魚類過閘的水動力影響機理及模擬.pdf

1、江湖之間水電能源的開發(fā)，在滿足防洪除澇、航運、發(fā)電等效益的同時，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的后果，尤其是魚類棲息地的變化，可能直接導致某些洄游性魚類減少甚至滅絕，而魚道、升魚機等過魚設施過魚效果不理想，因此研究魚類能否直接通過閘門以及探索影響魚類過閘的水動力因子，將為魚類資源的保護和魚類棲息地的修復提供一種新的思路。
　　本論文首先開展魚類生態(tài)行為實驗，根據(jù)漁業(yè)調(diào)查，選擇目標魚種，通過控制閘門口處的流速，觀察魚群在流速梯度下過閘的行為表

2、征，統(tǒng)計通過閘門的尾數(shù)和過閘的時間，并基于 Multrack軟件對拍攝的視頻進行多目標魚群動態(tài)追蹤，建立流速梯度及魚群軌跡路線的響應關系；其次是基于計算流體力學軟件Fluent對所研究的區(qū)域進行水動力數(shù)值模擬；最后根據(jù)魚類過閘的行為實驗結(jié)果，并結(jié)合水動力指標模擬結(jié)果，探索影響魚類過閘及洄游軌跡的影響因子并揭示其影響機理。本論文的主要結(jié)論有：
　　1.魚類在不同水動力環(huán)境下過閘的行為實驗。草魚整體的過閘能力要強于青魚，適應的流速梯度

3、范圍要比青魚寬。在0.1m/s~0.6m/s的流速工況下，草魚平均至少有50％的通過率，而青魚的過閘主要集中在低流速，高于0.4m/s基本上不過閘；青魚的平均過閘時間要比草魚高出許多，且均隨流速的增大而遞增；青魚和草魚均喜好在研究區(qū)域的右側(cè)活動，并靠右側(cè)翼墻邊壁上溯，進入消力池后，會有簡單的過渡，待的時間稍長，之后尋找最適宜通過的水動力條件，并且均從右半側(cè)的3＃~5＃閘門進入上游，其中以5＃閘門最多。
　　2.影響魚類過閘的水力學

4、機理。通過 Fluent軟件對研究區(qū)域進行水動力數(shù)值模擬，得到流場、壓力場、紊動能、紊動強度、剪切力場等水動力指標的分布，結(jié)合魚類行為實驗結(jié)果，并結(jié)合魚類行為實驗結(jié)果，分析影響魚類過閘的因素。結(jié)果表明，流速是影響魚類過閘的主控因子，流速越大，主流區(qū)的流場強度越大，對魚類的阻礙就越強，使其通過的時間變長，通過的尾數(shù)減少；閘門下游消力池，可以減緩從閘門流出的流速，降低對河床底的沖刷，由于流速降低，可以作為魚類暫時的休息場所，故在此待的時間較