水库正逐渐成为我国多数城市的主要供水水源，但目前几乎每座水源水库都存在一定程度的内源污染和富营养化问题。底部水体溶解氧浓度过低是引起季节性分层水库内源污染的重要条件，而水温分层是引起水体溶解氧浓度过低的主要诱因。破坏水体分层是控制分层水库水质内源污染的关键之一。针对传统破坏分层技术普遍存在的高运行能耗问题，根据适度扰动可在分层流体中产生内波的流体力学原理，利用自行研制的模型分层水库，本论文主要研究了分层水环境中曝气诱导内波的条件与特性，初步分析了曝气诱导内波破坏水体分层的过程与效果，主要结论如下：（1）根据金盆水库的实际水温分层结构，在长2.0m、宽0.6m、高1.2m的模型水库底部环形布设空调蒸发器铜管，对模型水库底部水体进行制冷使其水温恒定，首次在实验室内较好地模拟了基于自然传热的水温分层结构，自上而下依次为变温层、跃温层和等温层，各水层厚度分别约为0.4m、0.2m和0.4m，跃温层内温度梯度与气温及设定的等温层水温有关，浮力频率约在跃温层中间位置达到最大值。（2）在本中试条件下，扬水曝气器的气弹周期随曝气量的增大而减小，当曝气量从50L/h增大到200L/h时，气弹周期从89.2s减小到20.8s；实时测量距离扬水曝气器轴心不同距离处的水温剖面，获取对应的密度剖面的历时信息，建立了内波周期、波幅、波幅、波速等特征参数的计算方法；当扬水曝气器顶部出口位于等温层顶部时，其周期性气水两相流可以作为扰动源，在分层模型水库内部诱导产生内波，波幅在跃温层浮力频率最小处最大，随时间推移，内波能量逐渐耗散，波幅逐渐减小，内波有破碎趋势。（3）在跃温层温度梯度分别为0.39、0.56以及0.78℃/cm的条件下，依次变化曝气量从50L/h到200L/h，根据水温剖面结果计算各条件下的内波特征参数；在Grad T1=0.78℃/cm条件下，当气弹周期T0≤35.1s时，内波周期、波速、波长均随着扰动周期的增大近似线性增大，当T0>35.1s时，各参数值先迅速下降、然后随着气弹周期的增大而趋于平缓；内波波幅随气弹周期的变化特性较为复杂；在较低的温度梯度条件下，以上各内波特征参数随着气弹周期变化的规律性稍弱，随跃温层温度梯度的增大，内波周期和波幅呈减小的趋势，内波波速和波长则呈相反趋势。（4）在本中试条件下，扬水曝气器顶部的周期性出流速度在0~0.5m/s之间变化，相应的特征Froude数（Fr=U/ωmaxD）为0~32.15，重复试验条件下的内波的结构特征非常相似，但重现性不及固定扰动源条件下产生的内波的重现性理想，可能原因是体积内波和尾迹内波交替地成为主控内波。（5）曝气诱导内波破坏水体分层的过程以跃温层的逐步下潜为主要特征，破坏水体分层所需时间随曝气量增大而减小；在跃温层温度梯度分别为0.39℃/cm和0.56℃/cm的条件下，当曝气量从50L/h增大到200L/h时，破坏分层所需时间分别为90～270min和60～300min；相对传统的垂向循环水流混合，曝气诱导内波混合可将破坏分层效率提高25%～60%，具有能耗低、效率高的明显优势，应用前景广泛。