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多级助溯式鱼道模型及过鱼效率试验研究

多级助溯式鱼道模型及过鱼效率试验研究

作者：倪欢安徽理工大学

学位级别：硕士

在解决水利工程建设影响下的河流连通性问题方面,修建过鱼设施是目前修复河流水生生态环境的主要工程措施。本文采用一种新型多级助溯式鱼道模型开展鱼道水流试验及过鱼效率研究,以期为中、高水头水利枢纽过鱼设施的研究提供理论参考,... 详细信息

在解决水利工程建设影响下的河流连通性问题方面,修建过鱼设施是目前修复河流水生生态环境的主要工程措施。本文采用一种新型多级助溯式鱼道模型开展鱼道水流试验及过鱼效率研究,以期为中、高水头水利枢纽过鱼设施的研究提供理论参考,为修复鱼类栖息地及改善河流连通性提供技术方案。本文主要研究内容和结论如下:(1)开展鱼道物理模型优化。鱼道模型的组成包括若干鱼道单元、鱼道助溯结构、鱼道消能结构、鱼类过鱼效果监测系统和鱼道仿生态措施,通过各系统结构之间的协调配合及拟定的运行方法,辅助鱼类洄游上溯。鱼道的结构优化包括鱼道尾门结构优化、鱼道底板加糙优化和鱼道跌坎结构优化,通过结构优化改善鱼道模型的水流结构,营造适宜鱼类洄游上溯的水流条件。(2)开展鱼道模型的水力特性试验。试验研究一、二级拱形挡板运行时鱼道单元内的水流特性,通过对多个工况下的断面水流流速对比,发现当一级挡板抬升至25 cm高度时(工况5),第一级鱼道单元中创造的水力条件有利于鱼类上溯洄游;二级挡板抬升至15 cm高度时(工况8),第二级鱼道单元中创造的水力条件有利于鱼类上溯洄游,并对相应的流速场进行详细分析。(3)开展鱼道模型的过鱼效率试验。为了评估上述两个工况组合运行情况下的过鱼效果,进行了相关过鱼效率试验研究。试验结果表明:鱼道模型整体过鱼效率为13.40%。分析鱼类洄游上溯效率不高的主要原因是:1.鱼类个体之间的体能及游泳能力存在差异;2.鱼道单元中水流结构并非均匀水流,在局部区域出现涡流,此区域高强度的水流条件下,刺激鱼类快速游泳,但却无法找到正确的洄游方向,导致体能消耗过快,无法实现洄游上溯;3.由于客观原因,建造的鱼道单元尺寸较小,一方面使得鱼类休息区减小,另一方面靠近挡板上游的水流受挡板抬升及降落的回水影响较大。本文仅是对该新型鱼道模型开展水流试验及过鱼效率的前期探索研究,后期仍需要通过大量的试验研究进一步优化鱼道体型结构,以提高该新型鱼道的过鱼效果。图[32]表[7]参[82]

关键词：鱼道模型鱼道优化过鱼效率水力特性鱼类游泳行为

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沙坪二级水电站鱼道工程过鱼效果研究

人民长江 2022年第S2期53卷 42-46页

作者：薛守宁国能大渡河流域水电开发有限公司四川成都610000

鱼道工程等过鱼设施有效缓解了水利水电工程拦河筑坝导致的鱼类洄游阻隔效应,但鱼道设施的过鱼效果如何需要深入研究。依托于沙坪二级水电站沿大渡河左岸鱼道工程展开研究,采用水声学设备观测辅以渔获物采集发现鱼类上溯与水温、下泄流... 详细信息

