賀新娟，白 冰，孫萬光，蘇文亮，李廣一

(1.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021；2.水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，吉林 長春 130061)

1 研究背景

現(xiàn)有過魚設(shè)施的調(diào)研結(jié)果表明大部分魚道的運(yùn)行情況并不理想，魚類洄游通道和生境恢復(fù)技術(shù)的水平仍然不高[1]。從河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇、水電能源綠色可持續(xù)、水利高質(zhì)量發(fā)展等長遠(yuǎn)角度出發(fā)，對現(xiàn)有的魚道設(shè)計和建設(shè)水平提出改進(jìn)方法和措施，對大幅提高過魚設(shè)施的有效性具有重大意義。利用不同誘魚技術(shù)提高魚道進(jìn)口集誘魚效果是近年來過魚設(shè)施研究的熱點[2]，常見的誘魚技術(shù)有水流、聲、光、氣泡幕等，其中水流誘魚措施在目前實際工程中仍然應(yīng)用最多。很多研究和設(shè)計側(cè)重于魚道內(nèi)部結(jié)構(gòu)和水流條件等方面[3]，而魚道設(shè)計成敗的關(guān)鍵是魚道進(jìn)口能否吸引魚類較快地發(fā)覺和順利進(jìn)入[2,4]，若魚道進(jìn)口水流條件不佳，僅對其內(nèi)部過魚條件進(jìn)行優(yōu)化是無效的。

過魚設(shè)施相對于河流而言流量很小[5]，魚道進(jìn)口設(shè)計的一個重要任務(wù)是強(qiáng)化其誘魚、導(dǎo)魚、集魚的效應(yīng)，以提高進(jìn)魚能力[6]，魚道進(jìn)口寬度越大，河道中魚類越容易發(fā)現(xiàn)并進(jìn)入魚道，而進(jìn)口越寬，其斷面流速越小。國內(nèi)外研究表明，過魚設(shè)施可通過性受多種因素影響，進(jìn)口吸引水流顯然是影響過魚設(shè)施效果的關(guān)鍵因素[7-10]，為使魚道進(jìn)口達(dá)到較好的吸引效果，魚道進(jìn)口的吸引流量應(yīng)高于自然狀態(tài)下流量的3%～5%，而魚道本身的設(shè)計流量僅為1 m3/s左右，誘魚流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求[8]，造成魚道進(jìn)口流速低于魚類感應(yīng)流速，對誘魚極為不利，因此需要設(shè)置補(bǔ)水系統(tǒng)，向魚道進(jìn)口及集魚槽內(nèi)補(bǔ)水[11-13]。如何選用合適的補(bǔ)水方案改善魚道進(jìn)口水流形態(tài)以及不同補(bǔ)水形式如何改變魚的游動行為從而吸引其進(jìn)入魚道進(jìn)口、提升過魚效率是國內(nèi)外魚道研究關(guān)注的熱點[8-9,11,14]。實際設(shè)計中，常采用在魚道進(jìn)口矩形渠道段的底部開挖補(bǔ)水消能池，利用補(bǔ)水鋼管引流至消力池，以獲得相對分散、穩(wěn)定、均勻的補(bǔ)水水流，從而提高魚道進(jìn)口水流流速。實際運(yùn)行中，鋼管補(bǔ)水水體與消能池中的水體互相摻混，對魚道內(nèi)水體會產(chǎn)生明顯擾動，導(dǎo)致魚道內(nèi)(消能池部位)流態(tài)紊亂，不利于魚類的洄游。

目前國內(nèi)外學(xué)者對魚道進(jìn)口的水流結(jié)構(gòu)、水流流態(tài)、流速分布等水力特性開展了大量研究[3,15-19]，但對補(bǔ)水消能池方案的優(yōu)化研究較少，針對補(bǔ)水消能段如何獲得適合魚類洄游的紊動流場分布的研究仍不成熟。魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能段水流流態(tài)紊亂，三維結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且紊流流場尺度較小、變化復(fù)雜，通過實測手段很難捕捉到完整的流場結(jié)構(gòu)，且已有研究表明[14,20-23]，魚類洄游對水流紊動能因子的要求也較高，而通過現(xiàn)有觀測手段難以獲取水流的紊動能。本文以國內(nèi)某電站魚道進(jìn)口為研究對象，首次提出了在消能池頂部設(shè)置蓋板的魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能方式，通過三維數(shù)值模擬手段對魚道補(bǔ)水消能池復(fù)雜流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對紊動能參數(shù)進(jìn)行求解，優(yōu)化補(bǔ)水消能方案，以獲得適合魚類上溯的流場和紊動能分布，對解決此類工程過魚設(shè)施進(jìn)口補(bǔ)水消能池的布置以及魚類對水流條件的響應(yīng)問題具有一定參考意義。

