对于平原河网的活水调度而言，活水调度的作用可以是以水治水，可以是增大水量，稀释污水；也可以是激活了河网水体，使原有水体由静变动，流动由慢变快，提高了水体的复氧能力，使水体中的各种污染物质得到比较迅速的降解。水体的自净能力增强，从而使水质得以改善。“流水不腐，户枢不蠹”即是这个道理。
污染物进入水体后，氧在水体中起着十分重要的作用，其主要的表现形式是溶解氧，以DO(Dissolved Oxygen)表示，DO的主要来源靠大气复氧。在水质分析中，把由大气进入水体中的氧以及水体经生物化学反应产生的氧统称为溶解氧。水中DO含量是衡量水体水质状况的一项重要指标，是维持水生生态平衡和有机物进行分解的条件。DO含量不足将直接威胁到水中生物的生长，如果氧气得不到及时补充，耗氧生物就会因为缺氧而死亡，生物自净过程终止，同时，厌氧菌大量繁殖，则水中有机物将在厌氧条件下分解，使水质恶化发臭。在水质污染的评价中，DO是个清洁指标，与其他污染物相比情况特殊，它可直接反映水体污染程度[4]，其数值越小说明污染越重；相反说明污染较轻。在地表水中，DO成为维持水体自净过程和水生生物生长的最重要组成部分，这个组成部分从短期来说比水体中其他任何成分更活跃、更多变，当然DO并不能完全代表水体的生态系统状态。实际上，各类有机污染指标是相互作用、相互影响的，DO和COD、BOD、NH 3等其他有机指标是相辅相成的，一般DO较高时，其他有机指标相对较低；反之，则较高，复氧技术即是利用DO的这种重要作用来改善水质，恢复水体生态平衡的。
生物自净过程包括了氧的消耗和氧的补充两个过程。水体的耗氧与复氧过程涉及的因素也较多，在河湖水闸调度时，水体自净降解过程中氧平衡涉及的主要因素如下。
1.耗氧因素
(1)水体中含碳化合物被氧化而引起耗氧。
(2)水体中含氮化合物被氧化而引起耗氧。
(3)底泥中的有机物在缺氧状态下，发生厌氧分解，消耗水中的氧。特别是污染较严重的水体，底泥对水体溶解氧平衡的影响比较明显。与此同时，晚间光合作用停止时，由于水生植物和藻类植物的呼吸作用而耗氧。
(4)废水中其他还原性物质引起水体的耗氧。
2.供氧因素
(1)调度清水所带来的溶解氧。
(2)排入水体的废水所带来的溶解氧。
(3)水体流动时，由于大气中的氧向水中扩散、溶解。
(4)水体中繁殖的光合自养型藻类和水生植物，白天通过光合作用放出氧气，溶解于水中。生物补给的氧量一般是比较多的。
上述各种因素综合作用，控制水体中有机物的自净过程，使水体中污染物的浓度不断变化。如环境有利于复氧，则水体自净能力就会强；否则，就会受到较大的影响。而上述各供氧因素中，以大气复氧为主。
对于静态水体，大气向水体的复氧现象，理论上完全服从分子扩散理论模型，可以看作空气中的氧穿过水面向水体内部的分子扩散过程[16]。对于紊动水体，紊动使水体表面产生大小不等的漩涡，同时形成很多小水滴，增大了水气界面的表面积，并且漩涡大小与水滴大小取决于水体的紊动特性，由于水体紊动漩涡的作用，使界面附近气体被卷吸进入水体内部，造成界面处气体浓度远大于水体内部的溶解氧浓度，形成表面气体富集层，由于紊动的进一步作用以及氧气浓度的空间梯度，气体富集层中的一部分氧气会与水体作用形成溶解氧，并在水体中进行扩散输移。
由以上分析可以看出，由于紊流涡漩的不规则运动，在尺度上和运载能力上都远比分子的无规则运动大得多，因此紊动水体的复氧能力也比静态水体的复氧能力强得多。
