大洋、友谊、庙宫、洋河等大、中型水库的泄水建筑物多采用挑流消能型式。通过水工模型试验研究了连续坎、差动坎等不同挑坎型式，寻求不同工程中，较远的挑距和较浅冲坑所适合的挑角、反派半径、鼻坎高度等。70年代末，在闪电河水…     

二塘沟水库工程泄水建筑物水力学问题研究

本文通过吐鲁番鄯善县二塘沟水库泄水建筑物整体水工模型试验,论证了泄水建筑物的合理性,改进了出口消能防冲措施,介绍了对该工程泄水建筑物水力学问题的研究情况。     

泄水建筑物三维水流数值模拟技术及应用

泄水建筑物下泄水流通常具有复杂的三维水流特性,常规的一维或者平面二维技术无法精确模拟其流态。应用三维数值模型对水闸、溢洪道、拱坝等泄水建筑物三维水流进行数值模拟,并与水工模型试验成果进行对比。数值模拟计算的水面线、流态及流速分布均与水工模型试验实测资料吻合较好,表明三维数学模型可以结合水工模型试验解决泄水建筑物常规水力学问题,为工程设计和运行提供相关的技术依据。     

水工泄水结构的抗磨防蚀设计探讨

含沙高速水流对水工泄水结构的冲磨、空蚀破坏已引起人们的高度重视,电力行业标准DL/T5207—2005《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》中的一些规定不尽合理,对水工泄水结构抗冲磨与防空蚀设计的指导性不足。根据当前高速水流对泄水结构冲磨与空蚀的研究成果,提出了进行水工泄水结构抗磨防蚀设计的一些建议。     

水动力条件对水体自净作用的影响

通过水槽实验和理论分析,研究了水动力条件对水体自净作用的影响,发现水流流速是影响水体自净作用的主要因素之一,不同断面及水深条件下水体自净作用的差别不是特别明显。分别采用生化需氧量-溶解氧耦合模型和化学一级反应拟合并预测了水质随时间的变化关系。水流流速的增加在一定程度上提高了水体复氧能力,增强了水体的自净作用。当流速超过一个临界值使得底泥再悬浮发生时,水体自净作用在短时间内急剧降低。在引水工程中,合理控制和设计水力参数(流速流量、取水周期及间隔、增加消能水工建筑物)是控制水体水质的有效措施。     

泄水建筑物中紊流边界层的发展厚度及其流速分布的计算

水工泄水建筑物中许多有待解决的问题,如气蚀、掺气、界面阻力和能量损失等,都与边界层理论密切相关。预测边界层的发展,对于正确设计泄水建筑物体型具有重要的意义。本文在论述紊流边界层内流速分布规律和切应力分布规律的基础上,用差分计算的方法,联立求解了边界层的动量积分方程和能量积分方程,从而同步解得了边界层厚度δ     

水体大气复氧理论和复氧系数研究进展与展望

作者对水体大气复氧理论和复氧系数计算公式研究进行总结，分析了水体在静止和紊动水流条件下大气复氧的理论模型和复氧方程，并对计算复氧系数的公式的适用范围进行分析，概括了水体大气复氧方程的基本形式。各复氧系数计算公式大多是基于各自的水力条件，忽略了其他的因素而不能应用于所有的河流，因此可靠性较差，但相对而言，其中以ThackstonKrenkel公式较为有效。     

NUMERICAL SIMULATION OF 3-D REAERATION IN BODY-FITTED COORDINATE SYSTEM

1 .　INTRODUCTIONWiththedevelopmentofeconomy ,waterpol lutionbecomesratherserious .ThecontentofDOinwater ,whichisreaerationoccurringattheair watersurfaces ,isanimportantindexofwaterquality .DOcanbalancethewaterecologyandde composetheorganisminwater .ThelackofDOwillthreatenorganisminwater .OncetheDOisdepletedout,organismwilldecomposeinanaero bicconditionandwaterwillturnsmell.Theturbulentdiffusionandtransferofpollu tantinwatermaydilutetheconcentrationofthepollution ,anddecomposedcontamin…     

河流复氧数值模拟研究

本文建立了适体坐标系下的河流三维复氧数学模型。流场求解采用SIMPLEC算法,浓度场的计算采用"非耦合解"算法。用该模型对明槽复氧试验资料进行了计算对比,结果吻合良好。并对一"S"形河段的复氧进行了计算预测,定性上是合理的。     

天然水体氮自净过程及硝化所需溶解氧源试验验证

通过试验验证了天然水体中确实存在氮的自然净化过程和同步硝化/反硝化途径。在氮与有机物浓度较低时,遮光阻断藻类光合作用试验表明,大气复氧足以使试验水质条件下的氮和有机物完全氧化。然而,有机物过早消耗对硝化后产生的硝酸氮再行反硝化作用不利。反硝化反应彻底进行可以通过外加碳源方式实现。COD初始浓度较高会引起异养菌对氧的大量消耗,使本来数量就处于劣势的硝化细菌的硝化反应受阻。     

