基于鱼类分布与水力特性的鱼道进口布置方案比选

鱼道进口布置方式直接影响鱼道的诱鱼效果和过鱼效率。以临淮岗枢纽为例,通过构建二维宽浅河道水流流场数值模型,对典型工况下枢纽下游河道流场进行精细模拟,并结合河段鱼类分布的水声学调查结果,对3种不同鱼道进口布置方案进行比选。结果表明：临淮岗闸门下游左右岸流速满足鱼类适宜条件,且靠近鱼类聚集区域,均满足鱼道进口布置条件,可综合考虑经济效益、施工难度、工程安全性等确定布置方案,并建议相应调整闸门运行方案。     

大源渡枢纽扩建鱼道工程总体布置

以湘江大源渡枢纽扩建鱼道工程为例,论述在已建航电枢纽中扩建鱼道工程需考虑的几大设计难题。重点分析了过鱼对象及时段、运行水位及进出口高程、设计流速、结构形式选择、进出口布置等的确定思路及方法。分析认为:湘江过鱼对象主要为"四大家鱼";鱼道设计流速0. 2～1. 3 m/s更有利于过鱼;进口布置是鱼道设计的关键,适当考虑诱鱼可增强过鱼效果;鱼道工程考虑与扩建船闸工程协同设计。总结了在实际地形及已有建筑物等限制因素下的鱼道工程设计经验,对类似工程具有重要借鉴意义。     

微弯分汊河段枢纽增建鱼道水流条件数值模型试验

大源渡航电枢纽拟增建鱼道,受枢纽总平面布置条件限制,鱼道进口如果布置在电站尾水,则施工难度和投资均较大,存在严重安全隐患。为既确保安全、节省投资,又满足过鱼要求,采用SMS-RMA2模型建立了平面二维水动力数学模型,模拟得出枢纽坝轴线下游一定范围内多种不同工况下的流场图,为在坝址所处微弯分汊河段找到合适的鱼道进口位置提供了可靠的参考依据。为提高过鱼效果,建议在鱼道进口上游侧设置导鱼电栅等拦鱼系统和喷淋水声、灯光等诱鱼系统,帮助鱼类及早发现鱼道入口。     

界牌鱼道进口水力特性数值模拟与优化

以界牌枢纽鱼道工程为例,结合鱼类生态水力特性和平面二维水动力数学模型对界牌枢纽下游河道进行数值模拟,分析电站机组、泄水闸控泄等多重复杂调度方式下的鱼道进口水力特性,并进行方案优化。结果表明,在原设计方案下,新、老电站组合工况下的鱼道进口流速过大,超过鱼类顺利上溯的水力限值;当鱼道进口段附近的电站出水渠进行适当扩宽后,鱼道进口附近水流流速均满足设计要求,在此基础上,进一步将原设计尾水出口左侧的高程开挖使得鱼道进口上移,以此实现鱼道进口良好的上溯条件。     

龙溪口航电枢纽工程鱼道进口布置论证与优化*

为确定龙溪口航电枢纽左岸仿生态鱼道的进鱼口布置方案，结合枢纽的运行工况和现有地形条件，发现较多工况下鱼道进口附近水流条件不满足鱼类上溯要求，需采取一定的工程优化措施。针对龙溪口枢纽的特点，选取典型工况对进鱼口及枢纽下游的水流条件进行研究。根据二维数值仿真模型的研究成果，拟采用拆除电站与泄水闸之间部分纵向围堰、电站尾水坎下游开挖疏浚以及左岸生境重构等方式，优化鱼道进口水流条件。对比分析不同进鱼口布置方案的优劣，推荐采用生境重构结合开挖疏浚的综合措施，优化龙溪口鱼道进口及下游流场，两者均满足龙溪口鱼道进口的流速要求。相关成果可为类似进口水流条件的数值模拟及进鱼口布置提供技术参考。     

龙溪口航电枢纽仿自然鱼道设计

为确定岷江航电龙溪口枢纽仿自然鱼道布置的合理性和设计基本参数，对工程河段开展鱼类资源调查和游泳能力测试。通过三维数值模拟计算验证鱼道池室尺寸与池室内流速关系，通过物理模型试验对鱼道内部水流流态、控制断面流速等水力学参数进行研究。提出仿自然鱼道设计方案：1)鱼道进口布置在发电厂房尾水渠末端，采用发电尾水诱鱼并在进口布设补水设施；2)鱼道采用藕节形+梯形断面结构，内设横隔，鱼道和横隔均采用天然卵石堆砌；3)下游河道左岸布设缓流平台，消除鱼类上溯流速屏障。试验结果表明，龙溪口仿自然鱼道池室内部流态多样性，流速满足过鱼要求。     

