阶梯溢流坝与跌水建筑物复氧能力预测研究

溶解氧含量对于维持河流,特别是城市河流的生态环境起到关键作用。河流中修建的泄水建筑物不仅具有蓄水功能,而且在泄水过程中,可使水流湍动卷吸大量的空气进入水体,从而使溶解氧含量增加。为了对不同形状的泄水建筑物复氧能力进行预测,本文选择阶梯溢流坝和跌水型泄水建筑物作为典型的河道型泄水建筑物。在室内模型试验中,通过改变阶梯型溢流坝面上阶梯的高度(或宽度)和流量,测定了34种工况条件下的坝上、下游溶解氧浓度和水温,观测了掺气发生起始点的位置。对阶梯溢流坝面水流的复氧能力进行分析,建立了在相同坝高条件下阶梯溢流坝复氧效率与单宽流量、阶梯高度以及溢流坝底坡的定量关系式;通过收集整理跌水建筑物原型观测32组数据,建立了跌水建筑物复氧效率与跌水流量、跌水高度以及尾水深的定量关系式。这两个定量关系式的建立,可快速计算出阶梯溢流坝和跌水建筑物的复氧效率,给环保以及水利工作者优化设计低矮型泄水建筑物提供了理论依据。