鱼道工程等过鱼设施有效缓解了水利水电工程拦河筑坝导致的鱼类洄游阻隔效应,但鱼道设施的过鱼效果如何需要深入研究。依托于沙坪二级水电站沿大渡河左岸鱼道工程展开研究,采用水声学设备观测辅以渔获物采集发现鱼类上溯与水温、下泄流量等因素密切相关;结合现场水信息,应用Riverwatcher红外线水下视频观测系统对2019年3~5月鱼道内部过鱼节律做出统计。研究发现:鱼道内部的过鱼效率仅约52.94%,主要过鱼期的鱼道通过性欠佳。在此基础上,提出增加鱼道拦污设施、科学进行水量调度及库区水位运行、优化调整鱼道改造设想、加强鱼道的运行和维护等鱼道设施优化策略。

关键词：鱼道过鱼效率坝下鱼类集群监测水下视频观测沙坪二级水电站

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鳗鱼道堰面加糙的过鱼效果评价

河海大学学报（自然科学版） 2020年第2期48卷 136-142页

作者：刘超张世宝王二平谭智天华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 中国水利水电建设工程咨询北京有限公司北京100024

为保护我国鳗鲡资源,解决低水头水工建筑物对幼鳗洄游上溯的阻隔效应,以2017年6—8月试验资料为基础,对堰面加糙鳗鱼道的过鱼效率、鳗鲡行为轨迹和游泳速度等进行评价。结果表明:试验组(下游堰面镶嵌加糙块)和对照组(下游堰面不做处理)... 详细信息

为保护我国鳗鲡资源,解决低水头水工建筑物对幼鳗洄游上溯的阻隔效应,以2017年6—8月试验资料为基础,对堰面加糙鳗鱼道的过鱼效率、鳗鲡行为轨迹和游泳速度等进行评价。结果表明:试验组(下游堰面镶嵌加糙块)和对照组(下游堰面不做处理)的过鱼效果差异明显,上溯成功率分别为82.5%±2.5%和13%±4.79%。与对照组相比,试验组幼鳗在上溯过程中较为活跃,其上溯形式与蛇类爬行相似,呈现S形、Z形和直线形且边缘趋向运动较为明显,是一种典型的爆发游泳登上堰顶的行为,单次最大爆发游泳速度高达0.66 m/s。

关键词：鳗鱼道模型试验过鱼效率堰面加糙上溯洄游行为特征游泳能力

适应上游高水位变幅的升鱼塔结构设计及运行流程

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东北水利水电 2022年第12期40卷 3-5页

作者：杨智周昀辛立光孟勇四川省水利水电勘测设计研究院有限公司四川成都610000 四川省水利规划研究院四川成都610000

在当今水利水电工程造福人类的同时,拦河大坝也阻隔了鱼类洄游繁殖,故在新建水利水电工程中,需设计和施工过鱼设施。常用的过鱼设施类型主要有集运鱼系统或岸边旋转式鱼道,但这两种过鱼形式有明显的缺点。本文设计出一个新型过鱼结构,... 详细信息

在当今水利水电工程造福人类的同时,拦河大坝也阻隔了鱼类洄游繁殖,故在新建水利水电工程中,需设计和施工过鱼设施。常用的过鱼设施类型主要有集运鱼系统或岸边旋转式鱼道,但这两种过鱼形式有明显的缺点。本文设计出一个新型过鱼结构,即升鱼塔,以达到提高过鱼效率、投资较省、运行管理方便的目的,解决上述两种过鱼设施的缺点。该设计成果对于水利水电工程过鱼设施建设具有借鉴作用。

关键词：集运鱼系统旋转式鱼道过鱼效率升鱼塔高水位

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上行过鱼设施过鱼效果监测研究进展

长江流域资源与环境 2018年第10期27卷 2270-2282页

作者：陶江平温静雅贺达侯轶群胡望斌曹晓红陈小娟陈凯麒常剑波水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室水利部中国科学院院水工程生态研究所湖北武汉430079 环境保护部环境工程评估中心北京100012 水资源安全保障湖北省协同创新中心武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

过鱼设施过鱼效果监测评估可为设计的优化、功能完善及运行管理提供参考依据。通过文献调研、区域性资料收集等方式对国内外上行过鱼设施监测研究与评价状况进行全面的梳理,总结了当前监测研究的技术指标、方法及发展状况。欧美国家在19... 详细信息