2 數(shù)學(xué)模型建立及驗證

2.1 基本方程

通過三維數(shù)值模擬方法計算分析魚道和補(bǔ)水消能池內(nèi)水流特性。紊流模型選擇k-ε雙方程模型。基本方程表示如下：

連續(xù)方程：

(1)

動量方程：

(2)

k方程：

(3)

ε方程：

(4)

(5)

(6)

式中：ρ為水的密度，kg/m3；ui、uj為速度矢量，m/s；t為時間，s；μ為分子黏性系數(shù)，kg/(m·s)；k為紊動能，m2/s2；ε為紊動耗散率，m2/s3；μt為紊動黏滯系數(shù)，kg/(m·s)，由k和ε值根據(jù)公式(5)求出；Cμ為經(jīng)驗常數(shù)，一般取值為0.09；σk為k的紊動普朗特數(shù)，取值為1；σε為ε的紊動普朗特數(shù)，取值為 1.3；C1ε、C2ε均為ε方程的經(jīng)驗常數(shù)，取值分別為1.44和1.92；G為由平均速度梯度引起的紊動能產(chǎn)生項，由公式(6)定義。

表1 觀測斷面各測點流速數(shù)值計算結(jié)果的誤差統(tǒng)計 m/s

自由表面采用VOF(volume of fluid)方法，在空間上定義函數(shù)F來實現(xiàn)對計算域內(nèi)相間界面的追蹤，表示流體的體積占所在網(wǎng)格體積的比值，當(dāng)全含水時，F(xiàn)=1;當(dāng)不含水時，F(xiàn)=0，當(dāng)為自由表面時，0

(7)

由方程式(1)～(4)、(7)建立方程組，為了求解出全部計算域的未知變量，采用有限差分方法進(jìn)行離散求解。將上式寫成如下的通用形式：

(8)

式中：φ為通用變量，如速度、紊動能等；Γφ為變量φ的擴(kuò)散系數(shù)；Sφ為方程的源項。

2.2 模型求解

模型上邊界條件為流量，下邊界條件為魚道水深；魚道頂面邊界設(shè)置為壓力進(jìn)口，相對壓強(qiáng)值設(shè)置為0，以便空氣可自由出入；固體邊界采用無滑移條件；進(jìn)出口的紊動能k和耗散率ε由下列經(jīng)驗公式得出：

k=0.00375u2

(9)

(10)

式中：L為紊流特征長度，m。

2.3 三維模型建立

模擬范圍主要為補(bǔ)水消能池，消能池上下游與魚道池室連接，不模擬隔板和導(dǎo)板。三維實體概化模型如圖1所示。網(wǎng)格劃分采用結(jié)構(gòu)化有限差分網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸為0.1和0.05 m，局部進(jìn)行加密，采用FAVOR (fractional areas/volumes) 方法處理網(wǎng)格與模型邊界的擬合，網(wǎng)格劃分示意如圖2所示。

圖1 魚道補(bǔ)水消能池三維實體概化模型

圖2 模型網(wǎng)格劃分與邊界擬合方法示意圖

2.4 物理模型試驗驗證

運(yùn)用某電站補(bǔ)水消能池頂局部加蓋板方案的物理模型試驗成果對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗證，選取補(bǔ)水管補(bǔ)水流量接近上限補(bǔ)水能力同時魚道運(yùn)行水深為相對較小的最不利組合工況優(yōu)化魚道補(bǔ)水消能方案。受試驗場地限制，局部物理模型比尺確定為1∶8，消能池、上方蓋板及魚道進(jìn)口采用有機(jī)玻璃制作，以便觀察消能池內(nèi)消能效果及流態(tài)，水位量測采用水位測針和NA2型水準(zhǔn)儀，流量采用三角形量水堰及超聲波流量計(UFLO2000PAM-Z3)量測，流速采用NKY02-1型旋槳式流速儀量測。物理模型及試驗驗證觀測斷面布置見圖3。

