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水产学报 2024年

作者：石小涛王楠楠许家炜罗金梅李冬晴季怀耀朱梦娜陈伟卢建雨柯森繁三峡大学水利与环境学院三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地珠江水利科学研究院三台县水利工程质量监督站贵州乌江水电开发有限责任公司

我国低水头闸坝过鱼需求巨大，在不施工的条件下迫切需要修建低成本便携式鱼道。鉴于此，本研究自主设计了一种管式鱼道辅助鱼类过坝，分析了在3种角度、2种流量工况下鲢通过管式鱼道的过鱼效果，获取了管式鱼道过鱼效果的评价指标，构... 详细信息

我国低水头闸坝过鱼需求巨大，在不施工的条件下迫切需要修建低成本便携式鱼道。鉴于此，本研究自主设计了一种管式鱼道辅助鱼类过坝，分析了在3种角度、2种流量工况下鲢通过管式鱼道的过鱼效果，获取了管式鱼道过鱼效果的评价指标，构建了基于尝试率、通过率和最大上溯距离的风险比例回归模型，识别了影响管式鱼道过鱼效果的关键因素。结果显示：①最优尝试率模型发现，流量是影响鲢尝试进入鱼道的关键因素；流量与管式鱼道中鲢的上溯尝试率呈显著负相关。②管式鱼道通过率最高可达90.5%，通过最优通过率模型发现，管道角度、水温和尝试次数是影响鲢通过鱼道的关键因素；管道角度为90°时通过率最低；尝试次数和鲢的上溯通过率呈显著负相关；上溯通过率在管道角度为30°和45°工况下无显著差异，但均显著高于90°。③最优最大上溯距离模型发现，水温和管道角度是影响鲢可通过最大上溯距离概率的关键因素；水温与鲢可通过的最大上溯距离概率呈显著正相关；鲢可通过的最大上溯距离概率在管道角度为30°和45°工况下无显著差异，但均显著高于90°。研究表明，45度管道角度工况鱼类上溯效果最好，管道角度、水温和尝试次数是影响管式鱼道过鱼效果的关键因素。本研究旨在揭示我国特有鱼种在管式鱼道中的上溯行为规律及评估其过鱼效果，为我国野外低水头闸坝鱼道设计提供新思路和新方案。

关键词：鲢便携管式鱼道上溯行为低水头闸坝过鱼效果

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低水头闸坝工程鱼道过鱼效果评价

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水利学报 2017年第6期48卷 748-756页

作者：张艳艳何贞俊何用张金明张康水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室珠江水利委员会珠江水利科学研究院广东广州510611

以水厂坝鱼道2015年8月至2016年7月监测资料为基础,进行统计分析,并通过与同类鱼道对比,对该鱼道的过鱼效果进行评价。分析了鱼道的过鱼种类组成,季节、上游水位变化对鱼道过鱼效果的影响。监测期内,水厂坝鱼道过鱼数量共1 043尾,39种,... 详细信息

以水厂坝鱼道2015年8月至2016年7月监测资料为基础,进行统计分析,并通过与同类鱼道对比,对该鱼道的过鱼效果进行评价。分析了鱼道的过鱼种类组成,季节、上游水位变化对鱼道过鱼效果的影响。监测期内,水厂坝鱼道过鱼数量共1 043尾,39种,分属3目、10科37属,鱼道的主要过鱼季节是4—10月,当鱼道水温在20~35℃之间变化,上游水位32.6~33.0 m之间变化时,对应的鱼道水流条件可使鱼道达到较好的过鱼效果。与国内外其他鱼道相比,有39种鱼类能够找到水厂坝鱼道进口,并顺利通过鱼道,高于其他几个鱼道。但该鱼道过鱼数量较其他鱼道偏少。研究成果有助于流溪河上游水库开展生态调度及鱼类资源保护等工作,为推动流溪河其他梯级闸坝及珠三角平原区低水头闸坝工程增设鱼道提供参考。

关键词：低水头闸坝水厂坝鱼道过鱼效果影响因素统计分析

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低水头闸坝鱼道池室结构及水力特性分析

低水头闸坝鱼道池室结构及水力特性分析

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2023中国水利学术大会

作者：祝龙王晓刚王彪徐进超唐南波水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院南京信息工程大学

鱼道能够实现连续过鱼,且提供相对稳定的生态廊道,在低水头枢纽工程中应用广泛,是进行生态补偿的重要人工设施。以东淝闸增建鱼道工程为例,根据实际布置条件和水文资料,对鱼道池室结构形式进行分析,推荐各部位关键参数;建立大比尺局部... 详细信息

鱼道能够实现连续过鱼,且提供相对稳定的生态廊道,在低水头枢纽工程中应用广泛,是进行生态补偿的重要人工设施。以东淝闸增建鱼道工程为例,根据实际布置条件和水文资料,对鱼道池室结构形式进行分析,推荐各部位关键参数;建立大比尺局部物理模型,验证鱼道池室结构布置参数,对鱼道池室水流特性进行研究。结果表明,池室内水流流态较佳,主流明确且平顺,各部位流速指标满足鱼类上溯需求,相关成果能够为类似工程提供参考。