目前水体中各种污染物成分非常复杂，表4.1揭示了水体中主要污染物的种类、主要危害和净化的可能性，从表中可以直观地看出，水体的流速对水体的净化作用十分明显，是水体自净的主要控制因子，缺氧或贫氧水体一般是紊流扩散较弱的结果。
表4.1 各类污染物主要危害及净化可能性
注 摘自《水利计算及水库调度》P19表2.5。(www.xing528.com)
静态水体由于大气复氧作用使水体平均溶解氧浓度的变化过程表达式为
其中
式中 t——时间；
H——水体的平均水深；
O s——溶解氧的饱和浓度；
O o——溶解氧的初始浓度。
紊动水体溶解氧的变化规律常用下列方程描述，即
方程中的K 2这一项表示大气复氧，复氧系数K 2直接影响大气复氧量，因此本项目主要讨论K 2与哪些因素有关。目前相关水体复氧系数的资料相对缺乏，主要可以参考美国芝加哥卫生区工程检查局计算的各种水体的数值(对静态水体和紊动水体通用)，见表4.2。从表中可以看出，复氧系数K 2值的大小分类，基本也是以流速为尺度的，随着水体流速的增加，K 2值大幅度增加。
表4.2 不同水体的复氧系数K 2(在20℃)
实际工作中多采用试验方法或经验及半经验公式估计河流的复氧系数，表4.3列出了文献中一些主要的复氧系数预测公式[4]，尽管这些经验、半经验公式还很不成熟，公式普遍存在通用性和精确度较差的问题。但从表中可以看出，各家对流速U对复氧系数的影响都持有相同的看法，即复氧系数K 2随着流速的增大而增大，即水体的复氧能力随着水体流速的增大而增大。
因此河网水闸调动需激活水流，增加流速，使水体的自净系数K 2增大，水体中氧的浓度增加，水体的自净能力增强。水生微生物、植物的种类和数量也相应增加，水生生物活性增强，通过多种生物的新陈代谢作用最终达到了净化水质的目的。
综上所述，静态水体的大气复氧过程服从分子扩散理论模型，可以看作空气中的氧穿过水面向水体内部的分子扩散过程，是一种微观的分子运动；而紊动水体的复氧过程以水体和大气的宏观物理混合、扩散、输移为主，紊动的尺度远大于分子运动的尺度，因此紊动水体的复氧强度远远大于静态水体的复氧强度，即紊动水体的自净能力远远大于静态水体的自净能力。
表4.3 河流复氧系数估算公式
湖泊、河网、水库在非排水季节是一个相对封闭的水体，水体基本是静止不动的，复氧能力低下，这3类水体应该属于表4.2中的第一类水体，由表4.2可以看出，这类水体的复氧系数大致为0.1～0.23，而该类水体若实施活水调控，改变了水体的水文条件，使静止的水体流动起来，则属于第二类水体，复氧系数可以达到0.35，大大提高了水体的复氧能力，从而加快水体的自净。因此在水体污染严重时，适当提高水体的流动性，降低水体污染浓度，可增强水体恢复良性循环的能力，加大微生物菌群的自我繁殖能力，最终提高水体的自净能力。
发挥水利工程优势，实施平原水闸群联合调度，是近年来不少地区都在采用的水环境改善措施。对经济较发达的平原河网地区，在补给水源能够得到保证的情况下，实施活水调度是一项改善水环境最为直接的技术路线，投入相对较少、收效快且效果明显。通过水闸群调水配水活水，不仅可以增加水量、稀释河水、降低污染物浓度，而且可以调活水体、增大流速，提高河水的复氧能力与自净能力，进而加快水体污染物的降解速度，即通过水力条件的改善达到改善和修复水环境的目的。但由于平原河网地区的水动力学条件极其复杂，如何保证调水安全以及最大限度地发挥水体动力学特性，是水闸群调度控运改善水环境方案设计的关键。
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