圖3中1#、2#、3#、4#、5#為垂線上流速測量的測點編號。因為旋漿式流速儀測得的流速僅為順?biāo)鞣较虻姆至?，這里稱其為vu，0+01.10 m、0+02.80 m、0+04.90 m、0+07.00 m等4個流態(tài)比較紊亂斷面的順?biāo)鞣较蛄魉贁?shù)值計算結(jié)果(斷面中間位置)與物理模型實測值的對比見圖4，數(shù)值計算的誤差統(tǒng)計見表1。

圖3 物理模型及試驗驗證觀測斷面布置

圖4 各觀測斷面中間位置流速數(shù)值計算結(jié)果與物理模型實測值對比

從圖4和表1中可以看出，同一條垂線上的順?biāo)鞣较蛄魉俨顒e是非常大的，但是數(shù)值模型與物理模型流速沿垂向分布的趨勢基本一致，特別是對回流的模擬相對比較準(zhǔn)確；因消能池流場結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分?jǐn)嗝娲咕€流速分布計算結(jié)果與實測值有一定誤差也是可以接受的?？傮w來看，建立的三維模型可以較準(zhǔn)確地刻畫消能池流場結(jié)構(gòu)，可作為補(bǔ)水消能方案優(yōu)化研究的技術(shù)手段。

3 魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能數(shù)值模擬研究

3.1 數(shù)模計算工況選取及方案優(yōu)選依據(jù)

羅凱強(qiáng)等[14]通過提取目標(biāo)魚成功上溯路徑上對應(yīng)的水流速度場和紊動場發(fā)現(xiàn)，齊口裂腹魚上溯偏好流速為0.6～0.8 m/s，優(yōu)先選擇低紊動區(qū)(0.01 m2/s2)，且明顯逃離高紊動區(qū)(紊動能k>0.04 m2/s2) 進(jìn)行上溯，驗證了紊動能和流速是影響魚類上溯的重要水力因子。譚均軍等[21]將放魚試驗實測的豎縫式魚道池室內(nèi)魚類運(yùn)動軌跡與水力因子的空間分布進(jìn)行疊加，水力因子主要有流速、紊動能、紊動耗散率和應(yīng)變率等，定量分析了特定水力因子對魚類洄游上溯的運(yùn)動特性、水力偏好以及魚類運(yùn)動軌跡等影響程度，獲得了豎縫式魚道內(nèi)鳙魚和草魚洄游上溯喜好的水力范圍。研究結(jié)果表明：豎縫式魚道池室內(nèi)，流量為0.135 m3/s時，鳙魚、草魚上溯喜好的紊動能范圍為0.02～0.035 m2/s2，喜好的水流流速范圍為0.16～0.4 m/s，喜好的紊動耗散率范圍為0.02～0.04 m2/s3，喜好的應(yīng)變率范圍為2～3.5 s-1。水力因子流速和紊動能與兩種魚洄游上溯時間的相關(guān)性最大；流速因子仍然是決定魚類洄游上溯方向的關(guān)鍵因素，但是對于局部空間內(nèi)的魚類運(yùn)動行為，紊動能因子可能具有更直接的影響。紊動能因子表示流體紊動所攜帶的動能量，反映了流體紊動的強(qiáng)弱。紊動能k的表達(dá)式如下：

(11)

(12)

本研究以國內(nèi)某電站魚道進(jìn)口為對象，采用三維數(shù)值模擬手段對魚道補(bǔ)水消能池流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從而優(yōu)化補(bǔ)水消能方案，優(yōu)選的依據(jù)主要為適宜魚類洄游上溯的流場分布和紊動能分布區(qū)域(紊動能k<0.035 m2/s2)。對補(bǔ)水消能池蓋板位置、縫隙寬度與間距布置等方面做了系統(tǒng)的研究，因篇幅有限，文中僅對部分工況成果進(jìn)行對比展示，典型工況設(shè)計見表2，補(bǔ)水消能池蓋板布置示意見圖5。

表2 數(shù)值模擬計算工況設(shè)計

圖5 魚道補(bǔ)水消能池蓋板布置示意圖(單位：cm)

