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。     

峡江水利枢纽鱼道过鱼效果的初步研究

为了解峡江水利枢纽鱼道过鱼效果,采用张网法和截堵法,于2019年10月、2020年1月、2020年4月、2020年8月对峡江水利枢纽鱼道的过鱼效果开展季度调查.鱼道内共采集鱼类4605尾,计42种,隶属于4目、9科、34属,以中小型鱼类为主,体长范围为2.3～48.5 cm,优势种为宽鳍鱲(Zacco platypus...     

高坝鱼道工程设计案例分析

坝高１１６ｍ,最大水头６７.０ｍ,额定水头５３．５ｍ。主要过鱼季节为３－６月,兼顾过鱼季节为２月、７－１０月。综合考虑工程特性和过鱼对象生态习性,设计采用竖缝式池室结构型式鱼道,主要由进口段、槽身段、暗涵段、明渠段、过坝段、出口段、进口补水设施和观测研究室等部分组成,全长３５６６．３２５ｍ。共设置２个常用进口,２个备用进口,鱼道过鱼孔设计流速１．１ｍ／ｓ。介绍了鱼道设计技术路线及研究方法,提出了休息池、鱼道进口、补水设施和带集鱼池的观测研究室的设计思路。     

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。     

异侧布置竖缝式鱼道紊流结构试验研究

鱼道是辅助鱼类克服障碍物,实现产卵洄游、索饵洄游和越冬洄游的通道。全球目前已建鱼道中,鱼类能够溯游通过的鱼道尚不足50%,大多数鱼道的水力设计仅考虑平均流速,忽略了鱼道内的紊流结构,探究鱼道的水力特性尤其是紊流结构,对改进其设计具有重要的指导意义。通过在大比尺水槽模型中试验研究异侧布置竖缝式鱼道的紊流结构,利用声学多普勒测速仪(ADV)实测竖缝式水池内每一点的三维瞬时流速,剖析流场的三维时均流速分布、流动特征、旋涡特性、纵向和横向紊动强度分布、不同水平面的雷诺应力分布等,考虑了两种典型流量(Q1=20.62 L/s,Q2=30.75 L/s)和3个特征水平面(h/3,h/2和2h/3),提出了三维流速分布的半理论半经验公式、流场矢量图及各点的旋度,并与自由壁面射流进行比较。结果表明,异侧布置竖缝式鱼道前半池内纵向流速具有壁面射流的特征,后半池由于受下游隔板的阻挡则偏离壁面射流规律;水池内存在顺时针方向的水平旋涡,其旋度随流量的增大而增强;前半池壁面射流区的紊动强度存在峰值区,后半池的紊动强度峰值区由水槽左侧移至右侧;壁面射流区的雷诺应力变幅较大,而在旋涡区则较小,有利于洄游鱼类在鱼道上溯和歇息。     

竖缝式鱼道90°转弯段水力特性的数值模拟

受枢纽布置与地形地质条件影响,竖缝式鱼道穿越公路、桥梁等建筑物或实现大转弯时通常需要布置90°转弯段。根据导板的布置位置,90°转弯段分为内内型、内外型、外内型与外外型4种类型。采用数值模拟技术计算4种类型90°转弯段的水流流场,主流区水流均紧贴边墙流动,主流区两侧出现尺度过大的回流区。针对出现的不利流态,提出了以增设整流导板的方式调整水流结构,并对水流结构改进后的水力特性进行了对比研究。增设整流导板后,主流区大致居中,主流衰减效果显著;回流区尺度合理,回流流速甚小。内外型90°转弯段增设一整流导板后,yi/B值介于0.30~0.71,说明主流区主要位于转弯段中间40%区域内;主流区两侧主要分布着3个回流区,位于弯段与弯段下游回流区的尺度最大,影响域为常规水池面积的0.9倍,长宽比为3.25,说明大尺度回流区的影响域为椭圆形区域,可便于鱼类游入与游出;弯段与弯段下游回流区内,靠近边墙的最大流速不超过竖缝断面平均流速的0.23倍,中心流速甚小,有利于鱼类良好休憩。内外型90°转弯段水流结构改进效果较其他3种类型更为明显,在实际工程中可考虑优先采用。     

峡江鱼道过鱼效果初步评价

鱼道是解决拦河筑坝阻隔鱼类洄游的重要手段之一。为了满足兴建峡江水利枢纽工程后洄游鱼类上溯的要求,保护赣江水生生态环境的完整性,减缓工程对鱼类种群遗传交流的影响,针对峡江水利枢纽实际情况制定了鱼道过鱼方式。鱼道采用垂直竖缝式结构设计,由上游鱼道(出口段)、坝体过鱼孔口、下游主、副鱼道(进口段)、集鱼系统及连接段组成,设计主要过鱼季节为4-7月,流速0.7~1.2 m/s。采用仪器监测与人工观察相结合的方式对峡江鱼道过鱼效果进行了初步监测。监测结果显示:2017年监测到过鱼总数67.8万尾,其中上行占41.67%;期间共监测到22种鱼类,共计4目、7科、18属,以小型鱼类为主,如贝氏(Hemiculter bleekeri)、三角鲂( Megalobrama terminalis)、银鲴(Xenocypris argentea)、银鮈(Squalidus argentatus);不同季节过鱼数量不同,其中以二季度最多,占总数49.17%,过鱼数量以7月最多;过鱼数量昼夜差别大,以上午10:00至下午16:00是过鱼数量最多;与国内其他鱼道相比,峡江鱼道过鱼数量较多,过鱼效果显著。     

竖缝式鱼道桩柱结构过鱼效果探索

竖缝式鱼道作为一种协助鱼类洄游上溯从而缓解提升河流连通性 的设施得到广泛的应用,但是多数鱼道的实际过鱼效能并不理想,尤其 是鱼道的池室结构尚具有一定的提升空间。本研究通过数值模拟和对照性过鱼试验对池室内部未增加和4种方式增加桩柱的池室水流结构进行了比较分析。结果表明在鱼道主流中间增设桩柱结构,可以有效减小回流区面积,减幅达49%;并减小竖缝处紊动能,最大紊动能减小18%;增加鱼类上溯路线分布,提高了池室空间利用率更高 。分析两种结构的上溯轨迹发现,齐口裂腹鱼多选择回流区外侧上溯,避免进入回流区中心,多选择较高的水力应变与紊动能区域调整作为上溯方向 ,且上溯路线中偏好较低水力因子区域上溯,上溯偏好流速范围0.01~0.09m/s,紊动能范围0.001~0.008m2/s2,水力应变范围0.2~3.0s-1     

西藏狮泉河鱼道设计初探

狮泉河水电站是西藏狮泉河流域梯级开发的第一座水电站,对水域生境和鱼类资源的影响巨大。为了缓解水利工程对鱼类资源带来的不利影响,通过对狮泉河水电站参数、水电站阻隔鱼类资源的初步分析,提出了狮泉河应修建鱼道来保护鱼类的方案。作者就狮泉河鱼道的过鱼对象、类型、主要结构设计特点等作了简要介绍。     

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。