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鱼道作为一种过鱼设施,是新建水利工程的生态补救措施,虽然不能完全消除大坝引起的生态破坏,比如河流生态环境的丧失或纵向连通性的丧失,但能在一定程度上减缓这些障碍物对生态的负面影响,从而增强水利工程的生态相容性。本文以汤坝杭电枢纽工程鱼道为研究对象,通过建立二维数学模型对汤坝杭电枢纽上下游环境流场进行数值模拟研究,分析鱼道进、出鱼口的合理布置范围;通过局部鱼道物理模型试验验证鱼道池室布置形式和尺寸的合理性;通过整体鱼道物理模型试验分析鱼道的过鱼适应性。研究内容及成果如下:(1)总结归纳了国内外鱼道的发展历史和研究进展。根据汤坝杭电枢纽鱼道的过鱼对象、鱼道的分类和特点拟定了汤坝杭电枢纽鱼道的布置方案和设计方案。(2)通过二维数学模型试验对各工况下汤坝杭电枢纽上、下游环境流场进行数值模拟研究。对上、下游环境进行优化分析和鱼道进、出鱼口位置适宜范围分析。分析结果表明:出鱼口引流措施对流速影响范围非常有限,上游库区河段鱼道出鱼口适宜位置在电站进水口上游130m的拦沙坎靠右岸端;不同机组开启位置对鱼道进鱼口环境流场无明显改变,降低电站下游100m处区域地形对鱼道进口流速影响不大。下游河段鱼道进鱼口适宜位置在电站下游100m以下的河道右岸。(3)通过局部鱼道物理模型试验对2种不同水深情况下的鱼道池室内流态、沿程水深变化、池室内流速分布和竖缝处最大流速进行了研究。研究结果表明:竖缝段流态良好,各池室内流态稳定、流速分布合理,满足实际鱼道要求。虽然模型实测窄缝最大流速略超过鱼道运行设计流速,但考虑到窄缝断面流速分布不均匀性以及超标区域仅出现在窄缝局部范围,应不致影响鱼类洄游上溯。(4)通过整体鱼道物理模型试验对不同工况下的鱼道内流态,沿程水深变化、池室内流速分布和竖缝处最大流速进行了研究。研究结果表明:本鱼道设计及布置型式基本合理,但在鱼道进口局部范围内竖缝流速超标较多。考虑到竖缝断面流速分布不均匀性以及最大流速超出1.2m/s仅出现在鱼道进口局部范围,不致影响鱼类洄游上溯。在鱼道出鱼口水深高于2.0m的情况下,适当增大鱼道进口运行水深至1.65m,可使窄缝流速可降至1.2m/s以下。同时,建议采取相应的补水措施,解决进鱼口水深较大条件下的进鱼口流速偏小的问题,以达到相应的诱鱼流速和诱鱼流态。