一种水体总溶解气体观测系统及其应用技术领域
本发明属于水体环境监测技术领域，具体涉及一种水体总溶解气体观测系统及其
应用。
背景技术
大坝在发电、灌溉、航运、防洪，调蓄区域水资源、获得清洁能源等方面发挥了巨大
的作用，但也对河流系统水文情势、形态、地貌、水质以及生态环境产生了不利影响。因此，
大型水电项目给人类带来巨大的经济效益的同时，其引发的经济效益减少、生态环境破坏
等问题也日益凸显。高坝大库闸坝泄流过程中，高速下泄的江水将空气中大量气体卷入到
坝下水体深处。在流体静力压作用下，被卷入水体中的气体以气泡形式溶解于水中，使下游
水体中总溶解气体过饱和。上下游水位差越大，对空气的卷吸掺混越剧烈。进入水流中的过
饱和溶解气体并不会很快全部析出，而是随水流输移扩散到下游。在这一过程中，过饱和溶
解气体随着鱼类上浮释放到其体内，致使鱼类患气泡病甚至大规模死亡。
高坝泄流时，总溶解气体（TDG）的迅速生成过程通常发生在水垫塘内。这是由于水
垫塘内气体浓度、水深、流速和紊流强度都很高。而当水流进入尾水渠后，质量传输过程则
相反，气体开始从水体释放到大气中。
目前大坝下游流域的总溶解气体相关研究主要集中在中、低水头的大坝，通常的
观测办法是在大坝下游布置总溶解气体监测器。这种观测办法虽然操作简单，但由于我国
许多大坝工程为 50m 以上的高坝、超高坝，其坝高、泄洪流量、掺气消能等工程特性与中、
低坝有着很大不同，因此该观测方法不适用于高坝、超高坝。而对于高水头、大流量的高坝，
由于高坝下游水体中总溶解气体含量受多种因素影响，如上游总溶解气体饱和度、下泄流
量、大坝水头、泄水建筑物的布置、泄洪方式、厂房泄水、下游消力池水深及尾水，现有技术
的观测方案往往难以克服这些因素的影响，且常常忽略了河流水体中TDG的动态变化，仅对
水质异常的个别或少数点进行观测，存在观测不易、缺乏系统性的问题，甚至监测数据与实
际情况差异很大。为此，研发一种能解决上述问题的产品是非常必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种水体总溶解气体观测系统。
本发明的第二目的在于提供一种水体总溶解气体观测系统的应用。
本发明的第一目的是这样实现的，所述的水体总溶解气体观测系统包括浮台、上
连接管、伸缩套管、下连接管、水下监测装置、水上控制装置、电源，所述的上连接管的一端
与浮台底部中心连接，另一端与伸缩套管连接，所述的下连接管的一端与水下监测装置连
接，另一端与伸缩套管连接，所述的上连接管、伸缩套管、下连接管组成能够伸缩的管形结
构，所述的水上控制装置、电源均设置于浮台上，所述的电源分别与水下监测装置、水上控
制装置电连接。
本发明的第二目的是这样实现的，所述的应用是将所述的水体总溶解气体观测系
统分别设置于待观测流域中高坝大库上游进水口处的第一观测点、高坝大库尾水处的第二
观测点、高坝大库下游干流的第三观测点、高坝大库下游的各支流的上流的第四观测点、高
坝大库下游的各支流与干流汇入口处的第五观测点。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明水体总溶解气体观测系统能够自动不间断对水体进行连续动态监测，能够用
于大坝及其以下河道沿程监测链上复杂水体环境，能够准确获取水体中TDG含量实时动态
变化数据，并通过无线传输以及存储器对监测数据进行实时传输、存储；
2、本发明水体总溶解气体观测系统的结构简单，利用太阳能供电，经济环保，并且浮台
上能够搭载其他设备以获得其他所需数据，具有扩展性强的优点，同时能够伸缩的管形结
构可方便的调节水下监测装置的位置；
3、本发明水体总溶解气体观测系统在高坝大库下河道沿程水体中的应用，布设方式能
够准确反映高坝大库下河道沿程水体中总溶解气体的实际真实状况，具有系统观测的优
