水库逐渐成为多数城市的主要供水水源,但水库的内源污染极大地危害着水源水质。水温分层是内源污染的主要诱因,破坏水温分层是控制水源污染的关键。虽然水温分层阻碍了上下层水体之间的物质和能量交换,但却具有微小扰动即可产生轩然内波的流体力学特性。内波是能量、动量和质量的载体,能促进水体混合。本研究利用扬水曝气器的周期性出流作为扰动源,诱导分层水体形成内波,研究了不同曝气量和水温分层条件下内波的形成过程及范围,测量了曝气引起的水体流速分布,初步分析了曝气诱导形成内波的机理,探究了曝气扰动条件和跃温层厚度对内波形成及特性参数的影响。得出以下主要结论:(1)静止水体在气弹扰动作用下,流速瞬时发生剧烈变化,水体受到气水两相流的作用而剧烈上下振动;每次释放的气弹对水体的扰动效果相同,曝气是一种周期性的重复扰动,曝气量决定气弹释放周期。(2)从内波激发源角度来分析,实验室条件下曝气诱导分层水体形成的内波是一种尾迹效应波。气水两相流尾迹的涡泄和湍流带动整个模型水体上下振动,这种振动在分层水体跃温层处诱导形成内波。(3)气弹释放周期是形成内波的重要影响因素,当周期大于180s,无法形成连续内波;对于内波的形成,有一个最佳的扰动周期,此时内波波高最大,气弹对于水体的扰动频率正好与内波波动频率相同,使水体的振动与内波的波动达到共振。(4)在相同的水温分层条件下,曝气器出口直径在2cm-5cm的变化过程中,曝气器出口直径增大,形成内波的波高、周期呈现增大趋势,对水体的扰动效果更佳,混合水体所需时间更少。(5)分层水体水深增大,分层水体跃温层厚度增大;在相同温度梯度条件下,跃温层厚度越大,水体稳定系数越大,水体稳定性越差;在扰动的诱导下,水体容易失去稳定,形成的内波更为明显。