平陆运河青年枢纽竖缝式鱼道优化设计研究

青年枢纽作为平陆运河最后一个梯级,需要设置鱼道,以保证钦江鱼类洄游通道的连通性。综合过鱼对象洄游行为及枢纽调度特征,提出左岸双鱼道设计方案,垂直竖缝式鱼道、鳗鱼道均布置在紧靠电站尾水的岸侧;鳗鱼道同竖缝式鱼道在下游观察室附近会合,之后合并至竖缝式鱼道。作为穿坝主体通道,竖缝式鱼道设计除满足过鱼目标洄游需求外,更需要在单一进口的设计前提下适应具有感潮特性的大水位变幅。为此,经鱼道模型试验,提出以促进池室内主流偏折、增大主流消能为优化原则的具有45°导流角的池室隔板结构,以增大进口附近池室水深、减小流速为优化原则的变坡式鱼道进口段布置。优化后的青年枢纽竖缝式鱼道适用于各典型运行工况,主流蜿蜒连续、未形成流速屏障。     

某拦河闸坝枢纽鱼道工程水力学特性试验研究

某闸坝枢纽作为天然河道上的永久性水工建筑物,其修建将对原河道天然水生生态环境连续性产生阻隔,影响鱼类洄游繁殖。为保障鱼类洄游成效,需要在枢纽上修建鱼道。针对鱼道设计方案能否满足水力学条件的问题,进行了不同水位组合条件下鱼道的整体水力特性和鱼道进出口数量与布置的研究。采用比尺为1∶16的物理模型试验方法,验证鱼道设计方案的合理性。结果表明,在推荐的鱼道布置和进口段采取补水措施下,各项水力指标均能满足规范和设计要求;当鱼道进口主流流速较小时,需要采用进口段补水措施满足诱鱼设计要求。     

岷江航电犍为枢纽仿生态鱼道设计

为了确定岷江航电犍为枢纽仿生态鱼道设计基本参数和鱼道布置的合理性，在现场对周边河道所捕获的鱼类进行游泳能力测试，通过二维数学模拟模型的水动力计算验证鱼道出入口水流条件，通过物理模型对仿生态鱼道的水力特性进行研究。提出设计方案：1）鱼道设计水位拟采用流量保证率和机组发电水位相结合来确定；2）仿生态鱼道布置在发电厂房左侧的堆碴体上，鱼道及其横隔板全部采用宾格网石笼，鱼道进口段布设补水措施。试验结果表明：犍为鱼道设计流速不大于1.20 m/s、鱼道各池室流速分布多样化，满足过鱼的水力条件。     

貊皮岭仿生态鱼道底坡和休息池水动力数值模拟*

根据貊皮岭仿生态鱼道工程特点以及过鱼要求,建立了鱼道池室三维紊流数学模型,论证了鱼道底坡和休息池尺度。研究结果表明：1）该鱼道隔板布置形式能够较好地满足鱼类上溯需求,推荐鱼道底坡为1/250条件下,隔墙（板）过鱼孔缝最大流速为0.90 m/s。2）不同方案休息池内均存在较大范围小流速区,可供鱼类上溯休憩。3）20 m池长方案休息池内小流速区范围较10 m池长方案有明显增加,能够更好地满足鱼类休息需求。     

嘉陵江利泽航电枢纽工程鱼道进口水流条件数值模拟

针对山区河流航电枢纽区域有限的诱集鱼条件,采用二维水流数值模拟方法,对嘉陵江利泽工程鱼道入口附近的水流条件进行研究。对比分析了5种布置方案下的鱼道进口水流流场。结果表明：鱼道进口靠岸侧布置导墙、靠主河道侧布置反弧堤头加导流墩的组合形式,可显著改善鱼道进口水流条件。对于该工程而言,直导墙长度设计为6 m,然后以圆弧（R=18 m）与岸坡相接;反弧堤头成45度角斜切;在斜切边壁外布置2个尺寸均为1.2 m×0.8 m的导流墩,布置间隔为1.2 m。     

低水头枢纽仿生态鱼道水流条件研究

采用正态1:20整体物理模型为主要研究手段,对低水头枢纽仿生态鱼道进行水力学试验研究。首先通过分析国内鱼道主要过鱼对象,确定了适合国内鱼道的设计流速,而后通过整体物理模型重点研究了枢纽上、下游不同水位差情况下,鱼道内沿程水位、比降及流速等水力要素变化,并对试验结果进行分析,逐步优化了鱼道进鱼口结构型式、鱼道底板高程、鱼道总长度、竖缝宽度及池室个数,得出了适合国内鱼类的低水头航电枢纽仿生态鱼道平面布置方案。     

赣江新干航电枢纽仿生态鱼道整体设计

赣江新干航电枢纽的建立,阻碍枢纽区段洄游性鱼类的上溯通道,改变原有河流的水文情势和水生生态。为恢复鱼类洄游通道,保障赣江流域水生态环境,拟修建新干仿生态鱼道工程。针对该过鱼设施,从工程基本资料、过鱼目标、过鱼对象、运行水位组合以及鱼道形式选择、结构尺度等方面进行充分设计与分析,并建立物理模型试验对其水流条件进行进一步优化改进。结果表明,该仿生态鱼道在各种水位组合工况下能够满足目标鱼类上溯需求,水流条件较好。相关研究成果可为其他水利枢纽工程过鱼设施建设提供有效借鉴。     

