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水壩泄水溶解氣體過飽和規律及減緩技術研究

作者：李然//馮鏡潔//李克鋒|責編:李小銳
出版社：科學
ISBN：9787030694218

出版日期：2022/04/01
裝幀：平裝
頁數：258

人民幣：RMB 168 元售價：元

內容大鋼

水壩泄水產生的過飽和溶解氣體可導致魚類等水生生物患氣泡病甚至死亡，成為威脅水壩安全運行的重要生態風險。本書對氣體在水中的溶解、溶解氣體過飽和概念以及過飽和溶解氣體對魚類的影響等基礎理論和背景知識進行介紹，綜合採用原型觀測、機理試驗和數學模型等手段，對水壩泄水特別是高壩泄水的溶解氣體過飽和形成和釋放機制及其預測方法開展系統深入的研究，並提出一系列溶解氣體過飽和問題的減緩技術。
本書可供水壩工程設計、運行與管理人員，以及生態與環境保護工作者參考，亦可供水利工程、水生態學、環境保護等相關專業的大專院校師生參考。

作者介紹

李然//馮鏡潔//李克鋒|責編:李小銳

1  水壩泄水溶解氣體過飽和研究概述
  1.1  引言
  1.2  水體中溶解氣體過飽和的危害
    1.2.1  氣泡病癥狀及危害
    1.2.2  不同溶解氣體的致病作用
  1.3  魚類對過飽和氣體的探知和躲避能力
    1.3.1  水平躲避能力
    1.3.2  水深補償作用與垂向躲避能力
  1.4  魚類對過飽和TDG的耐受性規律
    1.4.1  魚類耐受性與TDG過飽和暴露條件的關係
    1.4.2  不同魚類對TDG過飽和的耐受性差異
    1.4.3  魚類不同生長階段對過飽和TDG的耐受性差異
    1.4.4  魚類對過飽和TDG的耐受性標準
  1.5  水壩泄水溶解氣體過飽和規律研究的歷史沿革
    1.5.1  溶解氣體過飽和生成過程研究
    1.5.2  過飽和溶解氣體釋放過程研究
  1.6  溶解氣體過飽和減緩技術的發展
    1.6.1  工程措施
    1.6.2  調度措施
    1.6.3  重點區域生態功能利用措施
  1.7  發展動態分析
2  氣體溶解與溶解氣體過飽和現象
  2.1  空氣組分與各組分氣體的溶解度
    2.1.1  空氣組分
    2.1.2  空氣中各組分氣體在水中的溶解度
    2.1.3  環境條件對氣體溶解度的影響
  2.2  溶解氣體過飽和的概念
    2.2.1  溶解氣體飽和度
    2.2.2  溶解氣體過飽和
    2.2.3  總溶解氣體過飽和
  2.3  自然界溶解氣體過飽和現象
    2.3.1  水溫突升
    2.3.2  光合作用
    2.3.3  地下水開採
    2.3.4  冰凍作用
    2.3.5  海洋波浪作用
    2.3.6  瀑布跌水
    2.3.7  水壩泄水
  2.4  天然水體中不同氣體組分飽和度之間的關係
  2.5  水體中溶解氣體含量的分析與測量方法
    2.5.1  溶解氧
    2.5.2  溶解氮
    2.5.3  總溶解氣體
  2.6  小結
3  水壩泄流消能與過飽和TDG生成機制
  3.1  水壩泄流消能型式
    3.1.1  底流式消能
    3.1.2  挑流式消能
    3.1.3  面流式消能
    3.1.4  其他消能型式

