竖缝式双池室鱼道与传统VSF水力特性对比

鱼道是为保障鱼类的生存繁衍,保护洄游性水生生物通过水坝、水闸等障碍物的重要通道。采用RNG k-ε模型对竖缝式双池室鱼道和传统竖缝式鱼道(VSF)进行数值模拟计算,对比分析各项水力特性。结果表明:与传统VSF相比,竖缝式双池室鱼道流场的主流区数量更多、回流区更稳定;鱼道具有丰富的流速信息,且各竖缝处的最大流速和平均流速均小于传统VSF的50%;鱼道3条主流区位置分布均匀,流速综合衰减率较传统VSF高3%左右。竖缝式双池室鱼道作为一种新型VSF,其水力特性达到了传统VSF结构优化设计的目的,相关成果可为鱼道工程建设提供参考。

黏土透镜体影响潜流交换的试验研究

潜流交换是影响河流-地下水作用带的水流条件、水环境修复、维持生态平衡的重要物理过程之一,河床内存在的黏土透镜体对潜流交换的影响机制尚未得到很好的揭示。参考实际的地质情况,采用适当尺度的物理模型进行黏土透镜体影响下的潜流交换研究。在控制水头和流量的情况下,针对不同规模和埋深的黏土透镜体分别进行潜流交换模拟试验,根据测得的压力数据绘制潜流带内的地下水流场。针对每一种模拟情况,在黏土透镜体上侧、左侧方向的相同距离利用所绘制的等值线计算梯度,得到透镜体附近的流速场,并利用达西定律将流速场转化为流量场。试验结果表明:潜流量随着单一黏土透镜体的尺寸和埋深增加而减小;随着地表水上下游水头差的增大,透镜体迎水面和背水面的流速分别增大和减小且增速逐渐变慢;流速衰减率与地表水上下游水头差呈正相关。研究成果提供了一种研究小尺度的潜流交换过程的方法。