3.2 魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能段三維流場分析

3.2.1 無蓋板方案流場分析 補(bǔ)水消能池頂無蓋板方案主要模擬了補(bǔ)水管出水角度為90°和45°兩種工況，不同工況魚道縱剖面流場和水平流場分布對比如圖6、7所示(0.1H、0.5H、0.9H分別為魚道近底層、中部和近表層，H為魚道池室水深，下同)。

由圖6可知，補(bǔ)水管補(bǔ)水流量進(jìn)入消能池沖擊消能池底板后，一部分水流沿著補(bǔ)水管外側(cè)貼近邊壁做垂向向上運(yùn)動，大部分水流順?biāo)鞣较蛳蛳掠芜\(yùn)動，受消能池升坎的影響，水流貼升坎做垂向向上運(yùn)動。水流沿2個方向的垂向向上運(yùn)動形成了2個方向的回流，即補(bǔ)水管外側(cè)貼近邊壁向上運(yùn)動的水流形成比較明顯的垂向向下運(yùn)動的回流，且回流影響范圍較大；貼升坎做向上運(yùn)動的水流沿水流方向形成垂向向下運(yùn)動的回流。

圖6 無蓋板方案不同工況縱剖面流場對比

由圖7可知，在補(bǔ)水消能池首、尾附近分別存在一個水流對沖區(qū)和水流分離區(qū)。消能池首部補(bǔ)水管下游附近斷面的水流對沖區(qū)是因魚道水流遭遇貼升坎上升水流所產(chǎn)生的回流而引起的；消能池尾部附近的水流分離區(qū)是因升坎上升流及其產(chǎn)生的回流分離所產(chǎn)生的。不同水深處平面流場均比較紊亂，不利于魚類洄游。

圖7 無蓋板方案不同工況垂向0.1H、0.5H及0.9H處平面流場對比(補(bǔ)水消能池范圍為x∈[5,14])

3.2.2 蓋板等間距布置流場分析 補(bǔ)水消能池頂蓋板等間距布置方案主要模擬了縫寬分別為0.4、0.3、0.2 m的3種工況，不同工況流場分布基本一致，部分工況的魚道縱剖面及平面流場如圖8所示。

圖8 蓋板等間距布置方案不同工況流場對比(補(bǔ)水消能池范圍為x∈[5,14])

與無蓋板方案流場進(jìn)行對比分析可知，在魚道縱剖面流場方面，受到消能補(bǔ)水池頂部蓋板的影響，補(bǔ)水水流在消能池內(nèi)做逆時針旋轉(zhuǎn)流動，遇出水縫則向上部魚道流動，消能補(bǔ)水池尾部附近的出水縫流速相對較大，而首部出水縫流速相對較??；在魚道平面流場方面，3種工況下水平流場分布基本一致，魚道近底部因受出水縫出流影響，流場相對比較紊亂，但在近邊壁附近流場比較規(guī)律，隨著水深的增加，魚道上部平面流場受出水縫出流影響較弱，流態(tài)相對平順。

3.2.3 蓋板不等間距布置流場分析 補(bǔ)水消能池頂蓋板不等間距布置主要模擬了縫寬首寬尾窄布置和首尾窄、中間寬布置兩種方案共計4種工況，部分工況的魚道縱剖面及平面流場如圖9所示。

圖9 蓋板不等間距布置方案不同工況流場對比(補(bǔ)水消能池范圍為x∈[5,14])

與方案A和方案B流場對比分析可知，補(bǔ)水消能池尾部蓋板的出水縫變窄甚至取消，迫使各出水縫出流流速相對均勻；兩種方案下各水深水平流場分布基本一致，魚道近底部因受出水縫出流影響，流場相對比較紊亂，但在近邊壁附近流場比較規(guī)律，隨著水深的增加，魚道上部平面流場受出水縫出流影響較弱，流態(tài)平順。D-2工況蓋板縫寬首尾窄、中間寬布置方案的流態(tài)相對更加平順。

3.3 魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能段紊動能分析

3.3.1 無蓋板方案紊動能分析 補(bǔ)水消能池頂無蓋板方案不同工況下，魚道不同水深平面紊動能分布對比如圖10所示。

圖10 無蓋板方案不同工況紊動能對比(補(bǔ)水消能池范圍為x∈[5,14])

