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。     

基于纳什-古诺均衡和Chatterjee-Samuelson 议价模型的梯级水库水调决策研究

水库具有调节能力,其调度方式受供水需求及发电计划等诸多因素影响而属于多目标决策问题。通过对博弈论中关于纳什-古诺均衡和贝叶斯博弈条件下的ChatterjeeSamuelson议价模型研究,建立了流域梯级水库的水调决策模型。同时针对梯级水库在掌握其他决策者信息量不同的情况,分别建立决策的静态和动态博弈模型进行针对性研究。将模型应用于四川岷江某水利枢纽水调决策的研究,表明其可以对梯级电站的决策行为进行分析和模拟,从而降低决策风险,增强流域调度的均衡性,优化经营策略。     

圆口铜鱼水力生境适宜度评价及集群区域预测

梯级电站的开发对洄游鱼类天然生境造成了严重破坏且阻断了其洄游路径。以金沙江下游某典型高坝工程为例,选取圆口铜鱼为保护对象,对过鱼季节典型工况尾水下游河道进行了三维紊流数值模拟,分析了河道中流速、水深的分布情况,采用栖息地综合适宜度评价方法在研究区域内以流速、水深为评价因子对圆口铜鱼进行了洄游期水力生境适宜度评价,计算了不同工况下权值适宜面积占比。结果表明,各工况下主流流速较大,圆口铜鱼无法克服主流完成上溯;在主流靠近左右岸两侧存在水力生境适宜区间,权值适宜面积随着下泄流量增大而减小;在左岸x=-850、-1 450 m和右岸x=-1 300 m、-1 600 m四处存在可能的集群区域,可为过鱼设施建设提供参考。     

变流场情景下基于鱼类游泳特性的上溯通道分析

水电开发对洄游性鱼类的生境造成了影响,预测目标鱼类洄游期的上溯通道可为修建过鱼设施提供依据,从而减缓其负面效应。本文选取虎渡溪航电工程的下游河段作为研究区域,将长薄鳅、白甲鱼、异鳔鳅鮀作为目标鱼类,针对几种目标鱼类的游泳能力对不同流速进行分区后,得出了适用于多种过鱼目标的流速适宜度曲线,然后对研究区域过鱼期的典型流量进行了数值模拟。根据流速适宜度曲线对研究区域的多种过鱼目标进行了流速适宜度评价,并由评价结果预测了满足多目标过鱼要求的上溯通道。结果表明：流速适宜度评价最优区域出现的位置随流量变化而有所不同,低流量运行条件下出现在主流区域,而高流量运行条件下出现在主流区域两侧;上溯的通道面积占总面积的比例也随流量变化而有所不同,低流量运行条件下的占比约为高流量运行条件下的3 ~ 4倍。根据预测通道特征,对鱼道的进口布置及电站运行调度提供了建议。该结果可为相关鱼类的保护工作提供依据。     

竖缝式鱼道的弯道布置与结构形式研究

采用数值模拟方法对圆弧形和矩形弯道结构的鱼池流场进行计算分析,并进行了物理模型试验验证。结果表明,矩形弯道布置与"L"形鱼池挡板结构形成的流场更符合鱼类洄游需求。     

Heat transfer at ice-water interface under conditions of low flow velocities

The heat transfer at the ice-water interface is closely related to the hydrodynamic and physical properties of the water body.It affects the ice cover thickness and the water temperature underlying the ice cover.This paper studies the heat transfer from the water to the ice cover.Based on the flume data,a linear relationship between the ice-water heat transfer coefficient and the flow velocity beneath the ice cover is established and the calculated dimensionless ice-water heat transfer coefficient is 1.1×10-3.This empirical relationship can be applied to estimate the ice-water heat transfer of reservoirs,lakes and other freshwater bodies when the flow velocity under the ice cover is in the range of 0.024 m/s-0.110 m/s.     

