大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用

高级搜索

全国中文核心期刊
中国科技核心期刊
美国工程索引（EI）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用

程香菊, 陈永灿

文章导航 > 水科学进展 > 2007 > 18(3): 346-350

程香菊, 陈永灿. 大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用[J]. 水科学进展, 2007, 18(3): 346-350.

引用本文:

程香菊, 陈永灿. 大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用[J]. 水科学进展, 2007, 18(3): 346-350.

CHENG Xiang-ju, CHEN Yong-can. Theoretical analysis of dissolved gas supersaturation downstream of sluicing dam and application[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(3): 346-350.

Citation:

CHENG Xiang-ju, CHEN Yong-can. Theoretical analysis of dissolved gas supersaturation downstream of sluicing dam and application[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(3): 346-350.

大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用

程香菊^1,2,
陈永灿²

1.
中山大学, 广东省近岸海洋工程重点实验室, 广东, 广州, 510275;
2.
清华大学水利水电工程系, 北京, 100084

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50609011)

作者简介:
程香菊(1974- ),女,四川自贡人,副教授,主要从事环境水力学研究.E-mail:chengxj@mailsysu.edu.cn

中图分类号: TV131.2

Theoretical analysis of dissolved gas supersaturation downstream of sluicing dam and application

CHENG Xiang-ju^1,2,
CHEN Yong-can²

1.
Guangdong Province Key Loboratory of Coastal Ocean Engineering, Zhongshan University, Guangzhou 510275, China;
2.
Department of Hydraulic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.50609011).

摘要: 根据溶解气体的传输过程,对大坝泄洪导致下游水体溶解气体浓度超饱和现象进行了理论分析.引入溶解气体的有效饱和浓度、气泡被卷吸进入水体的有效水深等参数,认为下游水体中溶解气体的来源不仅依赖于大气在自由水表面的传质,而更多地依赖于气体在气泡界面的传质.把难以测量的气体传质系数、气泡尺寸等参数与水流的紊动特性参数建立定量关系,以美国Ice Harbor大坝为例,采用该定量关系式计算了下游水体中溶解气体浓度的分布,实测结果验证了理论分析的合理可靠性.
- 溶解气体 /
- 超饱和 /
- 下游水体 /
- 传质 /
- 大坝泄洪
Abstract: According to the transfer processes of gas,a theory is analyzed for dissolved gas supersaturation downstream of the sluicing dam.The effective saturation concentration and the effective depth where bubbles are entrapped into water are introduced to explain consideration of the gas transfer across both the water surface and the bubble interface.It is difficult to measure many parameters such as the gas transfer coefficients,the bubble size,the air void ratio and so on.So the quantitative relations between these parameters and the water turbulence parameters,such as flow velocity,turbulence kinetic energy,are developed Taking the Ice Harbor dam in U.S.for example,the dissolved gas concentrations downstream of the dam are simulated using the theoretical relations.The local measured data show the validation of the theory.
- dissolved gas /
- supersaturation /
- downstream water /
- transfer /
- sluicing dam

