异侧布置竖缝式鱼道紊流结构试验研究

作者：董志勇; 江录兵; 毛斌; 陈欣宇

来源：水生态学杂志, 2021, 42(01): 129-136.

DOI：10.15928/j.1674-3075.201902270049

• 竖缝式鱼道
• 水平旋涡
• 三维流速分布
• 紊动强度
• 雷诺应力

鱼道是辅助鱼类克服障碍物,实现产卵洄游、索饵洄游和越冬洄游的通道。全球目前已建鱼道中,鱼类能够溯游通过的鱼道尚不足50%,大多数鱼道的水力设计仅考虑平均流速,忽略了鱼道内的紊流结构,探究鱼道的水力特性尤其是紊流结构,对改进其设计具有重要的指导意义。通过在大比尺水槽模型中试验研究异侧布置竖缝式鱼道的紊流结构,利用声学多普勒测速仪(ADV)实测竖缝式水池内每一点的三维瞬时流速,剖析流场的三维时均流速分布、流动特征、旋涡特性、纵向和横向紊动强度分布、不同水平面的雷诺应力分布等,考虑了两种典型流量(Q1=20.62 L/s,Q2=30.75 L/s)和3个特征水平面(h/3,h/2和2h/3),提出了三维流速分布的半理论半经验公式、流场矢量图及各点的旋度,并与自由壁面射流进行比较。结果表明,异侧布置竖缝式鱼道前半池内纵向流速具有壁面射流的特征,后半池由于受下游隔板的阻挡则偏离壁面射流规律;水池内存在顺时针方向的水平旋涡,其旋度随流量的增大而增强;前半池壁面射流区的紊动强度存在峰值区,后半池的紊动强度峰值区由水槽左侧移至右侧;壁面射流区的雷诺应力变幅较大,而在旋涡区则较小,有利于洄游鱼类在鱼道上溯和歇息。

• 单位
  浙江工业大学; 土木工程学院