1、PDF外文：http:/ 中文 3520 字 出处： Wang H, Hua W Z. Notice of Retraction Based on Sluice Movement Turbulent Motion Water Body to Organic Matter Degeneration Experiment and ResearchC/ International Conference on Bioinformatics & Biomedical Engineering. IEEE, 2011:1-4. 基于水闸中湍流运动 与水体有机质退化的实验和研究
2、;王海云，王振华 （三峡大学液压及环境工程学院，中国 宜昌） 本文摘要：研究水闸中湍流运动对有机化合物降解的影响。对葛洲坝船闸仿真试 验和现场监测的验证结果表明 ,该船闸在不同操作条件下所产生湍流度和能量显 著不同，水的再氧化速度与有机质降解速率不同，生化需氧浓度明显改变，湍流 使得水文流场更加复杂化，河水的力学性能从层流的流动转变为湍流 ,逆流 ,或混 流 ,表现出典型的非线性的特点。湍流动能 k 和降解率 k1 的关系符合 “一阶反应 ” 理论 ,建立了一个关系式 ,采用以 SPSS11.0 数据统 计计
3、算软件的非线性拟合得 到湍流动能 k 和降解率 k1 很好的相关性， R2 = 0.9961 ,真实的反映了水闸中湍流 运动对有机物质降解的影响。 关键词：紊流，有机质的降解，葛洲坝船闸 ,检测 一 简介 船闸对于水的输送与水利设施的分布来说是一个重要的操作系统，水流条件 和水力特性在闸室内非常复杂 ,水环境中水的自净能力受各种因素的影响，而且 这些都是造成环境安全问题的敏感因素。许多国内外人士对船闸内水的环境质量 进行了研究，研究发现，在船闸区域水的污染非常严重，水利设施所在区往往
4、是 水质下降和水环境污染的高危 区。因此，船闸中紊流水体的有机质降解问题受到 了人们的广泛关注，但是，就我们所看到的来说，研究还远远不够。 输水系统是船闸的重要组成部分 ,它的主要作用是在最短的时间内完成供 水、排水 ,从而使水位上升和下降相一致。因为输水系统的水流流速大，水头高， 所以船闸区域的水文条件与天然河流的水文条件完全不同。大多数水质污染过程 不是有序、稳定、均衡或肯定的 ,但在一个混乱 ,不稳定、非均衡和随机湍流状态 中，存在动荡非线性关系。在本文中葛洲坝船闸 ,通过湍流控制水中有机质降解 &nbs
5、p;的实验 ,并利用现场监测技术 ,获得大量的第一手资 料 ,以验证了该系统的实验结 果。 二 研究领域概述 1.葛洲坝船闸 葛洲坝是长江建成的第一个大型的水利项目，位于峡口处，根据其项目安排， 其左岸河道与黄柏河交汇于长江中下游地区，那里分布着二号和三号船闸。 2.输水系统 2 号船闸输水系统进口段使用的是规格为 6.0 米 *4.5 米 *7.0 米（长 *宽 *高）的 蓄水池的水。由底部垂直和水平分布的过道（宽 5 米，高 7 米）支持。闸室通道纵 深 4 米横向 6
6、米，灌装、排空最大容量为 287000 立方米。 3 号船闸输水系统底部输 水使用分散式消能，两输水廊道，两个主要部分为 3 米 *4 米通 道，位于闸首处， 输水廊道内尺寸 4 米 *2 米。 三 实验仪器、设备 模拟了在葛洲坝船闸中湍流运动作用下有机物的降解特点。湍流运动，模拟实验 的装置为一玻璃特制的水槽，其规格为：长 8 米 ,宽 0.5 米 ,高 0.6 米 ,底坡 1%,且水 槽内实验环境跟现实环境类似。实验中将水流流速缩减为实际水流流速的 1%使之 流入水槽和两个截面，水流入口截面 1
7、 代表长江中下游地区，入口截面 2 代表黄柏 河，出口截面为闸室，如图 1 所示。以水流流向为 x 坐标轴，沿槽宽度方向为 y 坐 标轴，以垂直方向为 z 坐标轴，构成了 oxyz 坐标系的实验装置。其中， 黄柏河入 口与该渠道水流方向的夹角随水流条件变化而变化。 图 1 取样点，水位测量点实验装置布局图 A B C D：水位量测区； 采样点 ； 水流流动方向 本实验采用激光多普勒技术 (LDA)来测量速度。通过湍流条件下葡萄糖降解， 使用分辨率为 0.
