仿自然鱼道整体物理模型试验研究

仿自然鱼道不仅能满足多种鱼类的洄游需要,同时还增加了河道内鱼类生境的数量与多样性,近来越来越受到人们的重视。由于仿自然鱼道结构复杂,断面型式多变、边坡及底部材质粗糙,糙率估算困难等,目前尚无完善的研究方法。结合新干枢纽仿自然鱼道工程,建立了1∶12的整体物理模型试验,对鱼道初步设计方案的水流条件进行了论证。结果表明,采用常规鱼道的研究方法控制鱼道内底坡、底宽、池室长度、偏移率和透水率等参数,然后通过整体物理模型试验进行验证和优化,可有效地用于指导仿自然鱼道的设计。与常规鱼道相比,仿自然鱼道受断面型式及建造材料的尺寸误差等影响,鱼道线路内流速差异明显。特别是鱼道转弯段,偏移率受弯道影响,流速易出现较直线段高或低的情况。研究成果为工程的设计提供了参考依据,同时为仿自然鱼道的设计和研究提供了参考。

交错蛮石墙式仿自然鱼道水力学特性研究

根据某工程特点和过鱼要求,提出了三种不同的结构方案,采用标准三维紊流数学模型对比分析了三种方案的水力学特性,并用模型试验对数值模拟结果进行验证。对流场、过鱼适宜性空间和紊动能的分析研究表明,在单级池室中主流流速有先减小再增大的趋势,最大流速出现在长蛮石墙附近;主流两侧的低流速区紊动能范围为0~0.02m^2/s^2,能够形成紊动能较弱的鱼类休息区;同等长宽比时,增加底宽主流最大流速减小0.1~0.2m/s,低流速区面积相对增加5%~8%;同等长宽比和底宽时,鱼道出口的两级池室改为平坡,紊动能减小0.01m^2/s^2。研究结果为交错蛮石墙式仿自然鱼道在实际工程中的应用提供了参考。

仿自然鱼道的一般布置原则及数值模拟研究

拟建的阁山水库会阻断鱼类的洄游通道,为解决鱼类上溯问题,将同时布置仿自然鱼道。基于仿自然鱼道的一般布置原则,建立了适合研究仿自然鱼道数值模拟的CFD模型,并通过物理模型试验研究成果进行了模型验证和率定。在此基础上对鱼道不同的障碍物布置尺寸和间距开展了优化比较,通过研究鱼道内的流速分布及流量等水力参数,确定了较合理的障碍物布置形式。研究表明,增大障碍物的尺寸和减小障碍物的间距均可以增强对水流的阻碍作用。综合分析后推荐本鱼道工程障碍物布置的较合理形式为:高2.0m,长4.0m,宽2.5m,间距10m。此布置形式在设计工况下,鱼道内的流速范围为0.3m/s^1.2m/s,主流明确,能够满足各种鱼类的上溯要求。

龙溪口航电枢纽仿自然鱼道设计

为确定岷江航电龙溪口枢纽仿自然鱼道布置的合理性和设计基本参数,对工程河段开展鱼类资源调查和游泳能力测试。通过三维数值模拟计算验证鱼道池室尺寸与池室内流速关系,通过物理模型试验对鱼道内部水流流态、控制断面流速等水力学参数进行研究。提出仿自然鱼道设计方案:1)鱼道进口布置在发电厂房尾水渠末端,采用发电尾水诱鱼并在进口布设补水设施;2)鱼道采用藕节形+梯形断面结构,内设横隔,鱼道和横隔均采用天然卵石堆砌;3)下游河道左岸布设缓流平台,消除鱼类上溯流速屏障。试验结果表明,龙溪口仿自然鱼道池室内部流态多样性,流速满足过鱼要求。

松花江补建仿自然鱼道过鱼效果监测与评估研究

鱼道作为水利水电工程阻隔效应减缓措施,在恢复河流纵向连通性、促进坝址上下游种群遗传交流和保护生物多样性方面具有积极作用。为明确我国首个补建永庆仿自然鱼道过鱼效果,2021年~2023年采用网捕法、视频观察法和PIT射频标志跟踪法对鱼道过鱼效果进行了监测。监测结果显示:鱼道种类集鱼率和通过率分别为79.59%、34.69%;2021年~2023年进口段日均净上行数量为(29.79±8.32)尾/d,2023年出口段为39.14尾/d;永庆仿自然鱼道对进入鱼道的鱼类规格选择性总体较小;鱼道集鱼和过鱼效率分别为41.99%、16.55%,集鱼和过鱼时间分别为(23.91±64.80)h、(201.39±278.40)h;不同种类集过鱼效率和时间差异较大;标记鱼类通过A3~A4区段时间显著长于其他区段,而通过比例也更低。研究结果表明,永庆仿自然鱼道总体有效,但过鱼效率相对较低,A3~A4区段是鱼类难以通过的区域。研究结果有助于进一步提升永庆仿自然鱼道过鱼效果,保护松花江鱼类生物多样性,以及促进已建水利水电工程连通性恢复。

