挡潮闸矩形孔口式鱼道紊流结构及放鱼试验研究

摘要

对挡潮闸枢纽中矩形中孔、底孔鱼道中紊流结构进行了较为系统的试验研究,并做了放鱼试验。选择了一种鱼类偏爱流速所对应的流量作为典型流量,考虑了不同的孔口位置(中孔和底孔),用声学多普勒测速仪(ADV)量测了测点的三维瞬时流速及流向,分析了矩形孔口鱼道的三维时均流速分布特征、断面最大流速沿程变化规律、流速矢量场、紊动强度分布及雷诺应力分布。此外,还通过放鱼试验,利用在鱼体植入T形标签和高速摄影机观察了过鱼对象对中孔、底孔的反应情况,分析了过鱼对象与矩形孔口鱼道紊流结构的关系。试验结果表明:水流经中孔形成三维紊动自由射流,经底孔形成三维壁面射流,中孔纵向流速呈高斯分布,而底孔纵向流速则近似为高斯分布,流速由孔口向两侧逐渐减小;中孔和底孔横向流速在位于孔口范围内的纵剖面上沿程减小,孔口之外则变化较小;中孔和底孔垂向流速分布特征表现为在铅垂方向上均存在旋涡;在中孔水平面和纵剖面上,纵向最大流速均沿程衰减;中孔和底孔情形孔口处紊动强度和雷诺应力比非孔口处大得多,而非孔口处不同水深平面上紊动强度和雷诺应力变化趋于平缓;过鱼对象喜爱在紊动强度分布的峰值区和雷诺应力较大变幅区溯游。