對不同工況魚道平面紊動能的分析可知，從魚道近底層至近表層，補(bǔ)水管下游絕大部分面積的紊動能均超過0.035 m2/s2，無適合魚類洄游的區(qū)域。

3.3.2 蓋板等間距布置紊動能分析 補(bǔ)水消能池頂蓋板等間距布置方案不同縫寬工況下，魚道不同水深平面紊動能分布對比如圖11所示。

圖11 蓋板等間距布置方案不同工況紊動能對比(補(bǔ)水消能池范圍為x∈[5,14])

通過對不同方案魚道平面紊動能的分析可知，與無蓋板方案A相比，方案B不同工況紊動能顯著降低，主要是因為補(bǔ)水水流自蓋板間縫隙進(jìn)入魚道，強(qiáng)制將大尺度紊流渦團(tuán)變成小尺度渦團(tuán)，渦團(tuán)尺度變小后，黏性切應(yīng)力易將紊動能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而耗散掉，使魚道內(nèi)紊動能降低；工況B-1魚道垂向中部、近表層以及工況B-2的近表層均存在較大范圍的紊動能大于0.035 m2/s2的區(qū)域，不適合魚道洄游；工況B-3不同水深平面大部分區(qū)域紊動能小于0.003 m2/s2，低紊動能因子也不利于魚類感應(yīng)上溯，故不具備適合魚類洄游的條件。

3.3.3 蓋板不等間距布置紊動能分析 補(bǔ)水消能池頂蓋板不等間距布置主要模擬了縫寬首寬尾窄布置和首尾窄、中間寬布置兩種方案，不同工況魚道不同水深平面紊動能分布對比如圖12所示。

圖12 蓋板不等間距布置方案不同工況紊動能對比(補(bǔ)水消能池范圍為X∈[5,14])

通過對不同方案魚道平面紊動能的分析可知，工況C-1和D-1在魚道近底層均存在一個平面紊動能超過0.035 m2/s2的區(qū)域，但近邊壁附近仍有較大范圍的紊動能小于0.035 m2/s2的區(qū)域，魚類洄游可以通過；工況C-2和D-2大部分區(qū)域紊動能小于0.02 m2/s2，均具有適合魚類洄游的通道，但工況D-2流態(tài)更加平順，縫寬首尾窄、中間寬的布置型式使各縫垂向流速比較均勻。綜合來看，工況D-2的水流條件更利于魚類洄游。

4 討 論

魚道進(jìn)口流速受魚道內(nèi)部流量和出口尺寸的限制，使誘魚水流影響范圍有限。通過在魚道進(jìn)口段設(shè)置補(bǔ)水消能池的方式，可以增大魚道進(jìn)口的吸引流流量，從而提高魚道進(jìn)口的水流流速。但補(bǔ)水水體與消能池水體摻混，會對魚道內(nèi)水體產(chǎn)生明顯擾動，導(dǎo)致魚道內(nèi)(消能池部位)流態(tài)紊亂，其紊動流場尺度小、變化復(fù)雜。補(bǔ)水消能池壓力管道集中出流會帶來消能問題，出流斷面流速分布極不均勻，易生成渦團(tuán)，并且渦團(tuán)尺度大，紊動能不易耗散，會導(dǎo)致局部紊動能偏大，不利于魚類洄游。

已有研究[14,20-23]表明，魚類洄游對水流紊動能因子要求也較高。譚均軍等[21]采用將實測魚的運(yùn)動軌跡與不同水力因子分布進(jìn)行疊加的方法，獲得了豎縫式魚道內(nèi)鳙魚和草魚洄游運(yùn)動的水力偏好范圍，結(jié)果表明大部分試驗魚傾向于沿較短的上溯路徑運(yùn)動，且試驗魚大部分運(yùn)動路徑均避開了高紊動能區(qū)，但并未避開高流速區(qū)；羅凱強(qiáng)等[14]通過分析魚類對水力因子的偏好，構(gòu)建了魚類上溯行為與水力因子間的關(guān)聯(lián)，得到了魚類在魚道進(jìn)口區(qū)域上溯的偏好流速和紊動區(qū)域，結(jié)果表明魚類在進(jìn)入魚道進(jìn)口趨向選擇較為平穩(wěn)的急流進(jìn)行上溯，會明顯地避開紊動能超過0.04 m2/s2的區(qū)域；廖伯文等[16]對某高壩過魚設(shè)施集誘魚進(jìn)口水力學(xué)條件進(jìn)行數(shù)值模擬與模型試驗研究，提出了魚道進(jìn)口集誘魚所需要滿足的水力學(xué)條件，研究表明目標(biāo)魚類喜好沿著紊動能較低的區(qū)域上溯。本文首次提出了在消能池頂部設(shè)置蓋板的魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能方式，在消能池頂部設(shè)置蓋板并且調(diào)整蓋板間縫寬，強(qiáng)制將紊流渦團(tuán)尺度變小，獲得了紊動能區(qū)域不大于0.02 m2/s2的蓋板不等間距布置方案。