仿自然鱼道低流速区流场塑造试验研究

该文依托位于闽江下游右岸最大支流大樟溪上的水利工程,通过建立1:8和1:4两个大比尺仿自然鱼道标准段局部物理模型分析鱼道隔板间水流流态和局部水流现象,全面了解鱼道池室内水流分布情况,确定及优化仿自然鱼道隔板布置型式和详细结构尺寸;通过使用天然卵石堆砌隔板,在隔板中设置符合鳗鲡游动迹线的"S"型过鱼孔,融合工程鱼道与仿自然鱼道优点,为降河性洄游鱼类花鳗鲡和日本鳗鲡塑造一个低流速区上溯的仿自然通道。

仿自然型鱼道进出口布置试验研究

仿自然型鱼道能有效减轻水利工程建设对鱼类的影响,而鱼道进出口附近的水流条件如何,直接关系到仿自然型鱼道能否应用成功。在分析和总结国内外仿自然型鱼道建设及研究现状的基础上,结合某工程仿自然型鱼道水力学整体模型试验,重点研究了电站不同运行方式下的鱼道进、出口流态,流速分布等水力参数,并进行了活鱼试验,对该工程仿自然型鱼道进、出口的布置提供了推荐方案,为较大水头仿自然型鱼道进、出口的布置研究提供参考。

大樟溪永泰莒口水闸仿自然鱼道工程建设的思考与探讨

随着我国生态保护观念的日益增强,越来越多的鱼道工程进入建设阶段。该文总结不同洄游过鱼结构物特性,阐明鱼道设计关键因素,基于大樟溪永泰莒口水闸仿自然鱼道工程探讨鱼道工程建设要点,以保障闽江流域鱼类种群的多样性,可供类似工程建设参考。

桑河二级右岸仿自然旁通道鱼道设计

柬埔寨桑河二级水电站选择仿自然旁通道鱼道作为过鱼设施。结合右岸实际地形特点,进行了鱼道进口、出口及渠身段设计布置。经物理模型试验及数值分析研究蛮石坎布置形式及渠道内的水力学特点,确定了鱼道渠身内蛮石坎的布置。鱼道内因蛮石坎的布置降低了渠道内水流流速,增加了渠道内水深。营造了丰富的水流环境,构建了鱼类更为熟悉的水流环境,具有更高的过鱼效率。

仿自然型鱼道结构形式改进及水力特性试验研究

为了使传统仿自然型鱼道适应更大水头差,有更好的水流流态、满足不同鱼种对水流流速的要求,通过水槽模型试验和资料分析的方法,研究不同断面结构形式对仿自然型鱼道水流流态的影响,并提出了一种具有多级流速通道的过鱼断面形式,随后在此基础上对这种鱼道的消能率进行了研究。结果表明:通过增加第一排第一组蛮石的长度和高度,延长水流路径,可降低低流速通道的水流流速;通过增加一条中流速通道,可降低两侧高速通道的流速,均衡各通道流速,增加断面的过鱼效率;该鱼道断面消能率随着水深的增加有降低的趋势,当水深与第一排蛮石高度基本齐平时,消能效率最高。采用该设计方案既可增加鱼道的过鱼效率和过鱼种类,又可使鱼道适应较大水头差,与以往设计相比,可缩短鱼道长度、减小工程投资。研究成果可为仿自然型鱼道结构设计提供参考依据。

仿自然型鱼道在堰坝工程中的设计研究

天然河道上堰坝的砌筑阻断了鱼类的交流与繁衍,与传统工程鱼道相比,仿自然型鱼道由于构建了鱼类熟悉的水流流态,因而具有更高的过鱼效率。结合天台县始丰溪一处堰坝改造工程,根据地形特点、当地建筑材料等自然条件,从鱼道的设计理念、类型选择、构造布置、水力计算等方面入手,对仿自然型鱼道在堰坝工程中的应用进行了设计研究,可为生态鱼道的发展应用提供参考。

