分层水库曝气诱导内波特性及消减分层效果

水温分层是深水型水库水质内源污染的主要诱因。针对现有消减水温分层技术的高能耗问题,尝试利用扬水曝气器的周期性出流作为扰动源,在气水两相流条件下诱导产生内波。基于模型水库水温垂向密度剖面的历时信息,计算水库内波的特征参数,分析内波的特性及其消减水温分层的效果。当曝气量为50~200 L/h、跃温层温度梯度为0.34~0.49℃/cm时,在特定条件下能产生内波,内波的波幅在跃温层浮力频率最小处最大。随曝气时间推移,内波的能量逐渐耗散,波幅逐渐减小,内波有破碎趋势。随曝气量减小,内波的特征参数值的总趋势是先逐渐增大到极值,再逐渐减小。随温度梯度增大,内波周期有减小趋势,波速、波长、波幅则相反。内波特性受温度梯度影响较大。在本中试条件下,相对传统的循环水流混合,内波混合可使消减分层的效率提高25%~60%。