【摘 要】
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建国以来,我国水利事业飞速发展,极大的改善了我国水资源匮乏现状,而由于水利水运工程的拦河筑坝也严重破坏了天然河道的连通性,使得生境片段化,导致鱼类等洄游性生物无法完成正常的生殖繁衍以至于濒临灭绝,严重的破坏了整个河流的生态平衡,不符合“绿水青山就是金山银山”的发展理念,因此鱼道的建设就显得尤为重要,特别是针对实际情况、因地制宜的设计和建设鱼道具有重要意义。仿生态鱼道模拟的河流条件最接近天然河道,更
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建国以来,我国水利事业飞速发展,极大的改善了我国水资源匮乏现状,而由于水利水运工程的拦河筑坝也严重破坏了天然河道的连通性,使得生境片段化,导致鱼类等洄游性生物无法完成正常的生殖繁衍以至于濒临灭绝,严重的破坏了整个河流的生态平衡,不符合“绿水青山就是金山银山”的发展理念,因此鱼道的建设就显得尤为重要,特别是针对实际情况、因地制宜的设计和建设鱼道具有重要意义。仿生态鱼道模拟的河流条件最接近天然河道,更适合鱼类通过。仿生态鱼道的研究已成为水利过鱼建筑物的发展趋势。本文以大藤峡水利枢纽工程为实例,利用MIKE软件对其二号鱼道生态景观湖和仿生态鱼道出口衔接段的扇形区域进行数值模拟,结果分析衔接段区域流速过大不适合鱼类上溯。设计圆形、方形、菱形三种相同直径的管桩结构改善衔接段区域的水流条件,并与物理试验模型进行对比。对三种设计方案进行了建模计算,研究分析了衔接段水流结构,继而根据透水率条件对管桩结构进行优化,研究分析优化方案衔接段水流水位、水深和流场。得出以下主要结论:(1)衔接段内布设管桩结构不仅可以有效降低衔接段内水流流速,提供满足鱼类上溯的水流条件形成生态廊道,水流在管桩后方形成的低流速区还可供鱼类上溯疲劳时休整停留形成景观廊道。(2)在管桩直径与透水率相同条件下,方形管桩结构方案阻水效果更明显,主槽内流速更小。在三种初步设计方案下,衔接段水位、水深满足鱼类上溯需求,但由于管桩结构阻水严重,水体大多从滩地区域流向下游,导致鱼道衔接段出口处与主槽内流速小于鱼类的感应流流速、滩地大部分区域流速大于鱼类的突进速度,圆形、菱形管桩方案下管桩间隙流速过大不适宜目标鱼类上溯,故三种初步设计方案并不能满足工程要求。(3)针对管桩结构阻水严重情况,通过增加管桩间透水率对初步设计方案进行优化。优化后的水位、水深条件依然满足鱼类上溯,圆形管桩优化方案在AS10断面流速高达1.51m/s大于部分鱼类的突进速度,造成鱼类上溯困难;菱形管桩优化方案管桩间横向流速达到0.42m/s,可能引起水流偏转不利于鱼类上溯,滩区流速高达2.20m/s绝大部分目标鱼类不能在此流速下成功上溯;透水率为0.68的方形管桩优化方案下管桩间流速、主槽流速与滩地流速均能满足绝大部分目标鱼类上溯所需的水流条件,是六种方案中的最佳方案。
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