[1]	程香菊.河道泄水建筑物复氧研究[D].成都:四川大学,2004.
[2]	Chanson H.Drag reduction in skimming flow on stepped spillways by aeration[J].Journal of Hydraulic Research,2004,42(3):316-322.
[3]	程香菊,陈永灿,高千红,等.三峡水库坝身泄流超饱和复氧分析[J].水利发电学报,2005,24(6):62-67.
[4]	Weitkamp D E.Total dissolved gas supersaturation in the natural river environment[M].Washington:Chelan County Public Utility District No.1,2000.4-10.
[5]	李玉梁,廖文根,余常昭.泄水建筑物的复氧能力与控制[J].水利学报,1994(7):63-66.
[6]	吴成根.虹鳟气泡病[J].中国水产,1994,10:27.
[7]	Tsivoglou E C.Tracer measurements of atmospheric reaeration-Ⅱ,Field studies[J].Journal of water pollution control federation,1968,40(2):285-305.
[8]	Rathbun E,Ronald E.Reaeration coefficients of streams-state-of-the-art[J].Journal of the hydraulics division,1977,103(4):409-425.
[9]	Douglas B M,Gerhard H J.Air-water gas transfer in uniform channel flow[J].Journal of hydraulic engineering,1999,125(1):3-10.
[10]	Hibbs D E,Gulliver J S.Prediction of effective saturation concentration at spillway plunge pools[J].Journal of hydraulic engineering,1997,123(11):940-949.
[11]	Nakasone H.Study of aeration at weirs and cascades[J].Journal of environmental engineering,1987,113(1):64-81.
[12]	Gulliver J S,Hibbs D E,McDonald J P.Measurement of effective saturation concentration at hydraulic structures[J].Journal of hydraulic engineering,1997,123(2):86-97.
[13]	Azbel D.Two phase flows in chemical engineering[M].New York:Cambridge University press,1981.191-196.
[14]	Thompson E J,Gulliver J S.Oxygen transfer similitude for a vented hydroturbine[J].Journal of hydraulic engineering,1997,123(6):529-538.
[15]	谭立新,许唯临,杨永全,等.水气二相流特点及其单流体模型[J].西安理工大学学报,2000,16(3):280-283.
[16]	Orlins J J,Gulliver J S.Dissolved gas supersaturation downstream of a spillway Ⅱ,Computational model[J].Journal of hydraulic research,2000,38(2):151-159.
[17]	许唯临,王韦,谭立新,等.水工水气两相流的数值模拟[J].水动力学研究与进展,2001,16(2):225-229.
[18]	Hinze O J.Fundamentals of the dydrodynamic mechanism of splitting dispersion processes[J].Journal of American institution of chemical engineering,1955,1(3):289-295.
[19]	Gulliver J S,Thene J R,Rindels A J.Indexing gas transfer in self-aerated flows[J].Journal of environmental engineering,1990,116(3):503-523.
[20]	Chanson H.Air bubble entrainment in free-surface turbulent shear flows[M].UK:Academic press,1996.34-56.
[21]	Ryan B A,Dawley E M.Effects of dissolved gas supersaturation on fish residing in the Snake and Columbia Rivers,1997[M].Washington:Fish Ecology Division,1998.25-48.
[22]	程香菊,陈永灿.波浪形底板上水跃的数值模拟[J].水利学报,2005,36(10):1 252-1 257.

