250cm，宽20cm，高 30cm，其坡度为4%。;实验水槽1内，设有直角三角堰3以测量水流量，直角三角堰下游设有静 水池挡板2，形成静水池以保证水流流态的稳定均匀。
[0042] 本实施例对24个工况进行实验，所用阻水介质材料4为木材、多孔木材，有机玻璃 和PVC材料;分别将它们在不同工况中先后固定在实验水槽1内的阻水介质布置区域6中，对 于木材、多孔木材和有机玻璃材料，阻水介质为长1 cm，宽1 cm，高20cm的正四棱柱;对于PVC 材料，阻水介质为直径1 · 5cm，长20cm圆柱体。
[0043] 测量水体过饱和程度的TGP测定仪5采用丹麦Oxyguard公司生产的Polaris TGP测 定仪，其量程为〇~200 %，其精度为± 1 %。
[0044]整个实验具体操作步骤如下：
[0045] (1)对24个工况进行实验开始前，向实验水槽1内注入由TDG过饱和水生成系统生 成的过饱和水，其流量为0.0006m3/s。其中，工况1-工况3实验水槽内为没有固定阻水介质， 工况1的水体过饱和度为135%，工况2的水体过饱和度为130%，工况3的水体过饱和度为 125% ；
[0046] (2)待实验水槽1内过饱和水水流的流态稳定后，用TGP测定仪5分别测量实验水槽 内上游和下游水体的TDG过饱和度，并记录好实验数据；
[0047] (3)所述步骤(2)中实验水槽1内上下游水体的TDG过饱和度测量完毕后，放空实验 水槽1内的过饱和水，然后待实验水槽完全干燥后，用玻璃胶将阻水介质材料布置并固定在 实验水槽1内的阻水介质布置区域6中；
[0048] 对于阻水介质的布置排列形式如下：
[0049] 工况4~工况9、工况13~工况15为正列布置；
[0050] 工况10~工况12、工况16~工况24为交错布置；
[00511对于阻水介质的布置疏密程度如下：
[0052] 工况4~工况6为稀疏布置，工况7~工况24为加密布置；
[0053]对于所用阻水介质的材料：
[0054] 工况4~工况12为有机玻璃，工况13~工况18为木材，工况19~21为多孔木材，工 况22~24为PVC材料;对于所述有机玻璃、木材和多孔木材，阻水材料为长lcm，宽lcm，高 20cm的正四棱柱，对于所述PVC材料为直径1 · 5cm，高20cm的圆柱体；
[0055] (4)待实验水槽1中固定阻水介质的玻璃胶完全干燥后，向实验水槽内注入流量为 0.0006m3/s的TDG过饱和水，对于工况4、工况7、工况10、工况13、工况16、工况19、工况22的 水体过饱和度为135%，对于工况5、工况8、工况11、工况14、工况17、工况20、工况23的水体 过饱和度为130%，对于工况6、工况9、工况12、工况15、工况18、工况21、工况24的水体过饱 和度为125%;
[0056] (5)采用TGP测定仪分别测量实验水槽内固定阻水介质后其上游、下游水体的TDG 过饱和度，各工况的实验情况如下表1所示。
[0057] 表1各工况的实验情况表
[0058]
[0059] 如图4所示，对于阻水介质材料加密交错的排列方式，每两根阻水介质材料的纵向 间距为20cm，横向间距为6cm，排列方式为每行3根阻水介质材料与每行2根阻水介质材料交 替排列；同时，为了保证比表面积，即阻水介质材料总横截面积与阻水介质布置区域面积之 比为7.6%。，当3根阻水介质材料为一行时，位于两边的阻水介质材料面积减少一半;如图5 所示。对于阻水介质材料加密正列的排列方式，阻水介质材料纵向间距为l〇cm，横向间距为 14cm，进行无量纲化处理得表面积比为7.6%。;如图6所示。对于阻水介质材料稀疏正列的排 列方式，阻水介质材料纵向间隔为20cm，横向间隔为14cm。对其进行无量纲化处理得阻水介 质材料总横截面积与阻水介质布置区域面积之比为4%。。
[0060] 我国由于对高坝溶解气体过饱和问题的认识不够成熟，目前水环境质量标准中对 TDG上限无明确规定。故采用美国国家环保局（United States Environmental Protection Agency，简称EPA)及其Washington State、Oregon State等一些州在其水质标准中均规定 了 TDG饱和度上限要求110%。美国陆军工程兵团根据大量的原型观测成果，提出了过饱和 TDG的释放服从一阶动力学过程，其公式表达为：
[0061] G-Geq=(G『Geq)e-K (1)
[0062] 式中，G为计算时刻的TDG饱和度，％ ;G〇为TDG初始饱和度，％ ;Geq为TDG平衡饱和 度，％ ; t为释放时间，s; K为释放系数，?Γ1，各工况实验的释放系数如表2所示。
