竖缝式鱼道过鱼试验与布置体型改进研究

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1、分类号密级ＵＤＣ？编号—中？水利水电科＃％究淀学位论文竖缝式鱼道过鱼试验与布置体型改进研究学位类别工学硕士学科专业水力学及河流动力学作者姓名张超指导教师孙双科教高中国北京二〇一八年五月分类号密级ＵＤＣ编号＿？肀？水剩水电新＃研究虼学位论文竖缝式鱼道过鱼试验与布置体型改进研究学位类别工学硕士学科专业水力学及河流动力学作者姓名张超指导教师孙双科教高中国北京二〇＿八年五月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位

2、论文的规定，有权保留并向国家有关部门和机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、、或者扫描等复制手段保存汇编学位论文。学位论文作者签名：私起导师签名：＞，Ｓ、Ｌａ签字日期？，签字日期：減ｂ：关于学位论文的独创性声明关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写

3、的研宄成果，也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研究院或其它教育机构的学位或证书等而使用过的材料。若有不实之处。，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签名：年月日竖缝式鱼道过鱼试验与布置体型改进研究（申请硕士学位论文）一级学科水利工程学科专业水力学及河流动力学作者姓名张超指导教师孙双科教高中国水利水电科学研究院２０１８年５月ＦｉｓｈＭｉｒａｔｉｏｎＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｎｄＬａｏｕｔＩｍｒｏｖｅｍｅｎｔｇｐｙｐｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＳｌｏｔＦｉｓｈｗａｓｙＢｙＺｈａｎｃｈ

4、ａｏｇＵｎｄｅｒｔｈｅＳｕｅｒｖｉｓｉｏｎｏｆｐＳｕｎＳｈｕａｎｋｅＳｅｎｉｏｒＥｎｉｎｅｅｒＰｒｏｆ．ｇ，ｇ（）ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＭａｙ，２０１８摘要本文通过在不同水流结构的竖缝式试验鱼道中进行对比性过鱼试验，研宄鱼类上溯，寻求过鱼效果较佳的水流结构类型并探明其内在机制行为与水流结构之间的响应关系；同时基于过鱼试验的试验结果，对竖缝式鱼道常规水池及转折段水池布置体型进行优化改进。主要研宄成果如下：１）

5、导板相对长度尸／５的变化对竖缝式鱼道内流场有着重要的影响。根据水池内主流区、回流区形态不同，大致将竖缝式鱼道的流场分为三种水流结构Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ，其对应的导板相对长度取值范围分别为Ｐ／５＜０．２、０．２ＳＰ／ＳＳ０．３４、Ｐ／Ｓ＞０．３４。＝２）以半洄游性鱼类草鱼为过鱼对象，在三种典型的竖缝式鱼道水流结构中（Ｐ０．７５、０Ｊ５５．、０５５）进行对比性的过鱼试验。试验表明：草鱼幼鱼在水流结构ＩＩ中上溯１１级＝７３％）ＩＩ常规水池的成功率（ｉ？？明显高于水流结构、ＩＩＩ（水流结构中ｉ？Ｆ５５％，水流结构ＩＩＩ中ｉ？Ｆ６４％）且上

6、溯１１级常规水池历时的分布大致呈现出尸分布形态，；并其中无ＩＩＩ，在水流结构ＩＩ中明显低于水流结构Ｉ。因论是上溯历时中位数还是历时平均数、此？ｒＩＩ从成功上溯率与成功上溯历时两项指标来看，水流结构是适宜草鱼上溯的水流结构。３）采用Ｚｏｏｔｒａｃｅｒ软件提取草鱼幼鱼上溯路径，利用统计分析方法概化出三条特征轨迹线来描述整体轨迹分布。结果表明：与水流结构ＩＩ相比，水流结构Ｉ、ＩＩＩ中主流区ＩＩＩ与回流区不合理的分布阻碍草鱼上溯；在水流结构中上溯过程中沿程耗能明显高于、ＩＩＩ型，而在水流结构ＩＩ、ＩＩＩ中没有明显的差异。从草鱼幼鱼上溯

7、行为及沿程耗能来看，主流居中、左右回流区分布对称，是水流结构ＩＩ适宜草鱼上溯的主要原因。４）基于主流居中、回流区大致对称原则，在水流结构ＩＩ的基础上，对鱼道墩头布，提出了流线型墩头布置方案，置体型进行改进研宄。研宄表明采用流线型墩头不会导致鱼道水池内水流结构发生明显的变化，而主流横向偏转程度有所减缓，横向扩散加大，利于主流沿程速度衰减；同时流线型墩头竖缝断面处局部水头损失减小，需要采用较小的鱼道底坡Ｊ以控制竖缝断面流速。鉴于流线型墩头鱼道可避免鱼类上溯过程中可能遭一受的刮伤鱼鱗等伤害，，是种鱼类友好的过鱼设施条件允许时推荐采用

8、。５）基于常规水池内过鱼试验的结果，对转折段水池布置体型进行布置研宄。对于Ｉ