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孔-堰结合型鱼道过流元件的水动力特性及应用研究

Hydro-dynamical Properties of Orifice-weir in a Fishway and Its Application

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为了解决鱼道水位落差大、流速高、难以平顺过渡问题,提出一种新型的孔-堰结合过流元件;试图通过这种新结构调控上下分流比,获得适宜鱼类洄游的水流条件.采用理论分析、数值模拟与水力模拟试验的综合研究方法,开展了一般性分析与典型鱼道研究.首先对孔-堰的特性及水力计算进行分析,给出适宜的分流模数与设计方法.以某鱼道过渡段为研究对象,对常规多级堰与多级孔-堰的水力特性开展数值模拟和模型试验研究,获得不同边界的流场水力要素.研究表明,具有上下通道的孔-堰呈双峰型流速垂线分布,比无孔-堰的偏态单峰分布更适合不同流层鱼类上溯;多级孔-堰调整了水流结构,使各级潜堰上下游水头差降低30％～50％;堰顶流速降幅达23％～40％,为1.2～2.1m/s,底孔流速保持在0.8～1.3m/s;孔-堰分流比沿程呈逐级增大(13％～39％)特征.孔-堰过流元件使流场整体紊动性减弱,堰顶湍动能降低58.8％～76.9％;底部加糙使能耗结构趋于合理,有益于鱼类上溯与休憩;同时保持平缓、连续的自由水面,具有良好的水力生态调节作用.

孙东坡、董明家、刘明潇、黄天宝、范聪喆、武娟娟

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华北水利水电大学水力学及河流研究所,河南郑州450046

广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司,广西桂平537200

孔-堰 分流比 生态鱼道 水力模拟 流场结构 湍动能 多级跌水

国家自然科学基金重点项目国家自然科学青年基金

4193064351909093

2022

10.16058/j.issn.1005-0930.2022.02.002

应用基础与工程科学学报
中国自然资源学会

应用基础与工程科学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.895
ISSN：1005-0930
年,卷(期)：2022.30(2)
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