淮河干流信阳段水质预测模型

根据水体扩散理论,建立淮干水质预测相关模型,并进行验证;首次对淮河干流信阳段NH3-N、COD的综合衰减系数,复氧系数和耗氧系数等4项开展现场试验及分析,结果表明,引起误差的主要原因是复氧率及光合作用随河流而异,难以准确确定。     

Restoration and colonization of freshwater mussels and fish in a southeastern United States tailwater

The French Broad River originates in North Carolina, flows west into Tennessee and at its confluence with the Holston River forms the Tennessee River. Douglas Dam, located on the French Broad River 52 km above its mouth, is operated primarily for peaking hydroelectric power and flood control. Prior to completion of the dam in 1943, the lower French Broad River contained about 53 species of freshwater mussels and 100 species of fish. By 1977, the fauna in the 52‐km‐long tailwater was reduced to 12 species of mussels and 42 native species of fish. Improvements in tailwater conditions occurred following initiation of minimum flows in 1987, and consistent reaeration of discharge in 1993. From 1988 to 2002, we sampled three sites (4, 28, and 39 km downstream of the dam) to monitor the fish assemblage. Each year since 1988, we have collected one or more additional species, indicating continued immigration. We collected 82 native and 9 exotic species of fish overall, but the maximum of 67 species in 1 year suggests that some species reside in the tailwater at low densities or all immigrants may not successfully colonize the tailwater. There is limited potential for most extirpated species of mussels to naturally recolonize the tailwater because source populations are isolated. Consequently, 19 754 adult mussels of 19 species were introduced between 1997 and 2000. Survival of translocated mussels has been high, and successful reproduction of at least one translocated species has occurred. Additionally, four mussel species are naturally colonizing the tailwater. Colonization and recruitment of additional mussel species is expected as populations of their host fishes increase. We believe that the improved conditions of the tailwater may allow for the re‐establishment of sustaining populations of 30 mussel species of historic occurrence, but the continued operation of Douglas Dam as a peaking hydroelectric project will reduce the probability of successfully reintroducing some species. Published in 2006 by John Wiley & Sons, Ltd.     

基于随机水质模型的水功能区COD超标风险分析

由于水环境系统中存在诸多不确定因素,建立在物理简化基础上的确定性水质模型并不能反映水质变化过程的不确定性。为了弥补确定性水质模型的局限性,本文根据随机微分方程理论,假设水质模型中的耗氧系数、沉降系数、复氧系数服从双侧截尾正态分布,建立了考虑随机效应的水质模型。将模型应用于COD超标风险分析,分别计算了不同水文、水质条件下COD浓度的概率分布。结果表明:当三道营来水COD浓度为16、17、18 mg/L时,超标概率为分别在0.3、0.6、0.8左右。     

AN ANALYSIS OF THE OXYGEN BALANCE IN AN ANOXIC TIDAL RIVER

ＡＮＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＴＨＥＯＸＹＧＥＮＢＡＬＡＮＣＥＩＮＡＮＡＮＯＸＩＣＴＩＤＡＬＲＩＶＥＲＪｏｓｅｐｈＨ．Ｗ．Ｌｅｅ，Ｋ．Ｗ．Ｃｈｏｉ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ...     

三峡工程对库区水流水质影响预测

利用开发的三峡水库整体一维水流水质数学模型，对三峡水库建成前后的水流水质变化趋势进行预测分析。重点介绍三峡工程建成后，库区水流条件巨大变化对污染物输移转化特性和水质分布的影响。预测结果表明，三峡工程建成后，三斗坪水位175m条件下，回水区断面平均流速比建库前减小4倍左右，平均有机污染物自净降解速率和大气复氧速率比天然河道状况减小1倍。由于污染物在库区滞留时间成倍延长，有机污染物排入水库后的自净降解总量较天然河道状况增大，因而，建库后加水区内断面平均有机污染物浓度较天然河道状况明显下降，但是，断面平均溶解氧浓度与天然河道状况相比也明显降低，对于守恒类污染物，建库前后水质变化不大。因此，三峡工程对库区水质影响有利也有弊。     

平面二维动态水质数学模型

本文根据工业环境影响评价的需要，提出了一个平面二维动态水质数学模型，该水质数学模型以ＮＨ３－Ｎ，ＤＯ，ＣＯＤ为评价参数，考虑了大气复氧，ＣＢＯＤ和ＮＢＯＤ的降解和沉淀，底泥耗氧，温度等影响因素。针对具体评价河流，本文进行了模型参数的选取及灵敏度分析，并对该模型进行了验证与应用，结果表明该水质模型具有较高的计算精度和较强的预测能力，为工程环境影响评价提供了一个有力的工具。