过鱼设施过鱼效果监测评估可为设计的优化、功能完善及运行管理提供参考依据。通过文献调研、区域性资料收集等方式对国内外上行过鱼设施监测研究与评价状况进行全面的梳理,总结了当前监测研究的技术指标、方法及发展状况。欧美国家在1960s至1980s启动了上行过鱼效果的系统监测评价工作。围绕鱼道有效性和过鱼效率两个指标,采用直接法和间接法进行相关监测研究。指标与方法因河流纬度、鱼类区系、设施类型以及国家(区域性)法律法规等方面的差异,呈现区域性特征和属地化发展。国内过鱼效果监测研究目前处于起步阶段,随着国内大批过鱼设施建设的完成,过鱼效果将成为关注的重点。国外成果可为国内的相关工作提供参考和借鉴,但需根据国内外河流鱼类区系,设施运行条件、工作积累等多方面的差异,制定适宜的监测评价目标与方案。

关键词：大坝鱼类洄游过鱼设施鱼道有效性过鱼效率鱼道监测

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中国南方鳗鱼道模型试验及数值模拟研究

中国南方鳗鱼道模型试验及数值模拟研究

作者：刘超华北水利水电大学

学位级别：硕士

为了保护我国鳗鲡资源,解决低水头水工建筑物对幼鳗洄游上溯的阻隔效应,为我国鳗鱼道的建设提供建议。本文以2017年3月至2017年9月的试验资料为基础,采用录像、统计学、物理模型和计算流体力学数值计算方法,系统的分析了鳗鱼对光色的选... 详细信息

为了保护我国鳗鲡资源,解决低水头水工建筑物对幼鳗洄游上溯的阻隔效应,为我国鳗鱼道的建设提供建议。本文以2017年3月至2017年9月的试验资料为基础,采用录像、统计学、物理模型和计算流体力学数值计算方法,系统的分析了鳗鱼对光色的选择性与活动规律,不同水动力条件下鳗鱼的行为特点及上溯成功率,不同通道布置形式下鱼道入口和池室的流态、流速及紊动能分布状况。得到主要结论如下:1.入口趋光性研究表明,在线鳗阶段的鳗鱼对波长较长的红、黄光较为敏感且选择性较高,对波长较短的蓝、绿光不敏感且选择性较低;对红、黄、紫色光有较强持续性,而对其它光色表现不明显,且红光和紫光对鱼的视觉刺激性较小,具有长期诱鱼的效果,黄光虽然也有较强的诱鱼的效果,但是对鱼的视觉刺激性较强,存在疲劳期,不适宜长时间诱鱼。2.鳗鱼道物理模型试验表明,堰面设置梅花型基质、基质间隔h=1.5倍、底坡≤30°及单宽流量≤9.7×1044 m/s·m时,鳗鱼上溯效果较好,成功率由原来的11%提高到91.67%;且试验组幼鳗在上溯过程中表现较为活跃,其上溯形式与蛇类爬行相似,呈现S、Z和直线型且边缘趋向运动较为明显,是一种典型的爆发游泳登上堰顶的行为,单次最大爆发游泳速度高达0.66 m/s。3.基于计算流体力学的数值模拟表明,单宽流量为9.7×1044 m/s·m时,进口最大流速为0.45 m/s,表层回流区面积约占入口面积的1/3,同时紊动能及其耗散率较大,水流条件更为混乱,可以为鳗鱼提供更好的吸引流,是理想的鳗鱼道入口。堰面流速0.2.6m/s范围的面积较大约占据模拟面积2/3,这种水流条件更适宜诱导鱼类通过堰面,减小鳗鱼在上溯过程的游泳消耗及保证上溯的稳定性,使鳗鱼顺利进入上游。

关键词：鳗鱼道模型试验灯光诱鱼过鱼效率上溯洄游行为特征游泳能力数值模拟