8、01 - -0.100 ppm(毫克 /升 )的美国产的 sensION8 溶氧仪测的水中溶解的氧的含量。 采用污水处理器中上层清液为接种作为细菌来源。无机盐介质、磷酸盐缓冲 (每公升水的 KH2P04 34 克 ,Na2HP04 包含 (1 水解 / L)175 毫升 ),MgS04 解 24.6 克/升 , 悬浮溶液 37.5 克 /升 ,FeCl3 解 0.25 克 /升。 用四个部分来衡量测量定位实验装置中的水位 ,从而知道水位的变化 ,如图1 所示。 四 实验方法和条件 1.实验方法 供水系统把水
9、倒进装置 ,再增加 175 克葡萄糖 (血糖浓度的水约 100 毫克 /升 ), 磷酸盐缓冲 ,MgS04 溶液 ,FeC13 1725 毫升的混合液 ,再加上 865 毫升接种液、注水 至 0.55 米。在这个实验中 ,利用水能促进装置中的化学反应 ,头两天从四个采样点 取得样本 , 根据伯恩斯坦 11914 - 89 标准分析 BOD5 浓度 。 2.实验条件 本实验根据了葛洲坝船闸所在航道的实际水文条件下进行操作，模拟了 4种 情况，如表 1 所示，水样本取样间隔为 5 分钟，水位测量间隔为 2 分钟。 五 &n
10、bsp;实验结果 1. BOD5 和降解率 根据表 1 四种情况下葡萄糖降解状态得到了 BOD5 实验数据如表 2 所示，反映了 非紊流与紊流条件下葡萄糖的降解程度。表 2 显示了有机物降解的速度在紊流作 用下是有很大影响的 ,在非紊流 (水闸关闭 )和湍流 (水闸打开 ),降解率是在四个 采样点分别为为 65.2% - 76.1%,77.1% - 93.7%。实验期间， 3 号采样点在紊 流 条件下的降解率比其它采样点低。 表 1 实验模拟条件、参数的总结 编 号 实验
11、模拟条件 流量 （ 1/s） 水流 状况 流入 段数 段长度 （ cm） 主流 流向 正方向与 x 轴夹角 1 水闸关闭， 2， 3 号闸关 闭 6.5 环流 2 7 反 90 2 水闸打开 1.5 倍， 2 号闸 关闭， 3 号闸打开 10.2 环流 2 8 正 75 3 水闸打开 3 倍，关闭 3号 闸，打开 2 号闸
12、;8.2 环流 2 8 正 75 4 水闸打开，打开 2， 3 号 闸 6.5 环流 2 8 正 90 表 2 四种工作条件下的葡萄 糖降解情况（ BOD5 浓度） (单位毫克 /升 ) 时间 （ min） 条件 1 条件 2 1 号点 2 号点 3 号点 4 号点 1 号点 2 号点 3 号点 4 号点 30 73.5 73.0 73.5 73.5 72.8 71.0 72.0
13、73.0 60 70.4 70.5 71.5 72.0 65.2 64.0 69.6 68.0 90 68.0 66.1 67.2 68.4 60.7 59.3 65.3 63.4 120 65.5 60.7 61.5 62.5 53.4 50.4 60.6 57.2 180 53.3 52.6 52.7 54.9 47.8 45.2 58.1 55.3 240 49.5 48.4 46.2 48.0 22.1 19.4 46.4 36.1 300 19.2 18.1 14.2 20.0 6.2 6.0 18.7 16.2 降解率 70.1 71.6 76.1 65.2 93.1
14、93.7 69.2 77.1 时间 （ min） 条件 3 条件 4 1 号点 2 号点 3 号点 4 号点 1 号点 2 号点 3 号点 4 号点 30 73.0 73.0 73.2 73.5 73.0 73.0 73.2 73.5 60 68.3 66.5 70.3 68.0 67.0 66.3 68.4 68.0 90 63.7 60.3 65.7 64.7 60.5 60.1 61.2 58.1 120 55.2 53.7 56.1 57.4 53.1 55.2 53
15、.8 49.5 180 48.8 44.9 47.4 51.2 45.3 39.7 45.4 40.3 240 27.4 25.1 30.4 28.0 25.4 22.9 28.4 24.4 300 7.3 7.0 17.2 18.5 7.0 6.7 15.8 8.7 降解率 89.4 90.3 77.1 71.9 90.3 92.1 77.7 89.7 2. 水位变化 根据表 1 中船闸三种不同的操作条件 ,进行了水位动态实验 ,从 4 号测量点得 到了水位变化数据 ,显示在图 2、 3、 4、显示水位变化明显受条件影响 ,最大的变 化 ,介于 24.8 厘米 ,36.7 厘米 ,出现在 A 截面 ,毗邻截面。图 5 显示，在 90分钟至 120 分钟之间，受条件影响，各截面水位先是上涨然后下降。
