侧深槽孔-潜孔组合式鱼道障碍物结构对水力特性影响研究

侧深槽孔-潜孔组合式鱼道是一种基于竖缝式鱼道设计出的新型堰孔组合式鱼道,研究和应用尚处于初期,其水力特性分布规律亟待探明。基于FLOW-3D软件建立了侧深槽孔-潜孔组合式及竖缝式鱼道的数值仿真模型,并依托物理模型试验结果修正了边界条件及输入参数,对比分析了两种类型鱼道的流场结构,探究了布置不同型式障碍物对鱼道水力特性的影响。结果表明:相比一般竖缝式鱼道,侧深槽孔-潜孔组合式鱼道具有明显的三维流场特性,可为鱼类提供更多的洄游路径和休息场所,但“L”型的流态会影响鱼类上溯;在侧深槽孔-潜孔组合式鱼道内布置曲面光滑的圆柱型障碍物,池室流态得到改善,流速梯度减小,湍动能降低幅度约为33.3%,湍流耗散率的最大衰减率达82.78%,工程中导流障碍物应多采用光滑曲面,避免出现棱边或截面形状突变的结构。

鱼道水力特性研究进展

综述竖缝式、池堰式和涵洞式、丹尼尔式及组合式鱼道水力特性的国内外研究进展;对比分析水流流态、流速场特征、流量与水深的关系、紊流特性及消能率等几方面对不同鱼道的水力特性的影响;得出了竖缝式鱼道中无量纲流量与相对水深之间呈线性关系的结论,列出了池堰式鱼道中流量与水深的关系式;指出鱼道中紊流的紊动能、紊流强度及紊流结构均会对鱼道水力特性、鱼类对栖息地的选择以及鱼类通行造成较大影响;展望鱼道未来研究重心会逐渐集中于鱼道内紊流特性及其数值模拟的研究,尤其是紊流结构的研究。此外,不同结构形式鱼道内水力条件对鱼类通行的影响及改善措施亦将成为未来研究热点之一。

老龙口水利枢纽鱼道水力特性研究

为了解老龙口水利枢纽工程的竖缝与堰组合式鱼道的水力特性,采用RNGκ-ε湍流模型和VOF方法对该鱼道的水流结构特性及池室内主流、流速和紊动能进行了分析。结果表明,鱼道内水流结构稳定,竖缝处流速小于设计流速2.0m/s,且主流衰减明显,消能效果良好;同时兼具竖缝式和溢流堰式的特点,适合喜好各种水层的鱼类通过,尤其对喜跳跃鱼类非常有利,能满足过鱼对象的需求。

溢流堰与竖缝组合式鱼道紊流结构试验研究

利用声学多普勒测速仪(ADV)实测了凹口溢流堰与同侧布置竖缝组合式鱼道的三维瞬时流速,应用射流力学和紊流统计理论剖析了鱼道水池内的时均流速、紊动强度、雷诺应力、相关函数、紊动尺度等紊流结构。试验研究结果表明:溢流堰与竖缝组合式鱼道池内水流流态呈现出复杂的三维紊流结构;同竖缝相比,溢流堰对紊动强度和雷诺应力的变化有着更为显著的影响,尤其是鱼道池内表层区域;堰流区涡旋的相关性比竖缝壁面射流区好,并且堰流区存在较大尺度的涡旋结构,而竖缝壁面射流区的涡旋尺度则较小。相比单一式鱼道,组合式鱼道紊流结构更加复杂,研究结果可为优化鱼道设计、修复鱼类生境提供参考。