T型与H型鱼道水力特性及结构优化研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoguang0623
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水利工程的修建截断了天然河流,阻碍了洄游水生生物的摄食和繁殖等生命活动,从而导致洄游水生生物的减少甚至灭绝。为了恢复河流的连通性和生物多样性,减轻其负面影响,在水利工程的修建过程中,往往会伴随着一些过鱼设施的建设,其中鱼道是被广泛使用的过鱼设施之一。在鱼道设计过程中不仅要考虑目标鱼类的游泳能力,还需要考虑水流的流场特性,如流动结构、水深、回流区、流速、紊动能等。由于目前大多数鱼道是为鲑鱼等具有较强游泳能力的经济物种设计的,而国内主要过鱼对象多以四大家鱼为主,其体型较小、游泳能力较弱,并不十分适合于传统类型的鱼道。鉴于此,本文通过求解三维雷诺平均Navier-Stokes方程和k~ωSST紊流模型,分析了适合于体型较小、游泳能力较弱的鱼类的T型鱼道的竖缝尺寸对内部流场的影响,并且对内部的结构布置进行了进一步的优化设计,提出了一种池室内布置有H型墩和短挡板的新型鱼道。本文主要研究成果如下:(1)针对池室内回流区的大小以及分布情况,T型鱼道的竖缝尺寸只对靠近底板的Z=0.1h(h为对应方案池室内的平均水深;Z为鱼道竖直方向坐标)平面上的回流区有显著的影响。另外,鱼道竖缝宽度为0.50m,内部加入短挡板,并且将T型墩换成H型墩的HSF-2方案明显优于本文研究的其他方案。HSF-2方案内部的4对回流区域规模适中,位置分散,这不仅有助于避免鱼类迷失洄游方向,而且提供了更为广泛分布的休息区域。(2)在所有T型鱼道方案中,池室内最大的时均流速幅值Max{Umagnitude}的最小值出现于竖缝宽度为0.50m的TSF-2方案内。另外,相对于其他的竖缝尺寸,当T型鱼道的竖缝宽度为0.50m时,其整个池室内平均的时均流速幅值Mean{Umagnitude}最小,同时紊动能分布也相对较小。因此,可认为当竖缝宽度为0.50m时,T型鱼道内的流场对鱼类更加友好,更适合鱼类的上溯。(3)在竖缝宽度为0.50m的T型鱼道内部加入短挡板、并将T型墩转换成H型墩以后,其鱼道内最大流速轨迹线从“U”形变成“V”形,改善了主流区域紧贴壁面的状况。另外,与其他方案相比,HSF-2方案的最大时均速度幅值Max{Umagnitude}最小,这表明H型墩和短挡板的联合消能作用能够大幅度降低鱼道内下泄水流所携带的能量,从而减少鱼类上溯过程中水流的阻力作用。(4)从鱼道中紊动能的大小及分布情况来看,HSF-2方案池室平均的时均紊动能k的值与其他方案相比要小得多,并且其k≤0.10m~2/s~2和k≤0.05m~2/s~2的体积占比也相对较大,这能够避免鱼道中的鱼类因紊动能过大而迷失方向或者造成伤害。因此,综合来看,HSF-2方案也能够为鱼类的上溯提供一个更适合的紊流环境。
其他文献
安全培训对于建筑工人在施工中的影响十分重要,传统建筑工人安全培训模式不仅过于注重理论,且培训效果欠佳。将BIM与VR结合,构建了一种沉浸体验式安全培训模式。通过调研了解建筑工人的培训需求,利用BIM和VR模拟施工环境提升培训沉浸感,并通过增加实训操作增强体验感学以致用,增强建筑工人学习主动性。在培训模式的实地应用过程中,通过监测分析建筑工人情绪生理指标、调查建筑工人满意度,验证培训模式的有效性。结
