丹尼爾式魚(yú)道水力特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)水利水電工程建設(shè)的快速發(fā)展，為緩解能源問(wèn)題做出了重要貢獻(xiàn)。但是也帶來(lái)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題：破壞了河流的連通性，阻斷了河流中魚(yú)類的洄游通道，造成河流生境片段化，阻斷了河流中魚(yú)類等水生動(dòng)植物的洄游通道，使河流生物多樣性嚴(yán)重下降。建設(shè)魚(yú)道是解決這一問(wèn)題的重要魚(yú)道措施，是現(xiàn)代水利水電工程中“工程與自然和諧共處”的典型代表。在大力提倡生態(tài)文明建設(shè)的大環(huán)境下，魚(yú)道不僅是一項(xiàng)水利工程，更是一項(xiàng)生態(tài)利民補(bǔ)償工程，對(duì)于減緩大壩的阻隔影響

2、，幫助魚(yú)類和其他水生生物物種在河流中自由洄游具有重要意義。
　　我國(guó)魚(yú)道的研究和建設(shè)起步較晚，已建的魚(yú)道大多運(yùn)行效果不理想，大多處于閑置或者廢棄狀態(tài)。這說(shuō)明我們對(duì)魚(yú)道有效過(guò)魚(yú)的機(jī)理仍然研究不足，而且缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。本文通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外魚(yú)道研究的相關(guān)資料，了解了國(guó)內(nèi)外魚(yú)道水力特性研究的現(xiàn)狀及其進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用水工物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法對(duì)丹尼爾式魚(yú)道的水力特性進(jìn)行研究。重點(diǎn)研究流量變化、池室結(jié)構(gòu)（圓柱形中墩和拱形）變化和坡

3、度變化對(duì)魚(yú)道池室水流特性的影響。并比較分析了不同體型下水力特性比選出最佳體型，以齊口裂腹魚(yú)為研究對(duì)象，結(jié)合齊口裂腹魚(yú)游泳能力的水力指標(biāo)，對(duì)最佳體型魚(yú)道進(jìn)行放魚(yú)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行效果驗(yàn)證。研究的主要成果如下：
　　（1）魚(yú)道池室內(nèi)順?biāo)鞣较蛑髁髅黠@，主要集中在池室中央，最大流速均出現(xiàn)在隔板V型槽口處和隔板斷面下端水舌跌落處；池室兩邊及底部由于隔板作用，隔板前迎水面兩側(cè)均有小面積低流速區(qū)，隔板背水面有小面積靜水區(qū)；兩側(cè)邊墻附近有較小回流區(qū)。

4、r>　?。?）紊動(dòng)能和紊動(dòng)能耗散率等水流紊動(dòng)特性的分布情況與流速的分布有關(guān)。池室中紊動(dòng)能的分布規(guī)律大致相同。魚(yú)道池室中較大的紊動(dòng)能和紊動(dòng)能耗散率均出現(xiàn)在主流區(qū)，特別是在隔板V型槽口處稍靠下游的區(qū)域，紊動(dòng)能及紊動(dòng)能耗散率達(dá)到最大值。
　　（3）數(shù)值模擬和試驗(yàn)結(jié)果非常接近，但是數(shù)值模擬的結(jié)果略偏大。
　　（4）中墩的布設(shè)降低了邊墩收縮斷面的最大流速值及水流紊動(dòng)能，在池室布置中墩障礙物的效果比拱形隔板形式魚(yú)道更優(yōu)。
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