同侧竖缝式鱼道水力特性的数值模拟

分别采用标准的k-ε模型和雷诺应力方程模型(RSM)对同侧竖缝式鱼道池室内的水流进行了三维数值模拟。对鱼道池室内的流场、雷诺剪切应力等相关水力要素进行了分析,并应用水工模型试验成果对2种紊流模型的结果进行了验证比较。结果表明:2种紊流模型均可模拟同侧竖缝式鱼道水流基本特性,但RSM模型流速场的计算结果与水工模型试验结果更为吻合。

同侧竖缝式鱼道结构优化数值模拟研究

鱼道是保证鱼类能顺利洄游的过鱼设施。通过竖缝相对宽度分别为0.05,0.10,0.15,0.30,底坡为10%的鱼道模型进行数值计算。采用可视化显示及数据分析的方法分析不同竖缝相对宽度、底坡条件下的同侧竖缝式鱼道的水流结构特征。通过模型模拟,分析水流沿水深方向的流速分布情况、主流区最大流速沿程分布及沿程衰减情况,以及在不同竖缝相对宽度和(或)不同流速情况下的紊动能分布情况。综合各物理量的分析,得出竖缝相对宽度b0/B=0.15、底坡为10%时,水流在池室内能形成较好的适合鱼类洄游的流态:主流区水流横向扩散范围适中,主流区最大流速沿程均匀衰减,回流区面积较为对称,流速较小。

多折回通道型同侧竖缝式鱼道水力特性试验探究

为提高多折回通道型同侧竖缝式鱼道的消能作用、降低竖缝流速,以利于鱼道过鱼,在设计工况下通过模型试验研究其水力特性。试验分析了设计工况下鱼道典型部位的流态、水面线分布以及竖缝表面和底部流速的沿程分布情况,总结了多折回通道型鱼道在不同通道区段竖缝流速的沿程分布规律。结果表明,设计工况下竖缝流速在通道一、三中沿程变化较小,通道二中下降稍快,流速大小均在0.7-0.9m/s的较高水平。针对竖缝流速大于过鱼喜好流速的问题,提出了加糙鱼道边壁的优化设计方案。对比优化前后的流速分布可知,边壁加糙措施有效降低了鱼道竖缝流速大小。试验研究成果可为类似工程提供借鉴。

多折回通道型同侧竖缝式鱼道竖缝流速特性研究

多折回通道型同侧竖缝式鱼道水力特性复杂,竖缝流速特性是研究的重点问题。针对多折回通道型同侧竖缝式鱼道进行模型试验研究,系统分析了鱼道竖缝流速特性。试验选择了3组不同流量、水位工况,实测了不同工况下竖缝表面及底部流速沿程分布情况,总结了多折回通道型鱼道在不同通道区段竖缝流速沿程分布规律,分析了影响竖缝流速大小的因素。针对工况3竖缝流速偏大的问题,试验采取了对鱼道边壁加糙的优化设计方案。边壁加糙措施增强了鱼道的消能作用,有效降低了鱼道竖缝流速大小。试验研究成果对类似鱼道工程设计及研究具有很好的借鉴意义。

袁湾水库工程过鱼设施选择

鉴于中国水库大坝过鱼设施建设水平相对滞后,积累经验相对较少,过鱼设施设计仍带有一定探索性。结合袁湾水库鱼道建设实例,通过对多种方案优缺点分析,论述了过鱼设施选择、鱼道选型过程,确定采用同侧竖缝式鱼道为袁湾水库过鱼设施,为同类中、低水头水利枢纽工程过鱼设施设计提供了一定的参考。