[1]	赵维阳, 杨云平, 张华庆, 张明进, 袁晶, 杨保岑. 三峡大坝下游近坝段沙质河床形态调整及洲滩联动演变关系 . 水科学进展, 2020, 31(6): 862-874. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.06.006
[2]	程东会, 李爽, 于丹, 王倩, 杨银科. 准饱和多孔介质中圈闭气体对渗透系数的影响 . 水科学进展, 2019, 30(5): 691-698. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.05.009
[3]	刘东升, 赵坚, 吕辉. 大坝下游河岸带冬夏季水热交换特征对比 . 水科学进展, 2017, 28(1): 124-132. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.014
[4]	马志敏, 邹先坚, 赵小红, 许明, 陶维亮. 基于B超成像的泥沙起动流速测量方法 . 水科学进展, 2015, 26(1): 59-65. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.008
[5]	叶长青, 陈晓宏, 张丽娟, 庞园, 张家鸣. 变化环境下武江超定量洪水门限值响应规律及影响 . 水科学进展, 2013, 24(3): 392-401.
[6]	王卫光, 彭世彰, 孙风朝, 邢万秋, 罗玉峰, 徐俊增. 气候变化下长江中下游水稻灌溉需水量时空变化特征 . 水科学进展, 2012, 23(5): 656-664. doi: CNKI: 32.1309.P.20120824.1606.006
[7]	冯镜洁, 李然, 唐春燕, 雍晓东. 含沙量对过饱和总溶解气体释放过程影响分析 . 水科学进展, 2012, 23(5): 702-708. doi: CNKI: 32.1309.P.20120824.1606.012
[8]	曲璐. 高坝工程总溶解气体过饱和与水体含沙量关系 . 水科学进展, 2011, 22(6): 839-843.
[9]	周辉, 吴时强, 陈惠玲. 泄洪雾化降雨模型相似性探讨 . 水科学进展, 2009, 20(1): 58-62.
[10]	沙海飞, 吴时强, 周辉. 大型泄洪洞有压弯道水力特性 . 水科学进展, 2009, 20(6): 824-829.
[11]	陈永灿, 付健, 刘昭伟, 程香菊, 朱德军. 三峡大坝下游溶解氧变化特性及影响因素分析 . 水科学进展, 2009, 20(4): 526-530.
[12]	蒋亮, 李嘉, 李然, 李克锋. 紫坪铺坝下游过饱和溶解气体原型观测研究 . 水科学进展, 2008, 19(3): 367-371.
[13]	赵南京, 刘文清, 张玉钧, 李宏斌, 刘诚, 王志刚, 刘建国, 魏庆农, 杨立书. 水体中溶解有机物的特性与测量 . 水科学进展, 2007, 18(4): 623-631.
[14]	董壮, 龚政, 韩青. 改进σ坐标下的三维水流传质数学模型 . 水科学进展, 2007, 18(5): 717-723.
[15]	沙海飞, 吴时强, 陈振文. 泄洪洞整体三维紊流数值模拟 . 水科学进展, 2006, 17(4): 507-511.
[16]	施勇, 栾震宇, 胡四一. 长江中下游水沙数值模拟研究 . 水科学进展, 2005, 16(6): 840-848.
[17]	李然, 李克锋, 邓云, 陈明千. 深埋长引水隧洞对电站下游水温的影响 . 水科学进展, 2004, 15(5): 588-592.
[18]	邵龙潭, 王助贫, 关立军, 许志强. 非饱和土中水流入渗和气体排出过程的求解 . 水科学进展, 2000, 11(1): 8-13.
[19]	颜开, 陈树娥, 陈信华. 消退曲线超渗产流模型 . 水科学进展, 1997, 8(1): 90-93.
[20]	仲志余, 徐承隆, 胡维忠. 长江中下游水文学洪水演进模型研究 . 水科学进展, 1996, 7(4): 354-360.

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数: 15
HTML全文浏览量: 5
PDF下载量: 558
被引次数: 0

大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用

程香菊^1,2,
陈永灿²

1. 中山大学, 广东省近岸海洋工程重点实验室, 广东, 广州, 510275;

2. 清华大学水利水电工程系, 北京, 100084

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50609011)

作者简介:
程香菊(1974- ),女,四川自贡人,副教授,主要从事环境水力学研究.E-mail:chengxj@mailsysu.edu.cn

收稿日期: 2006-01-15
修回日期: 2006-05-10
刊出日期: 2007-05-25

中图分类号: TV131.2

关键词:

摘要: 根据溶解气体的传输过程,对大坝泄洪导致下游水体溶解气体浓度超饱和现象进行了理论分析.引入溶解气体的有效饱和浓度、气泡被卷吸进入水体的有效水深等参数,认为下游水体中溶解气体的来源不仅依赖于大气在自由水表面的传质,而更多地依赖于气体在气泡界面的传质.把难以测量的气体传质系数、气泡尺寸等参数与水流的紊动特性参数建立定量关系,以美国Ice Harbor大坝为例,采用该定量关系式计算了下游水体中溶解气体浓度的分布,实测结果验证了理论分析的合理可靠性.

English Abstract

程香菊, 陈永灿. 大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用[J]. 水科学进展, 2007, 18(3): 346-350.

引用本文:

程香菊, 陈永灿. 大坝泄洪下游水体溶解气体超饱和理论分析及应用[J]. 水科学进展, 2007, 18(3): 346-350.

CHENG Xiang-ju, CHEN Yong-can. Theoretical analysis of dissolved gas supersaturation downstream of sluicing dam and application[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(3): 346-350.

Citation:

CHENG Xiang-ju, CHEN Yong-can. Theoretical analysis of dissolved gas supersaturation downstream of sluicing dam and application[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(3): 346-350.

全文HTML

参考文献 (22)

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回