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2018

河道水动力学工程在河道水体自净过程中的应用

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河道水动力学工程在河道水体自净过程中的应用

河道水动力学，是研究河道在自然状态下以及受人工建筑物控制以后，在水流与河床相互作用的过程中运动发展的力学规律的科学。河流动力学广泛应用水力学、水文学等学科的原理和方法处理问题，是治河工程、灌溉排水工程的理论基础之一。
在河道治理中，在底部较平滑的河道设置适当高度的挡水墙、在长直流河道边增加丁字坎、跌水曝气等均利用水体的水动力学原理增加河流紊动程度，进而使水体氧含量增加，更好的去除氮磷等污染物。
跌水曝气就是利用水体从高处掉落，搅动水面产生水跃，在水体与空气接触面将空气中的氧转移到水中，从而使水中微生物顺利进行好氧消化作用进行污水治理的过程。
跌水曝气系统有着自己独特的优势，其利用水动力学原理，工艺相对简单，适应性强，特别适合山区和丘陵地带，可以减少基础建设成本和运行成本，符合国内中小城市污水处理工艺要求，简易高效低耗、能有效降低污水中污染物质的含量。
目前对于跌水高度和跌水流量对于跌水曝气效果的研究仍处于项目工程经验值阶段，在给排水设计手册第3册（城镇给水）中关于跌水曝气的描述为：“跌水曝气的溶氧效率，与跌水的单宽流量、跌水高度以及跌水级数有关。一般，可采用跌水1~3级，每级跌水高度0.5~1.0m，单宽流量20~50m³/（h*m），也有的单宽流量达400m³/（h*m），曝气后水中溶解氧含量可增加2~5mg/L。”
西南大学的李杰等人也对跌水曝气高度、流量与复氧量关系进行了研究，结论为：跌水高度越高，复氧量越大；跌水流量越小越有利于复氧；跌水曝气后水体亏氧量的对数与跌水高度的二分之一次方呈负相关，与跌水流量的二分之一次方呈正相关。其经验式如下：

2018.4.6河道水动力学在河道自净过程中的应用