董志勇,余俊鹏,黄 洲

(浙江工业大学土木工程学院,浙江 杭州 310023)

随着经济社会的快速发展,人们对水资源的需求日益增长,在河流上修筑了许多水闸、大坝等水工建筑物,这些工程在兴利除害的同时对生态环境也带来一些影响[1],例如对鱼类洄游造成阻碍。鱼道作为一种生态补偿工程,对于保护鱼类资源,恢复河流生物多样性起着重要作用[2]。已有研究资料[3]表明,在全球已建成的鱼道中,鱼类能够溯游通过的鱼道尚不足一半。因此,研究鱼道水力特性,尤其是鱼道紊流结构的特征,对鱼道设计具有重要的指导意义。

鱼道型式可大致分为竖缝式、堰流式、孔口式及其组合式等几种型式。竖缝式鱼道对水位变化的适应性较好,Guiny等[4]对竖缝式鱼道的水力特性和生物特性进行过较为系统的试验研究；孙双科等[5]对北京市上庄新闸竖缝式鱼道的水力特性做过模型试验研究；董志勇等在大比尺鱼道模型中试验研究了同侧竖缝式鱼道的水力特性[6],此外,还试验研究了异侧竖缝式鱼道的水力特性[7]。堰流式鱼道适宜于具有跳跃性的鱼类,Rajaratnam等[8]提出了预测堰流式鱼道水流流态从跌落流到滑移流的判别标准；Kim[9]试验研究了不同堰型的水力特性及其对溢流堰鱼道中鱼类溯游的影响。关于紊流结构对鱼类溯游行为影响的研究,Enders等[10]研究了紊动对大西洋鲑鱼游泳能量消耗的影响；Liao等[11]阐述了鲑鱼在旋涡之间改变游泳姿态可以减少其轴向肌肉活动,表明合适的紊流结构有助于鱼类溯游；……