金沙水电站鱼道水力特性数值模拟

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1、第41卷第11期2015年11月水力发电金沙水电站鱼道水力特性数值模拟黎贤访(长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010)摘要：金沙水电站鱼道是鱼类向金沙江上游上溯的通道。基于金沙江水文和鱼类生态情况，对金沙水电站鱼道开展水力学计算，提出了鱼道的布置型式，并建立CFD模型对池室水流进行了数值模拟。结果表明，金沙水电站鱼道的布置型式和尺寸比较合理，适合鱼类上溯。关键词：鱼道；竖缝；水力特性；数值模拟；金沙水电站NumericalSimulationonHydraulicCharacteristicsofFishw

2、ayinJinshaHydropowerStationLIXianfang(ChangiiangInstituteofSurvey，Planning，DesignandResearch，Wuhan430010，Hubei，China)Abstract：ThefishwayofJinshaHydropowerStationisapassageforfishesswimmingtoupstreaminJinshaRiver．Thelayoutofthefishwayisdesignedbasedontheresult

3、sofhydrauliccalculation，whichiscarriedoutbasedonhydrologicalconditionsandfishecologicalconditionsofJinshaRiver．TheflowinfishpoolisnumericallysimulatedbyaCFDmode1．TheresultsshowthatthelayoutandthesizeofthefishwayofJinshaHydropowerStationarerationalandsuitablef

4、orfishesswimmingtoupstream．KeyWords：fishway；verticalslot；hydrauliccharacteristics；numericalsimulation；JinshaHydropowerStation中图分类号：$956．3；TV135(274)文献标识码：A文章编号：0559-9342(2015)11—005104金沙水电站位于金沙江干流中游末端的攀枝花1过鱼对象河段，工程任务以发电为主，兼有供水、改善城市水域景观及对下游水电站的反调节作用等。拦河筑根据文献资料

5、，金沙江中游干支流分布有鱼类坝势必阻断鱼类在金沙江的洄游通道，造成鱼类生149种，特有鱼类52种。金沙水电站主要过鱼对象存环境破碎，需在枢纽中布置鱼道等过鱼设施。有胭脂鱼、圆口铜鱼、长薄鳅、长鳍吻觞、岩原鲤、鱼道利用鱼类喜迎逆流的生物学特性，使用多鲈鲤、四川I白甲鱼等。针对上述鱼类的游泳能力进级隔板阻流在通道形成适宜的流速区，以诱导鱼类行室内试验，结果如表1所示。上溯。鱼道过鱼的水流条件涉及水深、宽度、流速、鱼道的设计流速主要根据主要过鱼对象的克流流态、泥沙含量、水质等诸多因素，其中水力特性能力而定，金沙江中下游

6、主要鱼类的初步克流能力以考察流速分布和流场形态为主。20世纪80年代，试验成果表明，鱼类上溯的临界流速约1．5m／s。参Rajaratnam等通过试验研究了竖缝式鱼道水池长考上述试验结果，金沙水电站鱼道的设计流速宽比、水池底坡坡度与水流流态的关系。法国的取1．1m／s。Larinier等提出了鱼道水池单位体积消能率的概2过鱼池型式念，以表征鱼道中水流的紊动强度。目前，国内外学者基于CFD数学模型针对鱼道水力特性的研究逐根据枢纽的调度方案，设计鱼道运行水深在渐丰富，为合理布置鱼道提供了有益的启示。1．5～3．0m之

7、间。鱼道断面为矩形，为兼顾表层、中结合国内外鱼道水力学研究成果，以金沙水电站鱼道初步设计型式为原型建立CFD数学模收稿日期：2014-09—12型，模拟鱼道水流的流场形态及流速分布，分析作者简介：黎贤访(1983一)，男，湖北枝江人，工程师，博士鱼道布置型式的合理性。主要从事鱼道设计与研究．WarPrerVo1．，№』』田／J＼／J仅吧uIDII／=3层和底层鱼类上溯，采用同侧竖缝式隔板；过鱼池池的大小满足容积功率耗散E<150W／m。鱼道池底板为斜坡，坡比i=1：58；鱼道净宽B取3．0m。室的容积功率耗散的计

8、算公式为鱼道隔板等间距分布；鱼道池室长度(亦即隔板间距)按l=(1．2～1．5)日计算，取3．6ITI；竖缝导向角为45。。初步设计得出的鱼道隔板型式及尺寸如图式中，E为容积功率耗散，W／m；P为水的密度，1所示kg／m；B为过鱼池宽度，m；h为水池中的平均水深，in；z为过鱼池长度，ITI；d为隔板厚度，113．。按式(2)计算得出鱼道池室的容积功率耗散约为上游21．7