本次研究表明，在消能池頂部加蓋板會起到消能作用，但同時也減小了流速，陳海燕等[3]通過試驗研究得出誘魚補(bǔ)水裝置安裝后流速降低了近50%也驗證了這一點，然而一定大小的流速也是吸引魚進(jìn)入魚道的關(guān)鍵，如何解決消除大尺度紊動與減小流速之間的矛盾是必須關(guān)注的問題。后續(xù)工作將進(jìn)一步通過原型觀測進(jìn)行實證研究，對本文數(shù)值模擬提出的魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能方案進(jìn)行驗證，保證魚道進(jìn)口吸引水流流速既滿足目標(biāo)魚類的感應(yīng)流速，又不超過誘魚流速的極限值。下一步研究可以根據(jù)實際過魚對象的習(xí)性，通過物理模型和活魚試驗進(jìn)一步驗證優(yōu)化補(bǔ)水消能池布置方案，解決消除大尺度紊動與減小流速的矛盾，分析總結(jié)不同魚類上溯偏好選擇的流速分布區(qū)域和紊動能分布區(qū)域。

此外，關(guān)于魚道進(jìn)口已有的相關(guān)研究表明[14,20-21]，除了流速和紊動能外，水流的紊動強(qiáng)度、雷諾剪切應(yīng)力、渦徑及溶解氣體等因素均會影響魚類運(yùn)動行為，還需要從魚類生理學(xué)的角度對魚類的游動能力和上溯行為進(jìn)行研究。盡管關(guān)于魚道進(jìn)口輔助補(bǔ)水系統(tǒng)對進(jìn)口過魚效果影響的研究已經(jīng)很多，但是如何建立進(jìn)口補(bǔ)水消能系統(tǒng)水流特征與魚類游動行為之間的響應(yīng)機(jī)制以及不同補(bǔ)水形式的差異化對魚道進(jìn)口過魚效果影響機(jī)理仍需進(jìn)一步明晰。

5 結(jié) 論

(1)采用魚道進(jìn)口開挖設(shè)置補(bǔ)水消能池的方式能夠提高進(jìn)口水流流速。在消能池頂部設(shè)置蓋板并且調(diào)整蓋板間縫寬，可以使補(bǔ)水出流相對均勻、分散和穩(wěn)定。補(bǔ)水水流自蓋板間的縫隙進(jìn)入魚道，可強(qiáng)制將紊流渦團(tuán)尺度變小，黏性切應(yīng)力易于將紊動能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而耗散掉，使魚道內(nèi)紊動能降低。

(2)合理的蓋板縫寬及縫寬布置型式可以獲得適合不同習(xí)性魚類洄游上溯的流場和紊動能分布區(qū)域，在蓋板不等間距布置的兩種方案下，魚道大部分區(qū)域的水流紊動能小于0.02 m2/s2，均具有適合魚類洄游的通道，其中縫寬首尾窄、中間寬布置型式的綜合水流條件更利于魚類洄游。

(3)通過對魚道進(jìn)口補(bǔ)水消能構(gòu)筑物內(nèi)水流流態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬，比較了不同布置方式條件下的時均及紊動流場分布特性，模擬出魚類上溯偏好選擇的流速區(qū)域和紊動能區(qū)域，研究成果可為此類工程過魚設(shè)施的設(shè)計提供科學(xué)理論依據(jù)，以獲得穩(wěn)定、均勻的補(bǔ)水水流，提高魚道進(jìn)魚能力。