為了探索仿生態(tài)魚道結(jié)構(gòu)型式變化對(duì)水力特性的影響,以改善仿生態(tài)魚道水力學(xué)條件,本文采用RNG k-ε紊流模型對(duì)豎縫式和豎縫-表孔組合式兩種不同魚道池室結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。研究表明:豎縫式結(jié)構(gòu)下,池室主流呈"S"形軌跡,豎縫水深、流速分布沿程較均勻,最大豎縫流速為1.31 m/s,最大紊動(dòng)能為0.124 m²/s²。豎縫-表孔組合式魚道流速沿程變化較大,表孔最大流速達(dá)到1.52 m/s,但同斷面豎縫流速僅為0.50 m/s,最大紊動(dòng)能為0.140 m²/s²,可為魚類上溯提供豐富的水流條件,但由于表孔增加了過流斷面,組合式結(jié)構(gòu)消耗流量較多,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮選擇。 

【文章來源】：水利水電技術(shù). 2020,51(S2)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

魚道結(jié)構(gòu)示意(單位:m)

來流水深1.5 m時(shí),豎縫式結(jié)構(gòu)中,主流呈“S”形分布,表、中、底層分布規(guī)律一致,主流通過豎縫后,彎向異側(cè)下一級(jí)豎縫,主流沿程變化較小,在1.0～1.2 m/s之間,同時(shí)主流軌跡沿水深方向也保持一致(見圖3)。主流兩側(cè)產(chǎn)生回流區(qū),回流流速在0.3～0.5 m/s之間,由于表層水面較寬,回流區(qū)面積較大,隨著寬度減小,回流區(qū)逐漸縮小,尤其是豎縫靠近邊壁一側(cè),幾乎無明顯回流區(qū)。豎縫-表孔組合式結(jié)構(gòu)中,流場分布明顯不同,水流通過上游豎縫后,由于表孔的存在,水流不需要向異側(cè)彎折,而可以沿直線流動(dòng),也由于連續(xù)三級(jí)豎縫或孔口位置幾乎處于一條直線,水流流速明顯大于豎縫式結(jié)構(gòu),X=23.40 m處表孔流速達(dá)到1.5 m/s。由于表孔分擔(dān)了部分流量,原豎縫水流流速顯著減小。在第6級(jí)池室中,由于兩側(cè)水流相互摻混消能作用,水流趨于均勻,下游主流流速反而小于豎縫式結(jié)構(gòu)。圖2 池室橫斷面試驗(yàn)值與模擬值

圖3 1.5 m進(jìn)口水深流速平面分布來流水深1.8 m時(shí),分布規(guī)律與來流水深1.5 m時(shí)基本一致,豎縫式結(jié)構(gòu)中,主流最大流速增大至1.3 m/s,對(duì)于部分游泳能力較弱的魚類及幼魚,可能會(huì)形成流速障礙。豎縫-表孔組合式結(jié)構(gòu)中,X=23.40 m表孔流速同樣達(dá)到1.5 m/s左右,但是該斷面豎縫處流速為0.4～0.5 m/s,流速的差異化可以為魚類上溯提供豐富的水流條件,滿足不同游泳能力和流速偏好的魚類。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3031250