大渡河过饱和溶解气体原型观测研究

邹 琴，刘四华，黄 翔，杨 军，顾 洋，王振华，冯镜洁*，李 然，李克锋

(1.四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065；2.国电大渡河流域水电开发有限公司，四川成都610041；3.国电大渡河大岗山发电有限公司，四川雅安625400)

近年来中国建成并运行了一大批高坝，在发挥重大供电、防洪、灌溉效益的同时也带来了一些生态环境问题。其中之一即是高坝泄洪时，掺气水流进入消力池底部，在高压作用下气体溶解于水体，相对于大气压来说达到总溶解气体（total dissolved gas，TDG）过饱和，而溶解气体析出缓慢，TDG过饱和的影响将维持较长河段，由此可能导致下游鱼类患气泡病甚至大规模死亡[1]。

20世纪60年代，美国在哥伦比亚河及其支流蛇河上发现大坝泄水引起TDG过饱和进而导致鱼类患气泡病死亡的现象，随后美国陆军工程兵团布设了现场监测网络，华盛顿大学等机构开展了持续的过饱和TDG现场监测分析[2]。中国最早在20世纪80年代葛洲坝泄水下游发现溶解氧（dissolved oxygen, DO）过饱和导致暂养舱鱼类规模性死亡现象[3]，而后在三峡、溪洛渡等电站泄水下游都发生过大规模鱼类患气泡病死亡事件[4]。长江水产所、长江三峡公司等机构对葛洲坝、三峡电站开展了DO的现场监测[5-6]。四川大学自2006年起对二滩、三峡、瀑布沟等电站开展了持续的过饱和TDG现场观测[7-8]。

基于原型观测数据，美国陆军工程兵团[9]最初提出仅与流量相关的坝下过饱和TDG生成经验公式。Roesner等[10]对泄洪生成TDG的物理机制开展分析，建立了适用于底流消能的过饱和TDG生成机理模型。……