对于传统工程型鱼道结构简单、流态单一,与鱼类的自然洄游环境存在一定差距,不易满足不同鱼类上溯要求的问题,结合前期研究成果,构建一种新型近自然型鱼道,通过水工模型试验和CFD数值模拟分析其水流特性,以期优化结构和充分显现池室内水流的阴阳变化作用,急缓、深浅水流结合,增加水流多态性,以提高更多种鱼类洄游的适应性和过鱼能力。主要的工作内容及结论如下:(1)通过室内水工模型试验,在导流坎的高度、旋转角度发生变化的条件下,对旋流式鱼道进行过水试验和放鱼试验。初始工况为对照工况,工况1～4为试验工况。对比不同工况下的水流流态、水深和过鱼效果。试验表明:与初始工况相比,增加导流坎后,流态丰富,更利于水流分区,扰动剧烈的水流由池室中心转移至右侧和池壁位置,最浅水深增加2.4倍左右,右壁最大水深增加23.3%,左壁最大水深增加18.6%。(2)建立新型鱼道的数学模型与计算方法,利用物理模型试验数据验证数学模型的准确性,通过数值模拟方法模拟不同工况下旋流式鱼道的水流结构,分析其流态、流速及紊动能等水力学特性因子。(3)采用数值模拟的方法对配置了太极八卦圆盘和导流坎组合型式的旋流八卦鱼道进行模拟计算,分析在差距较大的高、矮坎条件下鱼道的水流结构以及流场分布、紊动能和最大流速等水力学参数变化情况。结果表明,与旋流式鱼道相比,旋流八卦鱼道有效降低水流紊动,显著消减水流能量,增加水流的多态性,能够改变上、下层流速分布,垂线流速丰富,对不同体长的鱼类适应性强。不同水深处紊动能与流速分布呈现出流速波动越大,紊动能越大的规律,池室紊动能TKE≤0.05 J/kg,属低紊动能区。