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.     

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。     

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...     

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。     

Modeling of thermodynamics of ice and water in seasonal ice-covered reservoir

A width-averaged 2-D numerical model for simulating vertical distributions of flow and water temperature in reservoirs with an ice cover is developed. In this model, the 2-D flow and water temperature distributions are solved by the finite volume method with the k-? turbulent model. The heat conduction in the ice cover is modeled by the vertical heat transfer and the heat exchanges through the air-ice and ice-water interfaces. The model is applied to a 153 km long reservoir in Songhua River and the simulated results are in a good agreement with the field data of both the vertical water temperature and the ice thickness. The simulated results show that the ice cover thickness in the reservoir is not uniform, the maximum thickness appears in the middle reach, the outflow temperature has an obvious variation as compared with the natural temperature, and a buoyant flow occurs in the reservoir surface at the freeze-up and break-up periods. The model can effectively simulate the water temperature and the ice conditions of large reservoirs in cold regions.     

金沙江下游溪洛渡与向家坝水库浑水异重流研究

金沙江 是长江的主要产沙区,其泥沙主要产生在下游雅砻江汇口至屏山区间。溪洛渡与向家坝水库是金沙江下游重要的巨型水库,水库蓄水后可能形成异重流。为通过调度手段利用异重流排沙,有必要对两水库的异重流运动规律进行研究。本文采用水沙两相流ASM模型,对两水库不同调度方式下的异重流产生条件进行模拟和预测,探讨了异重流前锋运动规律。研究表明：溪洛渡与向家坝水库在正常蓄水位发电运行条件下均难以形成稳定运动的异重流,而在汛期运行时,一定的流量范围内,当入库浑水含沙量突增1.0kg/m3以上时,会形成异重流,异重流的前锋运动速度与含沙量线性相关,与河床比降无明显关联,该结论对异重流调度的决策有一定的支持作用。     

马岭水利枢纽集运鱼系统设计研究

马岭水利枢纽位于贵州省马别河峡谷河段,受坝高和地形条件的限制,采用“固定集鱼平台集鱼+公路转运+滑槽放流”的过鱼方案,是国内第一个采用这种过鱼方案的工程。中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司和四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室在鱼类游泳能力测试和水力学模型试验的基础上,对该水利枢纽集鱼系统进行了重点研究,通过工程措施,塑造了诱鱼水力学条件,研究成果可为类似工程过鱼设施的设计提供参考。