紧邻船闸布置的鱼道槽身结构选型及应用

针对紧邻船闸布置的鱼道槽身结构选型存在的技术问题,提出在已建枢纽上紧邻船闸扩建鱼道的设计路线。以湘江大源渡枢纽扩建鱼道工程为例,将船闸与鱼道槽身按一体式结构考虑,鱼道结构紧邻二线船闸主体工程布置,并根据鱼道槽身所处船闸位置的不同,合理选择开敞式U形断面、暗涵式拱型等槽身结构断面,既解决了已建枢纽工程中增建鱼道布置的难题,又大大减少了用地和工程投资。     

流速可控式新型生态鱼道的概念设计与数值模拟

鉴于传统鱼道适用范围窄、引鱼措施不完善、过鱼种类单一以及鱼道淤沙问题严重等缺陷,提出了一种流速可控式新型生态鱼道的概念设计模型,并结合大型通用流体力学计算软件Fluent对该新型生态鱼道进行数值模拟仿真研究。结果表明:通过调整鱼道中可旋转式隔板与边壁的夹角角度,从而改变鱼道中水流的流速大小,进而满足不同洄游鱼类对不同水流流速的适应要求。     

广西右江鱼梁航运枢纽鱼道工程总体布置

广西右江鱼梁航运枢纽通过建设鱼道工程,减少因拦河坝建设阻断鱼类原有洄游通道产生的不利影响,并辅以鱼苗放流措施,尽可能达到恢复生态,实现鱼类生态过程可持续性的目的。文中介绍了鱼道工程的鱼道、集鱼系统、补水系统等的布置,为其他内河枢纽鱼道工程布置提供借鉴。     

西津水利枢纽二线船闸下引航道布置方案对比

西津水利枢纽二线船闸工程对发展西江航运和流域经济具有重要作用。为研究二线船闸布置方案与原一线船闸布置的相互影响,采用水工模型试验研究二线船闸下引航道两类不同布置方案下的水流条件,通过分别测定一、二线船闸下引航道口门区纵、横向及回流流速三项指标,并进行对比分析得知:一、二线船闸下引航道口门区采用共用布置方案时,在中洪水流量情况下,口门区内横向及回流流速难以满足规范要求;当采用下引航道口门区分开布置形式时,二线船闸下引航道口门区多项流速在各级通航流量下基本满足规范要求。     

迈湾水利枢纽升鱼机集鱼槽进口位置选择分析

进口诱鱼效果是过鱼设施设计成败的关键,已成为当下研究的热点。为有效解决迈湾水利枢纽升鱼机集鱼槽进口布置问题,提高过鱼效果,基于MIKE水动力软件中的MIKE21水动力模块,构建迈湾水利枢纽尾水区域二维模型,对不同机组运行工况下的流场进行分析。结果表明,拟建升鱼机集鱼槽4个备选进口,D进口在过鱼季节不同机组运行工况下,诱.导鱼类.进入集鱼槽的有效运行率为100%,是集鱼槽进口布设的最佳位.置。D进口处水深为216～409m,通过在进口处设置拦鱼电栅,并定量补水使进口流速达到07m/s,与主流流速(约0m/s和1似过鱼设施工程进口布设问题提供借鉴和参考。     

渠江风洞子航运工程枢纽总平面布置

渠江风洞子航运工程位于渠江干流中游，河道为典型的山区河流，具有洪枯水位变幅大、河道弯曲系数大、洲岔发育的特点，工程开发任务兼具通航、发电、改善城市水环境等，综合利用要求高。由于枢纽建筑物多，总体布置需同时满足船闸、泄水闸、发电厂房、鱼道等建筑的使用条件、便于运营管理及施工导流建筑物永临结合等，难度较大。通过船闸左右岸比选、船闸与电站同异岸布置、鱼道出口远近坝布置等多方案比较分析，结合水工物理模型试验，提出船闸走汊、泄水顺槽、鱼道顺堤的总平面布置方案，实现了通航为主的前提下，兼顾枢纽各建筑物布置要求的目标。     

仿生态鱼道施工技术

针对犍为航电枢纽仿生态鱼道施工过程中存在的渠道坡面开挖干扰大、密实度难以保证、渠道防渗土工膜连接困难、仿生态鱼道路线无规则变化、边坡开挖测量放线工作繁琐等问题,进行仿生态鱼道施工技术研究。首先通过鱼道模型试验和鱼类生态学试验验证仿生态鱼道设计方案的可行性,再结合仿生态鱼道的特点,研究鱼道渠道体型、鱼道柔性防渗、鱼道坡面碾压等,保证鱼道施工质量和结构的稳定。对鱼道池室流态及过鱼控制断面最大流速进行分析,提出鱼道曲线及隔板透水率等对流速的影响,合理设置休息池,保证目标鱼类顺利通过鱼道;采用当地天然建筑材料,构建出鱼类天然洄游的通道,使之符合生态学原理,满足生态保护要求。