多折回通道型同侧竖缝式鱼道竖缝流速特性研究

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1、中国农村水利水电·２０１５年第７期１５３文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０７－０１５３－０３多折回通道型同侧竖缝式鱼道竖缝流速特性研究胡涛，王均星，周建烽，周招，查龙青（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉４３００７２）摘要：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。

2、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。关键词：多折回通道；同侧竖缝式；鱼道；竖缝流速中图分类号：ＴＶ１３１文献标识码：ｎａｍ、Ｐｕｅｒｔａｓ等通过鱼道试验对几种竖缝式鱼道进行流速场的０引言研究，分析表明当鱼道坡度小于５％时，水池中平均流速场在水鱼道是因为人类活动阻断鱼类洄游的通道而采取的一种平面呈二维分布，并且在均匀流情况下，池室流速场几乎与流生态补偿工程措施。随着水利水电工程迅速发展，水利枢纽工［７，８］。

3、量无关程对鱼类资源的影响也越来越大。作为保护鱼类资源、维持生本文以某多折回通道型鱼道工程为原型，按照重力相似准态平衡、保证渔业资源可持续发展的一项必要的工程，鱼道的则以１∶１０的比尺建立模型，通过模型试验研究了多折回通道建设将使河流的资源功能、环境功能、生态功能得到协调均衡。型、同侧竖缝式鱼道竖缝流速沿程分布的特性。竖缝式鱼道是利用横隔板将鱼道上、下游的总水头差分为１模型试验设计许多梯级，并利用水垫、沿程摩阻及水流的对冲、扩散来消能，以达到改善流态，降低过鱼竖缝流速的要求。竖缝式鱼道主流某鱼道工程是河闸枢纽工程的附属项目，设计考虑到鱼道［１］。毛熹明确，消

4、能较充分，休息条件良好，便于鱼类逆流上溯过鱼种类较多、水流含沙量较大、水位变化较大等特点，鱼道类在对竖缝鱼道结构研究中提出了一种新型优化结构，在每个水型选用隔板式，隔板形式选用同侧竖缝式。在河口鱼类及水生池中加了三级跌坎和凹槽，有效降低了鱼道内流速；同时，毛熹动物种类中，溯河产卵的主要经济种类有凤鲚、刀鲚、大银鱼、也提出了鱼道的底孔和坡度等结构的变化对鱼道水力学特性有明银鱼、暗纹东方鲀等；降河产卵的种类有日本鳗鲡、中华绒［２］；董志勇对同侧竖缝式鱼道的水力特性进行了系统的的影响鳌蟹；河道内洄游产卵的种类有白鲢、翘嘴红鲌、鳊、鲂，银鲴、试验研究，并做了放鱼试

5、验，提出了同侧竖缝鱼道的不足和改赤眼鳟等。其洄游时间集中在每年４－７月，流速一般为０．５～［３］；曹庆磊对同侧竖缝式鱼道进行了数值模拟的研究并进措施１．３ｍ／ｓ。过鱼对象感应流速为０．３～０．５ｍ／ｓ，喜好流速为０．５对异侧竖缝式鱼道水力特性进行了试验研究，为竖缝式鱼道的［１］。～０．６ｍ／ｓ，极限流速为０．８～１．３ｍ／ｓ［４，５］；罗小凤利用模型试验和数值模拟分研究提供了借鉴模板本鱼道是多折回通道型同侧竖缝式鱼道（见图１），为三通析了竖缝式鱼道导板的长度和导角大小对鱼道内流畅的影响，道带折弯段鱼道，下游进口距上游出口路径长度为３００ｍ，直研究表明导角越

6、大，竖缝射流的衰减速度越快，主流弯曲越大，线距离为１００ｍ。鱼道的设计流量为０．５４ｍ３／ｓ，设计水深为［６］。Ｒａｊａｒａｔ－而导板的长度基本对主流的扩散及衰减没有影响２．６ｍ，最小水深为１．０ｍ，底坡为１／７０。鱼道上游出口设计水位为２．７～４．３ｍ，下游进口设计水位收稿日期：２０１４－１１－２６为０．５～２．５ｍ，上游出口和下游进口最大水位差为３．８ｍ，相作者简介：胡涛（１９９１－），男，硕士研究生，主要从事水工结构及水工水力学研究。Ｅ－ｍａｉｌ：２００９３０１５８０１４８＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。邻池室水位差为０．０４ｍ。鱼道上游出口底板高程为１．７

7、ｍ，下通讯作者：王均星（１９６３－），男，教授，主要从事水工结构及水工水力游底板高程为－２．１ｍ。鱼道池室净宽２．０ｍ，池室净长２．５学方面的教学及研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｘｗａｎｇ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。ｍ，竖缝宽度为０．３ｍ，池室数量为９４个。鱼道每个通道设计１５４多折回通道型同侧竖缝式鱼道竖缝流速特性研究胡涛王均星周建烽等一个休息室，共３个休息室，休息室净宽２．０ｍ，净长５．０ｍ。见图２、图３。模型试验主要验证鱼道在三种不同流量、水位工况下运行情况，对比分析三种不同工况下多折回通道型同侧竖缝式鱼道竖缝流速沿程分布规律。具体试验工况如表１所示。２试验结果

8、分析鱼道模型中共１００道竖缝，竖缝从１号开始编号。其中通图１同侧竖