<正>泉州,古代海上丝绸之路的重要起点,一个有着一千多年历史的海港城市,在漫长的岁月里,澎湃的海水激荡着多元文化在这里融合,至今还保留着佛教、伊斯兰教、天主教等外来文化的历史遗存。泉州拥有深厚的历史底蕴、独特的地域文化积淀,是全国首批历史文化名城,中国首个东亚文化之都。同时,作为全国拥有华侨华人最多的地级市,950万泉州籍海外华侨华人形成了泉州独特的资源
期刊
为能充分利用和调配为数不多的水资源,人们在天然河道上修建闸坝来满足用水需求,很好地缓解了水资源短缺问题,但同时却隔断了河道上下游的连通性,使鱼类不能定期上溯产卵和觅食而灭亡,破坏了生物多样性。为弥补该问题需寻找一种有效的生态补偿措施,鱼道便应运而生。竖缝式鱼道因具有消能效果充分,能适应大水位变幅和不同水深层鱼类洄游的优点而被广泛应用,并且为能充分利用场地条件、节省空间,许多鱼道需要设计180°转弯
<正>近年来,在交通运输部的大力支持下,河南省交通事业发展中心立足行业发展实际,以交通运输部“智慧公路”试点建设为抓手,不断加强信息资源统筹整合,加快推动大数据赋能普通公路交通发展,积极实施行业信息化发展“打基础、定框架、成规模”三步走战略,初步建成河南省普通公路和水路综合管理平台,行业管理与服务公众的信息化水平不断提升。
期刊
大坝的修建会导致河流纵向连通性消失,产生大坝阻隔效应,影响上下游种群基因交流、降低河流生物多样性,尤其对洄游性鱼类产生的负面影响最为直接。近些年,水利水电工程逐步开始建设包括鱼道作为大坝上下游的连接通道,以协助鱼类洄游产卵、促进上下游种群基于交流。鱼道运行后,需要开展鱼道过鱼监测,用以检验鱼道设计方案的有效性并优化运行管理方式。传统的过鱼监测方法难以同时兼顾到种类和数量两个生物指标。随着图像识别方
为了解中国寒温带地区不同林龄白桦林生态系统碳储量及固碳能力,在样地调查基础上,以大兴安岭地区25、40与61年白桦(Betula platyphylla)林生态系统为研究对象,对其乔木层、林下地被物层(灌木层、草本层、凋落物层)、土壤层(0–100cm)碳储量与分配特征进行调查研究。结果表明白桦林乔木层各器官碳含量在440.7–506.7 g·kg–1之间,各器官碳含量随着林龄的增长而降低;灌木层
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
作为连通河流上下游的通道,鱼道对恢复河流生态环境具有重要意义。竖缝式鱼道在实际过鱼工程中已经得到了广泛的应用,针对竖缝式鱼道的结构尺寸、竖缝布置和水力特性的研究也有很多。本文在已有研究基础上,提出了同侧多竖缝式鱼道和多竖缝-堰组合式鱼道,采用建立数学模型、模拟鱼道流场的方法对池室内的时均流动结构、速度分布特征、紊动能分布、雷诺剪切应力特征等方面展开分析。通过研究堰高和缝宽对池室内水力特性的影响,得
开展耕地占用税征收行政公益诉讼类案监督是检察机关积极推动国有财产保护和国有土地使用权出让领域公益诉讼检察工作的有益探索。监督过程中,检察机关应立足“检察大数据战略”,秉持“数字思维”,以个案线索为切入点,依托数字赋能,推动“个案办理—类案监督—系统治理”路径迭代,督促依法追缴税款的同时,推动税收征收闭环监管和案涉耕地复垦,实现“一地突破、全域共享”的规模效应。
近年来,随着我国改革监管力度的加大以及新修订证券法的深入实施,我国多家上市公司财务舞弊行为逐渐被披露曝光。财务舞弊行为对广大中小投资者的利益产生了实质性的侵害,因此探讨如何遏制上市公司财务舞弊,对保障我国市场经济的稳定发展具有重要的现实意义。本文以康美药业为例,从独立董事视角分析康美药业财务舞弊的动因,以及判决独立董事承担连带责任这一行为所引发的社会经济后果,有针对性地提出财务舞弊如何防范,独立董