在解决水利工程建设影响下的河流连通性问题方面,修建过鱼设施是目前修复河流水生生态环境的主要工程措施。本文采用一种新型多级助溯式鱼道模型开展鱼道水流试验及过鱼效率研究,以期为中、高水头水利枢纽过鱼设施的研究提供理论参考,为修复鱼类栖息地及改善河流连通性提供技术方案。本文主要研究内容和结论如下:(1)开展鱼道物理模型优化。鱼道模型的组成包括若干鱼道单元、鱼道助溯结构、鱼道消能结构、鱼类过鱼效果监测系统和鱼道仿生态措施,通过各系统结构之间的协调配合及拟定的运行方法,辅助鱼类洄游上溯。鱼道的结构优化包括鱼道尾门结构优化、鱼道底板加糙优化和鱼道跌坎结构优化,通过结构优化改善鱼道模型的水流结构,营造适宜鱼类洄游上溯的水流条件。(2)开展鱼道模型的水力特性试验。试验研究一、二级拱形挡板运行时鱼道单元内的水流特性,通过对多个工况下的断面水流流速对比,发现当一级挡板抬升至25 cm高度时(工况5),第一级鱼道单元中创造的水力条件有利于鱼类上溯洄游;二级挡板抬升至15 cm高度时(工况8),第二级鱼道单元中创造的水力条件有利于鱼类上溯洄游,并对相应的流速场进行详细分析。(3)开展鱼道模型的过鱼效率试验。为了评估上述两个工况组合运行情况下的过鱼效果,进行了相关过鱼效率试验研究。试验结果表明:鱼道模型整体过鱼效率为13.40%。分析鱼类洄游上溯效率不高的主要原因是:1.鱼类个体之间的体能及游泳能力存在差异;2.鱼道单元中水流结构并非均匀水流,在局部区域出现涡流,此区域高强度的水流条件下,刺激鱼类快速游泳,但却无法找到正确的洄游方向,导致体能消耗过快,无法实现洄游上溯;3.由于客观原因,建造的鱼道单元尺寸较小,一方面使得鱼类休息区减小,另一方面靠近挡板上游的水流受挡板抬升及降落的回水影响较大。本文仅是对该新型鱼道模型开展水流试验及过鱼效率的前期探索研究,后期仍需要通过大量的试验研究进一步优化鱼道体型结构,以提高该新型鱼道的过鱼效果。图[32]表[7]参[82]