枢纽鱼道建筑物数值模拟试验研究

鱼道能够帮助恢复鱼类和其它水生生物物种在河流中自由洄游,能够减缓大坝阻隔的影响。鱼道的设计可以使用数学模拟的方法进行研究,基于仿真软件A NSYS强大的计算功能和前后处理能力,基于A NSYS软件FLUENT模块综合三维紊流数学模型,对长沙鱼道推荐方案鱼道池室进行计算,鱼道最大流量为1.21 m~3/s,满足鱼类洄游条件;进鱼口流速大于0.2 m/s,达到鱼类的感应流速,集鱼渠内流向明确,稳定,无倒流,满足设计要求。     

五大牛种转型的启示

笔者在《五大牛种转型记》一文中，记述了我国的五大地方良种牛——秦川牛、南阳牛、晋南牛、鲁西牛、延边牛，改革开改30多年来转型发展的情况。在全国肉牛业一片不景气的声浪中，五大牛种转型的成绩，让人们看到了亮点，看到了希望，这也许就是中国肉牛业崛起的先声，假以时日，一个独立的现代化的肉牛产业可能就会展现在我们的面前。     

仿自然鱼道水力及过鱼性能物理模型试验

仿自然鱼道是具有一定自然特征的过鱼设施,适用于中低水头工程,是目前鱼道形式研究热点之一。为了获得一种具有综合生态功能的鱼道,该文提出了一种利用芦苇模块构建的植物型鱼道,并通过物理模型试验对其水力特性和过鱼性能进行了研究。结果表明:选取芦苇为基本单元构建植物型鱼道是合适的。植物模块交错布置的植物鱼道内可形成蜿蜒的水流,流态丰富,过鱼通道内流速均小于1.1 m/s,满足过鱼要求。过鱼试验表明,过鱼对象可以在该鱼道内顺利上溯,植物模块下游侧可形成低流速的鱼类休息区,验证了鱼道体型的合理性。该文提出的植物型鱼道丰富了鱼道的形式,具有一定创新性,对今后类似鱼道的设计和建设具有一定的指导意义。     

长洲水利枢纽鱼道功能的初步研究

鱼道是解决水坝阻隔鱼类上溯的重要途径之一,过鱼效果的监测是其科学运行的重要环节。２011年和2012年４－６月对试运行阶段的长洲水利枢纽鱼道进行了监测采样;共计采集到鱼类３０种,主要优势种类为银飘鱼（Pseudolaubuca sinensis）、餐（Hemiculter leucisclus）、瓦氏黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、赤眼鳟（Spualiobarbus curriculus）、鲮（Cirrhinus molitorella）、日本鳗鲡（Anguill japonica）,青鱼（Mylopharyngodon piceus）、草鱼（Ctenopharyngodon idellus）、鲢（Hypophthalmichthys）、鳙（Aristichthys mobilis）也有出现;体长6０～870ｍｍ的个体可以通过鱼道上溯;鱼道中鲢体重达1.５ｋｇ,鲤（Cyprinus carpio）、鲶（Schilbe intermedius）体重达到2.８ｋｇ,采集到最大规格的种类为鳡（Elopichthys bambusa）,体长达870ｍｍ,体重7061ｇ。监测数据表明,长洲水利枢纽鱼道具有较好的过鱼功能,但监测中未采集到西江重要的洄游性鱼类广东鲂（Megalobrama hoffmanni）。从不同批次监测到的鱼类种类组成及规格上分析,鱼道运行效果明显受水文变化的影响,其运行及效果监测需要充分考虑水文状况及西江鱼类的生态习性。     

连江西牛鱼道运行效果的初步研究

鱼道建设被认为是有效缓解水坝阻隔鱼类洄游的重要方法之一,而鱼道效果监测是评价其功能的重要环节。连江西牛鱼道是广东省第一座建立在水坝主体上的过鱼通道,为了解其运行效果,采用张网法和截堵法,２０１２年３－８月共６次对西牛鱼道的过鱼效果进行监测。研究表明,西牛鱼道共监测到鱼类３目、８科、３０属、３８种,以银鮈（Squalidus argentatus）、乐山小鳔鮈（Microphysogobio kiatingensis）、子陵吻鰕虎（Rhinogobit giurinus）等小型鱼类为优势类群。进入鱼道的鱼类呈现昼夜差异,上午集鱼效果要显著优于其他时间段;不同季节集鱼的种类和数量呈现较大差别,３－８月集鱼数量逐渐减少,集鱼种类数以５月最多。与国内外其他鱼道的过鱼效果比较,西牛鱼道能较好地发挥其功能。     

