【摘要】：在解決水利工程建設(shè)影響下的河流連通性問題方面,修建過魚設(shè)施是目前修復(fù)河流水生生態(tài)環(huán)境的主要工程措施。本文采用一種新型多級助溯式魚道模型開展魚道水流試驗及過魚效率研究,以期為中、高水頭水利樞紐過魚設(shè)施的研究提供理論參考,為修復(fù)魚類棲息地及改善河流連通性提供技術(shù)方案。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)開展魚道物理模型優(yōu)化。魚道模型的組成包括若干魚道單元、魚道助溯結(jié)構(gòu)、魚道消能結(jié)構(gòu)、魚類過魚效果監(jiān)測系統(tǒng)和魚道仿生態(tài)措施,通過各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合及擬定的運(yùn)行方法,輔助魚類洄游上溯。魚道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括魚道尾門結(jié)構(gòu)優(yōu)化、魚道底板加糙優(yōu)化和魚道跌坎結(jié)構(gòu)優(yōu)化,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化改善魚道模型的水流結(jié)構(gòu),營造適宜魚類洄游上溯的水流條件。(2)開展魚道模型的水力特性試驗。試驗研究一、二級拱形擋板運(yùn)行時魚道單元內(nèi)的水流特性,通過對多個工況下的斷面水流流速對比,發(fā)現(xiàn)當(dāng)一級擋板抬升至25 cm高度時(工況5),第一級魚道單元中創(chuàng)造的水力條件有利于魚類上溯洄游;二級擋板抬升至15 cm高度時(工況8),第二級魚道單元中創(chuàng)造的水力條件有利于魚類上溯洄游,并對相應(yīng)的流速場進(jìn)行詳細(xì)分析。(3)開展魚道模型的過魚效率試驗。為了評估上述兩個工況組合運(yùn)行情況下的過魚效果,進(jìn)行了相關(guān)過魚效率試驗研究。試驗結(jié)果表明:魚道模型整體過魚效率為13.40%。分析魚類洄游上溯效率不高的主要原因是:1.魚類個體之間的體能及游泳能力存在差異;2.魚道單元中水流結(jié)構(gòu)并非均勻水流,在局部區(qū)域出現(xiàn)渦流,此區(qū)域高強(qiáng)度的水流條件下,刺激魚類快速游泳,但卻無法找到正確的洄游方向,導(dǎo)致體能消耗過快,無法實現(xiàn)洄游上溯;3.由于客觀原因,建造的魚道單元尺寸較小,一方面使得魚類休息區(qū)減小,另一方面靠近擋板上游的水流受擋板抬升及降落的回水影響較大。本文僅是對該新型魚道模型開展水流試驗及過魚效率的前期探索研究,后期仍需要通過大量的試驗研究進(jìn)一步優(yōu)化魚道體型結(jié)構(gòu),以提高該新型魚道的過魚效果。圖[32]表[7]參[82]
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S956.3
【圖文】：

1.2 研究目的及意義為了實現(xiàn)天然漁業(yè)資源的可持續(xù)性發(fā)展，確保河流中水生生物物種多樣性、遺傳多樣性及河流生態(tài)系統(tǒng)多樣性的實現(xiàn)。本論文開展一種新型多級助溯式魚道模型開展水流特性及過魚效率的試驗研究。通過多級魚道單元的可調(diào)節(jié)的拱形擋板上升運(yùn)動形成臨時性水池，增加水位，延緩水流，減小魚類上溯過程中的體能消耗，同時，縮短魚道池室長度，為魚類后續(xù)上行保存體力，保證魚類優(yōu)質(zhì)產(chǎn)卵；能夠節(jié)約魚道的建設(shè)成本，為中、高水頭水利樞紐過魚設(shè)施的理論研究提供幫助。1.3 魚道類型及其特點(diǎn)1.3.1 魚道類型魚道的類型大致可以分為工程技術(shù)型魚道、仿自然型魚道和專用魚道，具體細(xì)分見圖 1。

a.丹尼爾式 b.池堰式 c.豎縫式圖 2 幾種典型魚道結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagrams of several typical fishways1.4 國內(nèi)外魚道研究現(xiàn)狀1.4.1 國內(nèi)外魚道建設(shè)情況相關(guān)資料顯示[15]，截止 20 世紀(jì)中期，北美地區(qū)的過魚建筑物已達(dá)到 200 余座，這其中包括第一座擁有集魚系統(tǒng)和大規(guī)�，F(xiàn)代過魚建筑物的美國哥倫比亞河上的邦維爾壩（Bonnveille）；當(dāng)時世界上水頭最高的北汊壩魚道，提升高度達(dá)到 60 m和長度最長的帕爾頓魚道，全長達(dá)到了 4800 m。西歐、日本及蘇聯(lián)地區(qū)各種過魚建筑物也已達(dá) 150 座以上。進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代，隨著人們對于河流生態(tài)環(huán)境認(rèn)識地加強(qiáng)及魚道相關(guān)問題研究的日益深入，魚道工程建設(shè)數(shù)量急劇攀升，北美地區(qū)就已有近 400 座，日本的魚道建設(shè)數(shù)目更是達(dá)到了 1400 余座[15]。到了 21 世紀(jì)初

1 緒 論1.5.2 技術(shù)路線與方法采用多級助溯式優(yōu)化思路，利用擋板抬升方式減小魚道縱向長度，構(gòu)建臨時性水池，逐步分級輔助魚類上溯。采用魚道物理模型試驗，分析魚道內(nèi)水流運(yùn)動規(guī)律，研究魚道運(yùn)行方式與魚類過魚效果的相關(guān)性。對魚道物理模型的部分結(jié)構(gòu)提出優(yōu)化方案，并結(jié)合水流試驗和過魚試驗的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，探討影響魚道過魚效果的因素。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2744523