关键词：低水头闸坝鱼道池室结构水力特性模型试验

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低坝泄水建筑物下游局部冲刷数值模拟研究

低坝泄水建筑物下游局部冲刷数值模拟研究

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作者：张锡民西北农林科技大学

学位级别：硕士

低水头闸坝工程是我国常见的水利工程,其下游河床局部冲刷问题一直以来都得到工程领域广泛关注。本文基于巨亭水电站闸室断面水工模型,依托Fluent软件平台,借助UDF功能结合动网格技术,借助河床变形方程实现了河床冲刷过程的动态模拟,主... 详细信息

低水头闸坝工程是我国常见的水利工程,其下游河床局部冲刷问题一直以来都得到工程领域广泛关注。本文基于巨亭水电站闸室断面水工模型,依托Fluent软件平台,借助UDF功能结合动网格技术,借助河床变形方程实现了河床冲刷过程的动态模拟,主要研究内容及成果如下:(1)基于巨亭水电站泄洪闸断面水工模型开展了下游局部冲刷试验,测量得到不同工况下冲刷坑达到极限冲淤平衡状态后的三维形态,使用ADV采集冲刷坑上方瞬时流场数据,经后处理得到各断面时均流速垂向分布情况。试验结果显示,冲刷时间达3-4h时局部冲刷坑发展至极限冲淤平衡状态;各组次冲刷坑形态总体呈中间及两侧深的马鞍形分布,最大冲深点的位置随冲刷坑范围的增加而远离尾坎末端;沿程断面流速以最大冲深点为界呈先减小后增大趋势。(2)采用Fluent软件构建三维数值模型,结合UDF用户自定义函数编程控制闸坝下游局部床面变形过程。同时考虑水流随机性和床沙颗粒位置随机性,基于冲刷坑内颗粒运动特点,综合考虑泥沙滚动起动模式与跃移起动模式建立推移质输沙率公式,并通过UDF用户自定义函数结合动网格技术,将其植入数值模型的计算中,用于控制床面形变变化;数值模拟预测的冲刷坑深度与试验值相对误差范围为1.90%-6.73%,冲刷坑范围与试验值相对误差范围为0.83%-6.94%。相比较前人的模拟结果,本研究显著提高了闸坝下游冲刷坑形态与深度的数值模拟精度。(3)对不同闸墩间距、泄流量及床沙粒径条件下的冲刷坑形态、床面剪切应力、湍动能和湍动能耗散率等水力因子进行了分析研究。床面剪切应力在冲刷不同时期分布情况各异,其较大值分布区域随冲刷坑的发展逐渐向冲刷坑下游发展;床面附近湍动能及湍动能耗散率的分布规律与床面剪切应力有相似之处。在不改变单宽流量及床沙粒径条件下,发现闸墩间距比(闸墩间距与闸墩厚度之比)越小,水槽中轴面上床面剪切应力峰值越大,闸坝下游局部冲刷坑深度及范围也越大;建立了冲刷坑深度与闸墩间距比的关系,可为闸坝工程中设置闸墩间距提供参考依据。闸坝下游局部冲刷坑范围和深度与下泄流量成正变关系,与床沙粒径成反变。

关键词：低水头闸坝局部冲刷起动模式 UDF 数值模拟

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阴坪水电站闸下消能工模型试验与数值模拟研究

阴坪水电站闸下消能工模型试验与数值模拟研究

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作者：柯剑四川大学

学位级别：硕士

随着我国西部水电资源的快速开发利用,出现了趆来趆多中低水头的闸坝型水利枢纽。这类枢纽工程的下游消能防冲问题虽然没有高坝枢纽那么复杂突出,但由于其多泥沙、河道坡降大以及河床、岸坡抗冲能力差等问题的突出,因而具有其特殊之处... 详细信息

随着我国西部水电资源的快速开发利用,出现了趆来趆多中低水头的闸坝型水利枢纽。这类枢纽工程的下游消能防冲问题虽然没有高坝枢纽那么复杂突出,但由于其多泥沙、河道坡降大以及河床、岸坡抗冲能力差等问题的突出,因而具有其特殊之处。由于此类工程泄流时多需要满足推移质泥沙的排泄,以及难以在下游形成一定的稳定淹没水深,而不宜采用常规的底流消能和面流消能等方式,因此针对这类工程的特殊性,有必要对其具体的消能防冲布置方案进行深入研究,为此类型电站的设计提供科学依据。阴坪水电站是一座典型的在山溪性河流上开发的低闸引水式电站,该电站具有上述等特点,且由于其首部枢纽位于河道的急拐弯处,闸前河道坡降较陡,水流流速较大,因此该工程初步设计方案所采取的闸坝下游急流式水面衔接消能方式的可行性、合理性与科学性一直是设计考虑的重点。本文以阴坪水电站消能防冲问题为具体研究对象,在实验室建立几何比尺为1:40 的正态水工整体模型,对其初步设计的消能布置方案的消能效果进行模型试验验证与优化研究,提出了设置辅助消能工导流墩的方案,很好地解决了该工程的消能防冲实际问题。同时采用三维k ?ε双方程紊流数学模型,引入水气两相流的VOF 模型,成功地对推荐方案紊动流场进行了数值模拟,得出了流场速度、压力等的分布规律。通过数值模拟与实测结果的对比分析表明,两者吻合较好,进一步验证了物理模型试验的准确性及所选方案的合理性与科学性。该论文研究成果解决了阴坪水电站闸坝下游消能防冲实际问题,并深入探讨了导流墩的水力特性,为类似工程消能防冲问题的研究提供了参考依据。

关键词：低水头闸坝消能防冲模型试验导流墩数值模拟

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