  3.2  高壩泄流消能與溶解氣體過飽和特點
    3.2.1  高壩泄流消能特點
    3.2.2  高壩泄流溶解氣體過飽和特點
  3.3  過飽和溶解氣體生成機制
    3.3.1  摻氣對過飽和溶解氣體生成影響的試驗研究
    3.3.2  承壓對過飽和溶解氣體生成影響的試驗研究
    3.3.3  高壓摻氣條件下過飽和溶解氣體生成過程研究
    3.3.4  含沙量對過飽和TDG生成影響的試驗研究
  3.4  TDG過飽和水流的生成裝置
    3.4.1  產生TDG過飽和水流的高壓釜裝置
    3.4.2  水體總溶解氣體過飽和生成及其對魚類影響研究的裝置
  3.5  小結
4  泄水過飽和TDG生成模型
  4.1  泄水過飽和TDG經驗關係
  4.2  泄水過飽和TDG水動力學解析模型
    4.2.1  Roesner壩面溢流溶解氮氣解析模型
    4.2.2  Johnson壩面溢流動力學解析模型
    4.2.3  挑流泄水過程解析模型
    4.2.4  挑流泄水傳質動力學模型
  4.3  泄水過飽和TDG紊流數學模型
    4.3.1  基於氣泡正態分佈的過飽和TDG兩相流模型
    4.3.2  基於紊動摻氣的過飽和TDG兩相流模型
  4.4  過飽和TDG生成水平與泄流消能型式的關係討論
  4.5  小結
5  水體中過飽和TDG釋放機制
  5.1  天然水體過飽和TDG釋放動力學過程
  5.2  天然水體過飽和TDG釋放係數分析
  5.3  過飽和TDG釋放係數與復氧係數的關係分析
    5.3.1  試驗裝置及方法
    5.3.2  試驗結果分析
    5.3.3  採用替代釋放係數引起的誤差分析
  5.4  過飽和TDG釋放係數的確定方法研究
    5.4.1  水深對過飽和TDG釋放過程的影響
    5.4.2  紊動對過飽和TDG釋放過程的影響
    5.4.3  基於水動力學條件的釋放係數計算方法研究
  5.5  環境條件對過飽和TDG釋放過程的影響
    5.5.1  初始飽和度
    5.5.2  水溫
    5.5.3  風速
    5.5.4  含沙量
    5.5.5  壁面介質
  5.6  小結
6  過飽和TDG輸移釋放模型
  6.1  河道縱向一維過飽和TDG輸移釋放模型
    6.1.1  模型方程
    6.1.2  模型驗證
  6.2  交匯區深度平均平面二維過飽和TDG輸移釋放模型
    6.2.1  模型方程
    6.2.2  模型驗證
    6.2.3  模型應用

  6.3  深水庫區寬度平均立面二維過飽和TDG輸移釋放模型
    6.3.1  模型方程
    6.3.2  模型驗證
    6.3.3  模型應用
  6.4  壁面介質影響的三維過飽和TDG輸移釋放模型
    6.4.1  模型方程及源項
    6.4.2  模型驗證
  6.5  小結
7  引水發電對過飽和TDG的影響研究
  7.1  引水發電系統概況
  7.2  引水發電對過飽和TDG影響的原型觀測研究
  7.3  引水發電對過飽和TDG影響的模擬分析研究
    7.3.1  引水通道內溶解氣體飽和度變化分析
    7.3.2  水輪機內溶解氣體飽和度變化分析
    7.3.3  尾水管道中溶解氣體飽和度變化模擬
  7.4  發電尾水與泄流的過飽和TDG摻混作用研究
    7.4.1  數學模型
    7.4.2  發電調度對過飽和TDG分佈的影響模擬
  7.5  小結
8  過飽和TDG減緩措施研究
  8.1  低流量水流的TDG過飽和處理措施
    8.1.1  虹吸法
    8.1.2  填料柱
  8.2  減緩泄水TDG過飽和的工程措施
    8.2.1  導流坎
    8.2.2  消能墩
    8.2.3  階梯溢流壩
  8.3  減緩泄水TDG過飽和的調度措施
    8.3.1  合理協調發電與泄水流量
    8.3.2  優選泄水建築物
    8.3.3  分散泄水方式
    8.3.4  非連續泄水方式
  8.4  重點區域生態功能利用
    8.4.1  交匯區生態功能利用
    8.4.2  局部區域曝氣
  8.5  小結
參考文獻
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附錄

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