竖缝-表孔组合式仿生态鱼道水力特性研究

发布时间：2021-02-12 18:04

　　为了探索仿生态鱼道结构型式变化对水力特性的影响,以改善仿生态鱼道水力学条件,本文采用RNG k-ε紊流模型对竖缝式和竖缝-表孔组合式两种不同鱼道池室结构型式进行数值模拟计算。研究表明:竖缝式结构下,池室主流呈"S"形轨迹,竖缝水深、流速分布沿程较均匀,最大竖缝流速为1.31 m/s,最大紊动能为0.124 m²/s²。竖缝-表孔组合式鱼道流速沿程变化较大,表孔最大流速达到1.52 m/s,但同断面竖缝流速仅为0.50 m/s,最大紊动能为0.140 m²/s²,可为鱼类上溯提供丰富的水流条件,但由于表孔增加了过流断面,组合式结构消耗流量较多,可根据实际情况进行综合考虑选择。 

【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(S2)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

鱼道结构示意(单位:m)

来流水深1.5 m时,竖缝式结构中,主流呈“S”形分布,表、中、底层分布规律一致,主流通过竖缝后,弯向异侧下一级竖缝,主流沿程变化较小,在1.0～1.2 m/s之间,同时主流轨迹沿水深方向也保持一致(见图3)。主流两侧产生回流区,回流流速在0.3～0.5 m/s之间,由于表层水面较宽,回流区面积较大,随着宽度减小,回流区逐渐缩小,尤其是竖缝靠近边壁一侧,几乎无明显回流区。竖缝-表孔组合式结构中,流场分布明显不同,水流通过上游竖缝后,由于表孔的存在,水流不需要向异侧弯折,而可以沿直线流动,也由于连续三级竖缝或孔口位置几乎处于一条直线,水流流速明显大于竖缝式结构,X=23.40 m处表孔流速达到1.5 m/s。由于表孔分担了部分流量,原竖缝水流流速显著减小。在第6级池室中,由于两侧水流相互掺混消能作用,水流趋于均匀,下游主流流速反而小于竖缝式结构。图2 池室横断面试验值与模拟值

图3 1.5 m进口水深流速平面分布来流水深1.8 m时,分布规律与来流水深1.5 m时基本一致,竖缝式结构中,主流最大流速增大至1.3 m/s,对于部分游泳能力较弱的鱼类及幼鱼,可能会形成流速障碍。竖缝-表孔组合式结构中,X=23.40 m表孔流速同样达到1.5 m/s左右,但是该断面竖缝处流速为0.4～0.5 m/s,流速的差异化可以为鱼类上溯提供丰富的水流条件,满足不同游泳能力和流速偏好的鱼类。

【参考文献】：
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本文编号：3031250