蛮石斜坡型仿自然鱼道水力学特性研究

蛮石斜坡型仿自然鱼道是仿自然鱼道的常见形式。为了研究该型鱼道中流态,流速和紊动能的变化规律,本文提出了两种不同排列方式的蛮石斜坡型仿自然鱼道:对缝排列和错缝排列。采用三维湍流模型对不同工况的鱼道进行了数值模拟,并用试验验证了数值模拟的合理性。研究表明:同水深情况下,对缝排列形式出现的最大流速小于错缝排列出现的最大流速;对缝排列相邻两级鱼池流速增幅小于错缝排列形式。对缝排列形式的水流紊动能在不同水深处和相邻鱼池间差异小,错缝排列的水流紊动能在水流上层最大,相邻鱼池间紊动能差异明显。对缝排列比错缝排列具有更加合理的鱼道水力学特性。     

基于区域可持续发展的黑河塘水电站环境保护

对基于区域可持续发展的黑河塘水电站建设和生产运行阶段的环境保护工作进行了简要的概述。对水电站建设的自然条件,环境敏感性进行了分析,提出了影响环境的主要因素,特别是针对区域生态及景观要求进行了环保技施的设计和实施,履行了施工期环境保护要求。对于边坡绿化和减水河段流量泄放等环境问题进行了研究,努力协调区域可持续发展。严格执行“三同时”原则,进行科学化的环境管理,落实环境监理制度。着力打造“绿色水电”,实现建设与环境的和谐统一,对促进白水江流域水电资源的合理开发利用具有重要的现实意义。     

高坝过鱼设施集诱鱼进口水力学条件数值模拟与模型试验研究

集诱鱼设施是高坝过鱼设施的关键组成部分,其进口位置的水力学条件决定了过鱼设施的过鱼效率。为了寻找河道中满足集诱鱼设施进口水力学条件的区域,本文以某高坝工程为例,根据相关调查结果,确定了7种过鱼对象,提出了集诱鱼进口所需要满足的2种水力学条件,即流速范围为0.41～1.00 m/s,紊动能范围为0～0.04 m~2/s~2。采用标准k-ε紊流模型和VOF方法追踪自由液面,对过鱼季节不同机组运行条件下尾水下游1 km河道范围进行了3维紊流数值模拟,来研究河道中紊动能和流速的空间分布,并通过比尺为1:50的物理模型试验验证了数值模拟的合理性。结果表明,不同机组运行条件下主流靠左岸一侧均存在上溯通道,河道左岸紊动能均小于0.04 m~2/s~2;从流速分布来看,满足流速条件的区域面积分别为35 732、22 659、12 201 m~2;在河道左岸存在面积为1 354 m2的区域在不同机组运行条件下能够同时满足紊动能和流速2种水力学条件,该区域能产生良好的集诱鱼水流,集诱鱼效果较好,即集诱鱼进口适宜布置该区域内。     

鱼道进口布置方式对集诱鱼水流水力学特性的影响研究（注：研究生论坛）

鱼道进口的布置方式直接影响着集诱鱼水流的水力学特性,而集诱鱼水流能否被鱼类识别和适宜鱼类洄游,决定着诱鱼效果,是整个鱼道工程成败的关键。本文提出了两种鱼道进口布置方式,分别布置于闸墩旁和集诱鱼通道旁。为了说明不同的鱼道进口布置方式对集诱鱼水流水力学特性的影响,采用标准k-ε三维紊流模型和VOF模型,对两种布置方式进行了三维数值模拟,并用物理模型试验结果验证了数值模拟的合理性。通过对比分析两种布置方式集诱鱼水流的流态、流速、流速适宜区宽度和紊动能,表明：在集诱鱼通道布置方式下,集诱鱼水流流速更小,下游靠边最大流速减小了1.0 m/s;流速适宜区（0.70 m/s~1.41 m/s）横向宽度更大,最大横向宽度增大了3.0 m;水流紊动能更小,鱼道进口处最大紊动能减小了0.60 m2/s2。集诱鱼通道布置方式下的水流具有更适宜鱼类洄游的水力学特性,能更有效地吸引并引导鱼类洄游上溯,找到鱼道进口,可为鱼道进口布置设计和研究提供参考。