点。
附图说明
图1为本发明水体总溶解气体观测系统的结构示意图；
图2为水体总溶解气体观测系统在高坝大库下河道沿程水体中布设示意图；
图中：1-浮台，2-上连接管，3-伸缩套管，4-下连接管，5-监测箱体，6-控制箱体，7-支
架，8-太阳能电池板，9-第一观测点，10-第二观测点，11-第三观测点，12-第四观测点，13-
第五观测点，14-坝体，15-干流，16-支流A，17-支流B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基
于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
如附图1~图2所示本发明包括浮台1、上连接管2、伸缩套管3、下连接管4、水下监测
装置、水上控制装置、电源，所述的上连接管2的一端与浮台1底部中心连接，另一端与伸缩
套管3连接，所述的下连接管4的一端与水下监测装置连接，另一端与伸缩套管3连接，所述
的上连接管2、伸缩套管3、下连接管4组成能够伸缩的管形结构，所述的水上控制装置、电源
均设置于浮台1上，所述的电源分别与水下监测装置、水上控制装置电连接。
所述的水下监测装置包括监测箱体5、总溶解气体监测器，所述的总溶解气体监测
器设置于监测箱体5内。
所述的水上控制装置包括控制箱体6、控制器、无线传输器、存储器，所述的控制
器、存储器均设置于控制箱体6内，所述的无线传输器设置于控制箱体6上，所述的控制器分
别与无线传输器、存储器、总溶解气体监测器电连接。
所述的电源包括蓄电池、支架7、太阳能电池板8，所述的蓄电池设置于控制箱体6
内，所述的支架7设置于浮台1上，所述的太阳能电池板8设置于支架7的顶端。
所述的水下监测装置还包括水质监测器、水温监测器，所述的水质监测器、水温监
测器分别与控制器电连接。
所述的浮台1侧面设置有取水器。
所述的总溶解气体监测器为YSITDG5200测定仪，所述的YSITDG5200测定仪的精度
为-200～200Pa，DO为-0.2～1.2mg/L。
所述的水质监测器为浸入式自动连续水质监测仪。
所述的蓄电池为防水蓄电池。
所述的监测箱体5内设置有配重。
所述的水体总溶解气体观测系统在高坝大库下河道沿程水体中的应用是将所述
的水体总溶解气体观测系统分别设置于待观测流域中高坝大库上游进水口处的第一观测
点9、高坝大库尾水处的第二观测点10、高坝大库下游干流的第三观测点11、高坝大库下游
的各支流的上流的第四观测点12、高坝大库下游的各支流与干流汇入口处的第五观测点
13。
所述的第三观测点11设置于高坝大库下游500~5000m处。
所述的第四观测点12设置于高坝大库下游的各支流的上流500~5000m处。
下面结合实施例1~3对本发明作进一步说明。
实施例1
将所述的水体总溶解气体观测系统分别设置于待观测流域中高坝大库上游进水口处
的第一观测点9、高坝大库尾水处的第二观测点10、高坝大库下游干流的500m处的第三观测
点11、高坝大库下游的各支流的上流的500m处的第四观测点12、高坝大库下游的各支流与
干流汇入口处的第五观测点13。
实施例2
将所述的水体总溶解气体观测系统分别设置于待观测流域中高坝大库上游进水口处
的第一观测点9、高坝大库尾水处的第二观测点10、高坝大库下游干流的5000m处的第三观
测点11、高坝大库下游的各支流的上流的5000m处的第四观测点12、高坝大库下游的各支流
与干流汇入口处的第五观测点13。
实施例3
将所述的水体总溶解气体观测系统分别设置于待观测流域中高坝大库上游进水口处
的第一观测点9、高坝大库尾水处的第二观测点10、高坝大库下游干流的2250m处的第三观
测点11、高坝大库下游的各支流的上流的2250m处的第四观测点12、高坝大库下游的各支流
与干流汇入口处的第五观测点13。