[0063]表2各工况释放系数
[0065] 根据以上实验结果，从图7所示可见:阻水介质的加入，使得水体TDG释放加快，且 阻水介质排列密度越大，水体TDG释放越快。因此阻水介质的加入可以减小鱼类因长时间处 于高饱和度水体中而导致气泡病的机率。
[0066] 此外，从图8可见:所用阻水介质表面越粗糙，外形越不平滑，对水体TDG释放的促 进效果更明显；从图9可见:阻水介质交错布置对水体TDG释放的促进效果更优于其正列布 置的效果。
【主权项】
1. 一种利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于采用在实验水槽(1)内过 水通道中布置阻水介质，以实现过饱和总溶解气体释放的方法，包括以下具体步骤： (1) 向实验水槽（1)内注入TDG过饱和水，其饱和度为125 %、130 %，或135之一；，流量为 0.0006m3/s； (2) 待实验水槽（1)内水流流态稳定后，用TGP测定仪(5)分别测量步骤（1)中实验水槽 (1)内上游和下游水体的TDG; (3) 所述步骤(2)的测量完成后，放空实验水槽（1)内的TDG过饱和水，然后待实验水槽 (1)完全干燥后，利用玻璃胶在实验水槽（1)内的阻水介质布置区域(6)中布置并固定好阻 水介质(4); (4) 再向实验水槽（1)内注入与步骤（1)的饱和度相同的T D G过饱和水，其流量为 0.0006m3/s； (5) 同样使用TGP测定仪(5)分别测量实验水槽（1)内固定阻水介质(4)后其上游和下游 水体的TDG。2. 根据权利要求1所述利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于所述在实 验水槽（1)内阻水介质布置区域(6)中布置固定的阻水介质(4)的布置形式分为疏密程度布 置;其排列形式分为正列布置和交错布置。3. 根据权利要求1或2所述利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于根据 其阻水介质(4)布置的疏密程度分为稀疏与加密两种形式;其量化方式为比表面积，即阻水 介质(4)所占面积与实验水槽(1)的底面积之比。4. 根据权利要求3所述利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于所述阻水 介质(4)布置的稀疏程度的比表面积比为4%。，其加密程度的比表面积为7.6% 〇。5. 根据权利要求1或2所述利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于所述 在实验水槽（1)内阻水介质布置区域(6)中布置固定的阻水介质(4)，其排列形式分为正列 布置，即按每行2根对齐排列;还分为交错布置，即按每行2根与每行3根交替错开排列。6. 根据权利要求3所述利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于为保证实 验水槽（1)内阻水介质布置区域(6)中交错布置时阻水介质（4)的稀疏程度与正列布置相 同，当实验水槽内阻水介质布置区域(6)中每行为三根阻水介质时，其边上两根阻水介质 (4)的横截面积仅为中间的一根阻水介质(4)的一半。7. 根据权利要求5所述利用阻水介质促进过饱和TDG释放的方法，其特征在于为保证实 验水槽（1)内阻水介质布置区域(6)中交错布置时阻水介质（4)的稀疏程度与正列布置相 同，当实验水槽内阻水介质布置区域(6)中每行为三根阻水介质时，其边上两根阻水介质 (4)的横截面积仅为中间的一根阻水介质(4)的一半。
【专利摘要】本发明涉及一种利用阻水介质促进水体中过饱和TDG释放的方法，属于水利工程溶解气体过饱和技术领域。该方法通过在实验水槽内过水通道中加入阻水介质来实现过饱和TDG的释放。本发明所用阻水介质排列密度越大、表面越粗糙，越能促进TDG释放；阻水介质交错排列对TDG释放的促进效果更加优于正列排列的促进效果。本发明对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对鱼类的不利影响等方面的研究工作具有重要的理论价值和工程意义；同时也对过饱和TDG影响的减缓措施研究提供了基础数据和理论依据。
【IPC分类】G01N33/18
【公开号】CN105588928
【申请号】CN201510937542
【发明人】冯镜洁, 李嘉, 陈永柏, 李然, 李克锋, 黄膺翰
【申请人】四川大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月15日