结构变化对鱼道水力学特性的影响

除了鱼池长宽比、隔板墩头和隔板结构的改变会对鱼道的流速、流态等水力学特性指标产生影响之外,底孔和坡度等对流速和流态的影响也不能忽视。为了研究底孔和坡度对鱼道的流速、流态等水力学特性指标产生的影响,采用标准k-ε湍流模型对不同工况的鱼道进行了数值模拟计算。研究表明:竖缝式鱼道的最大流速一般出现在竖缝附近,并且对于竖缝处的测点,一般是底层流速更大;增加底孔会降低竖缝处的流速,但底孔处流速偏大;放缓坡度一半时,竖缝处平均流速会降低约20%以上,因此就流速而言,放缓坡度会降低鱼道中的流速,从而对鱼类洄游有利。本实验不仅验证了此次数值模拟计算结果的可靠性,也直观地将鱼道流态清晰展示出来。     

鱼道结构优化研究（“研究生论坛”稿件）

大坝切断了鱼类的洄游路线,对鱼类的生长繁殖产生影响,尤以对洄游及半洄游性鱼类的影响为甚。某水电站所处河段是锥吻叶须鱼、横口裂腹鱼等半洄游性鱼类洄游的必经通道。为保护珍稀鱼类,修建了一座垂直竖缝式鱼道。对该鱼道进行一系列模型实验,通过模型实验,认为该鱼道内主流上的流速接近鱼类极限游泳速度,而且鱼道内水流扰动大,给鱼类洄游带来困难,有必要对其结构进行优化。提出了一种优化的新结构,使每一个水池都具有三级跌坎及一个凹槽,优化鱼道相比于原模型,鱼道内的平均流速降低了30%以上,水流也更为平缓。另外,凹槽中形成静水区,可以为鱼类提供休息场所。认为优化的鱼道结构在流速和流态方面对鱼类洄游有利。     

基于齐口裂腹鱼游泳能力的竖缝式鱼道流态塑造研究

针对鱼道内流态难以满足目标鱼类洄游需求的问题,以大渡河流域种群数量最多的珍稀鱼种齐口裂腹鱼为例,通过在环型水槽进行的游泳能力测试建立其流速指标,依靠数值模拟和物理模型试验研究,提出可以塑造出该指标流态的鱼道结构型式与布置方式.结果表明:3维标准k-ε紊流模型耦合VOF两相流处理自由表面来模拟鱼道流场方法可以满足研究需求.鱼池最大流速出现在竖缝后主流跌水的末端,而当竖缝尺寸根据目标鱼类体型确定后,对鱼池内流态影响最大的因素为鱼道坡度,本案例中齐口裂腹鱼适应的鱼道坡度应缓于2.6％.