魚(yú)類過(guò)閘的水動(dòng)力影響機(jī)理及模擬.pdf

1、江湖之間水電能源的開(kāi)發(fā)，在滿足防洪除澇、航運(yùn)、發(fā)電等效益的同時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的后果，尤其是魚(yú)類棲息地的變化，可能直接導(dǎo)致某些洄游性魚(yú)類減少甚至滅絕，而魚(yú)道、升魚(yú)機(jī)等過(guò)魚(yú)設(shè)施過(guò)魚(yú)效果不理想，因此研究魚(yú)類能否直接通過(guò)閘門以及探索影響魚(yú)類過(guò)閘的水動(dòng)力因子，將為魚(yú)類資源的保護(hù)和魚(yú)類棲息地的修復(fù)提供一種新的思路。
　　本論文首先開(kāi)展魚(yú)類生態(tài)行為實(shí)驗(yàn)，根據(jù)漁業(yè)調(diào)查，選擇目標(biāo)魚(yú)種，通過(guò)控制閘門口處的流速，觀察魚(yú)群在流速梯度下過(guò)閘的行為表

2、征，統(tǒng)計(jì)通過(guò)閘門的尾數(shù)和過(guò)閘的時(shí)間，并基于 Multrack軟件對(duì)拍攝的視頻進(jìn)行多目標(biāo)魚(yú)群動(dòng)態(tài)追蹤，建立流速梯度及魚(yú)群軌跡路線的響應(yīng)關(guān)系；其次是基于計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)所研究的區(qū)域進(jìn)行水動(dòng)力數(shù)值模擬；最后根據(jù)魚(yú)類過(guò)閘的行為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合水動(dòng)力指標(biāo)模擬結(jié)果，探索影響魚(yú)類過(guò)閘及洄游軌跡的影響因子并揭示其影響機(jī)理。本論文的主要結(jié)論有：
　　1.魚(yú)類在不同水動(dòng)力環(huán)境下過(guò)閘的行為實(shí)驗(yàn)。草魚(yú)整體的過(guò)閘能力要強(qiáng)于青魚(yú)，適應(yīng)的流速梯度

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

4、機(jī)理。通過(guò) Fluent軟件對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行水動(dòng)力數(shù)值模擬，得到流場(chǎng)、壓力場(chǎng)、紊動(dòng)能、紊動(dòng)強(qiáng)度、剪切力場(chǎng)等水動(dòng)力指標(biāo)的分布，結(jié)合魚(yú)類行為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合魚(yú)類行為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析影響魚(yú)類過(guò)閘的因素。結(jié)果表明，流速是影響魚(yú)類過(guò)閘的主控因子，流速越大，主流區(qū)的流場(chǎng)強(qiáng)度越大，對(duì)魚(yú)類的阻礙就越強(qiáng)，使其通過(guò)的時(shí)間變長(zhǎng)，通過(guò)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(duì)河床底的沖刷，由于流速降低，可以作為魚(yú)類暫時(shí)的休息場(chǎng)所，故在此待的時(shí)間較