新疆某枢纽工程鱼道的设计

新疆某枢纽工程为低水头拦河建筑物,位于河流平原区,两岸地形平坦开阔。１１月－翌年３月,泄洪闸全部开启,河道基本为自然状态,鱼类可以自由通过;４－１０月,部分泄洪闸关闭,是本工程的过鱼季节。过鱼对象主要是新疆裸重唇鱼等需要短距离迁徙的裂鳆鱼类,兼顾草鱼、鲢等经济鱼类。综合考虑诱鱼能力、过鱼能力、鱼类适应程度、建造成本和运行维护等因素,其过鱼设施经过比选后选定为仿自然通道型鱼道。介绍了该工程仿自然通道型鱼道的论证与设计过程,为低水头拦河建筑物的过鱼设施设计提供借鉴。     

双侧竖缝式鱼道水力特性研究

研究分析不同水池长宽比条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标,为双侧竖缝式鱼道布置参数的优化选择提供技术依据。基于单侧竖缝式鱼道体型参数的研究成果,选取导板长度与水池宽度之比为0.25、竖缝宽度与水池宽度之比为0.15、导向角度为45°作为研究的基本体型;鱼道来流边界设置为压力进口,上游水深设置为2 m,出流边界设置为压力出口,下游水深设置为2 m;模型顶部设置为压力进口,进口压强为1.01×105Pa,边墙设置为固壁边界。采用三维数值模拟的方法研究分析了水池长宽比分别为4∶8、5∶8、5.5∶8、5.75∶8、6∶8、6.5∶8、7∶8、8∶8、9∶8的条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标。在不同水池长宽比条件下,鱼道常规水池内存在3种典型流场结构,其主流轨迹线、主流流速沿程衰减规律以及回流区分布等水力学指标均有不同,典型长宽比取值区间分别为4∶8~5.5∶8、5.75∶8~6.5∶8及7∶8~9∶8;对比发现,长宽比在5.75∶8~6.5∶8区间范围时,主流区宽度相对较大,水池空间利用较为充分,沿程流速衰减情况也较好,回流区主要分布于主流两侧且大小适中。初步认为长宽比5.75∶8~6.5∶8的水池流场结构较为合理。     

鲁西牛和秦川牛体尺性状与胴体性状间典型相关分析

为揭示肉牛体尺性状与胴体性状两组变量之间相关本质,对鲁西牛和秦川牛的4个体尺性状和7个胴体性状分别进行典型相关分析,结果表明:鲁西牛和秦川牛的体尺性状和胴体性状间都存在较强的相关,其第1典型相关系数均达到极显著相关水平(P0.01),典型相关系数分别是0.886和0.985,占到总相关信息的66.00%和92.92%,第2典型相关系数分别是0.738和0.802,累积占到总相关信息的87.73%和98.16%。鲁西牛体尺性状和胴体性状间第1对典型相关主要由胸围(A4)与胴体重(B1)引起,第2对典型相关主要由体高(A1)与后腿长(B5)引起,而秦川牛体尺性状和胴体性状间第1对典型相关主要由管围(A3)、胸围(A4)与胴体重(B1)、后腿长(B5)、胴体长(B7)引起,对2个品种牛两组性状的选育应侧重于这几个性状的表现,可以达到较理想的效果。     

基于智能体和元胞自动机的鱼道内鱼类行为模拟

为建立基于智能体和元胞自动机(Agent-CA)的鱼道内鱼类行为模型,该研究以计算流体力学软件得到的水流流场数据为基础,根据过鱼试验研究认识到的鱼上溯行为特征和规律,定义了不同场景下鱼的避开障碍、寻找主流、逆流向前、逆流后退、冲刺、随机6种行为和行为规则,将鱼道划分成多个二维元胞空间,将元胞空间中元胞状态为"鱼"的网格看作是一个智能体(Agent)。在3种体型的竖缝式鱼道中应用该模型对草鱼幼鱼的上溯行为进行模拟,并将模拟结果与实际过鱼轨迹进行对比。结果表明:该研究构建的模型能够较好地描述实际过鱼的主要上溯轨迹,针对3种体型竖缝式鱼道的模拟特征轨迹范围相对误差分别为23.5%、7.7%和2.3%。本研究提出的基于智能体和元胞自动机的鱼道内鱼类行为模型具有较好的适用性,可为鱼类行为模拟研究提供重要基础数据。