数值模拟在八吝大坝鱼道流场设计中的应用

在生态文明建设大环境下,为了恢复河段生态连通性,维护流域生态平衡,促进河流生物资源交流,对已建成的绝大部分拦河闸坝考虑增设鱼道设施,将具有重要意义。数值模拟方法在八吝大坝鱼道流场设计中的成功运用,不仅为类似的仿自然鱼道沿程流场优化设计提供了一种新的验算方法,也为池室结构复杂、异形多变的新型鱼道流量流速设计及沿程水流流态验算提供了一种新的思路。

貊皮岭鱼道池室水流条件模型试验研究

鉴于貊皮岭鱼道为融入技术型鱼道特征的特殊仿自然鱼道,建立了物理模型对貊皮岭鱼道在不同隔墙布置条件下的池室水流条件进行模拟分析,分析了池室的流速分布、流态及沿程水深分布情况。结果表明,设有底孔的竖缝式隔墙布置型式的水流条件较为多样化,存在较为合理的大流速区和小流速区,水流条件最佳;针对进鱼口水流条件在个别工况流速偏小的情况,提出了鱼道进鱼口补水布置方案,能够达到更好的诱鱼效果。

鱼道工程全生命周期管理——以永庆反调节水库鱼道工程为例

鱼道是减缓河道工程阻隔效应的重要措施,适宜的全生命周期管理是保障鱼道生态功效的关键。受多种因素影响,我国部分鱼道运行效果难以达到预期目标,从各阶段来提高鱼道管理水平和管理效果迫在眉睫。在论述我国鱼道建设现状和制约因素以及美国鱼道建设管理模式的基础上,以松花江丰满水电站永庆反调节水库补建的仿自然鱼道为例,论述鱼道从前期规划决策到建成后运行管理的全生命周期管理体系,提出了鱼道全生命周期管理策略,以期为其他类似工程提供参考。

新疆某枢纽工程鱼道的设计

新疆某枢纽工程为低水头拦河建筑物,位于河流平原区,两岸地形平坦开阔。11月-翌年3月,泄洪闸全部开启,河道基本为自然状态,鱼类可以自由通过;4-10月,部分泄洪闸关闭,是本工程的过鱼季节。过鱼对象主要是新疆裸重唇鱼等需要短距离迁徙的裂鳆鱼类,兼顾草鱼、鲢等经济鱼类。综合考虑诱鱼能力、过鱼能力、鱼类适应程度、建造成本和运行维护等因素,其过鱼设施经过比选后选定为仿自然通道型鱼道。介绍了该工程仿自然通道型鱼道的论证与设计过程,为低水头拦河建筑物的过鱼设施设计提供借鉴。

大藤峡水利枢纽南木江鱼道水力衔接段的研究应用

大藤峡南木江鱼道作为南木江唯一的鱼类洄游通道和下游鱼类产卵场所需生态流量的下泄通道,运行工况复杂,设计流量变幅大,技术鱼道和仿自然鱼道间存在水位落差,需要设置水力衔接段保证水流流态和流速的平稳过渡。为保证南木江鱼道水力衔接段的成效,先根据以往工程经验提出多种方案,然后进行研究比选,确定初步设计方案,最后通过物理模型试验,优化确定最终的设计方案。根据物理模型试验实测数据,优化后的设计方案满足鱼类上溯要求,已应用在大藤峡工程建设中并通过完工验收,正在试运行阶段。提出的2种不同型式的水力衔接段设计方案,分别适用于小流量和大流量的情况,对类似鱼道设计有一定的借鉴作用。

依兰航电枢纽过鱼设施水流条件研究

采用正态1:20整体物理模型,对竖缝式鱼道及仿自然通道2种鱼道型式进行水力学试验研究。重点研究了不同流量下,鱼道内沿程水位、比降及流速等水力要素变化。进而优化了鱼道主、辅进鱼口结构形式,以及鱼道平面布置、鱼道长度、底坡、竖缝宽度及池室个数。通过对鱼道总体布置、池室结构、鱼道泄流量、沿程水位及比降变化、沿程水流流速变化,以及鱼道施工与运行维护等多方面综合比选,提出了适宜依兰航电枢纽的鱼道优化方案。

桑河二级水电站枢纽布置设计

桑河二级水电站系柬埔寨"一带一路"上目前在建最大的水电工程,电站坝址处河谷宽阔,枢纽布置具有坝顶长、建筑物类型多、软硬坝结合、鱼道仿自然式等特点,其中坝顶全长6500m,为亚洲水电站第一长坝。自左至右枢纽建筑物由左岸土坝、重力坝、河床式厂房、泄洪闸坝、右岸土坝、仿自然式鱼道等组成。工程实践表明桑河二级水电站工程设计达到了科学、合理、经济的预期目的。