《植被作用下過飽和總溶解氣體輸移釋放規律研究》是依託四川大學，由馮鏡潔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：植被作用下過飽和總溶解氣體輸移釋放規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮鏡潔
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高壩泄水會產生總溶解氣體（TDG）過飽和現象並可能導致魚類患氣泡病甚至死亡。TDG過飽和的泄洪水流在下遊河道的輸移過程中常伴隨河灘地植被被淹沒現象。淹沒灘地上的植被不僅對水流結構及水動力學特性產生重要影響，還對過飽和TDG的輸移和釋放造成顯著影響。本研究綜合運用機理試驗、原型觀測及數值模擬等手段，從過飽和TDG釋放與植被水流水動力學特性的關係入手，研究植被作用下過飽和TDG釋放係數，揭示植被作用及微觀水力結構對過飽和TDG輸移釋放的影響機理，建立植被作用下過飽和TDG輸移釋放數學模型和預測方法，基於灘地植被對過飽和TDG的促進作用探求過飽和TDG不利影響的減緩措施。本項目的研究將以往不考慮植被作用的簡單水流過飽和TDG輸移釋放研究拓展到植被作用下複雜水流中，對於提高過飽和TDG預測水平，促進TDG過飽和不利影響的減緩措施研究，建設環境友好型水利工程具有重要的理論價值和現實意義。
結題摘要
高壩泄水會產生總溶解氣體（TDG）過飽和並可能導致魚類患氣泡病甚至死亡。TDG過飽和的泄洪水流在下遊河道的輸移過程中常伴隨河灘地植被被淹沒現象。淹沒灘地上的植被不僅對水流結構及水動力學特性產生重要影響，還對過飽和TDG的輸移和釋放造成顯著影響。本研究綜合運用機理試驗、數值模擬和理論分析等手段，從過飽和TDG釋放與植被水流水動力學特性的關係入手，研究過飽和TDG輸移釋放特性。基於靜置水體和流動水體中植被對過飽和TDG釋放過程影響的試驗成果，建立了單位面積壁面在單位時間內對過飽和TDG吸附通量計算公式，提出了表征壁面對過飽和TDG吸附快慢的參數——吸附速率。它主要受材質影響，表面越粗糙吸附速率越大；通過對過飽和TDG釋放過程的分析，將植被作用下過飽和TDG的釋放過程概化為三個部分，為自由水面處傳質、水體內部釋放和壁面處吸附，同時針對植被作用下水流複雜的三維特徵，建立了植被作用下的三維兩相流水動力學模型，模型計算的水動力學和過飽和TDG釋放結果均得到動水試驗成果的驗證；基於試驗結果分析識別出對水體內部釋放係數kin具有重要影響的參數，為植被密度、佛勞德數和水深，並回歸建立水體內部釋放係數的估算公式；根據數值模擬計算成果，對植被水流中的立柱附近的過飽和TDG特性以及過飽和TDG在縱向、橫向上的分布和變化規律開展分析。研究成果形成的國家發明專利已獲授權，本項目研究對於提高過飽和TDG預測水平，促進TDG過飽和不利影響的減緩措施研究，建設環境友好型水利工程具有重要的理論價值和現實意義。
