一种鱼道休息池结构确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种鱼道休息池结构确定方法及系统，方法包括：根据预设的休息池的结构参数，确定休息池内水流的主流；如果主流的边界与休息池的池壁相交，则改进预设的休息池的结构参数；从每一组改进后的结构参数对应的主流中确定与池壁不相交的主流；从不相交的主流对应的结构参数中，获取符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构。本发明专利技术根据休息池中流场分布与水力特性对鱼类洄游的影响，对鱼道休息池的关键设计参数提出改进方案，从而对休息池中的不利流场和水力特性进行优化与调整，以改善休息池中水流条件，使得回流区分布均匀，更有利于在休息池内鱼类的洄游以及体力的恢复，更好地发挥鱼道休息池功能。更好地发挥鱼道休息池功能。更好地发挥鱼道休息池功能。

【技术实现步骤摘要】
一种鱼道休息池结构确定方法及系统


[0001]本专利技术公开了一种鱼道休息池结构确定方法及系统，属于水利工程


技术介绍

[0002][0003]鱼道是在水闸或坝上修建的保护鱼类习性，供鱼类洄游的通道，其主要是通过控制水流流速，让鱼类能够克服水流阻力顺利完成上溯，从而辅助鱼类完成繁殖周期的。
[0004]目前常用的鱼道为矩形断面的垂直竖缝式鱼道。竖缝式鱼道又称槽式鱼道，其鱼道池室之间的过鱼口是从上到下的一条竖缝，水流从布置在中间或两侧的竖缝中下泄，它结构简单、流态稳定、消能效果好、对进出口水位适应性强，能满足不同偏好水深鱼类的上溯需求，应用非常广泛。
[0005]休息池是垂直竖缝式鱼道结构布置中常见的鱼道池室之一，是鱼道的重要组成部分。休息池通常位于鱼道直段和转弯段，通过设置休息池能为鱼类提供上溯途中的休息场所，避免鱼类因过度疲劳而导致上溯失败。现有技术中的鱼道设计规范规定，每隔10～20块隔板宜设一休息池，休息池宜为平底，其长度不宜小于2倍池室长度。上述鱼道设计规范仅仅对休息池的结构进行了限定，其并未明确休息池内的水力特性，致使实际应用过程中，休息池内的主流会出现碰壁及贴壁等不利流态，而上述不利流态会影响过鱼对象的上溯效率，影响鱼类的洄游。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于，提供一种鱼道休息池结构确定方法及系统，以解决现有技术中的鱼道休息池存在主流碰壁及贴壁等不利流态，影响鱼类洄游的技术问题。
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种鱼道休息池结构确定方法，包括：
[0008]步骤1、根据预设的休息池的结构参数，确定所述休息池内水流的主流；
[0009]步骤2、如果所述主流的边界与所述休息池的池壁相交，则改进所述预设的休息池的结构参数；
[0010]步骤3、从每一组改进后的结构参数对应的主流中确定与所述池壁不相交的主流；
[0011]步骤4、从所述不相交的主流对应的结构参数中，获取符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构。
[0012]优选地，改进所述预设的休息池的结构参数，具体包括：
[0013]获取所述休息池内主流的边界与所述池壁的交点位置；
[0014]根据所述交点位置确定多个改进点；
[0015]在所述改进点处设置整流板，得到多组改进后的休息池的结构参数。
[0016]优选地，在所述改进点处设置整流板，得到多组改进后的休息池的结构参数，具体包括：
[0017]在其中一个所述改进点处设置M种尺寸的整流板，得到M组改进后的休息池的结构
参数，重复该步骤，直至所有改进点处均设置过整流板，得到多组改进后的休息池的结构参数。
[0018]优选地，根据所述交点位置确定多个改进点，具体包括：
[0019]获取所述交点位置对应的区间范围；
[0020]将所述区间范围的上游边界点及中点作为改进点。
[0021]优选地，从所述不相交的主流对应的结构参数中，获取符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构，包括：
[0022]获取所述不相交的主流的最大流速轨迹线、最大流速值沿程分布及动能分布；
[0023]获取所述不相交的主流两侧的回流区水利特性参数；
[0024]根据所述最大流速轨迹线、最大流速值沿程分布、动能分布及回流区水利特性参数确定符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构。
[0025]优选地，获取所述不相交的主流的最大流速轨迹线、最大流速值沿程分布，具体包括：
[0026]以所述休息池的长度方向为X轴，以所述休息池的宽度方向为Y轴，构建直角坐标系；
[0027]在所述X轴上，间隔设定距离截取所述休息池的多个横断面；
[0028]获取每个所述横断面内的不相交的主流的流速最大值及其对应位置；
[0029]根据所述流速最大值及其对应位置构建最大流速轨迹线及最大流速值沿程分布。
[0030]优选地，获取所述不相交的主流的动能分布，具体包括：
[0031]根据第一公式确定所述不相交的主流的平均动能，所述第一公式为：
[0032][0033]式中，v
x
为所述改进主流x方向的速度，v
y
为所述改进主流y方向的速度，v
z
为所述改进主流的垂直速度，k为平均动能；
[0034]根据所述平均动能确定分布量，获取所述分布量的等值线，得到所述不相交的主流的动能分布。
[0035]优选地，获取所述不相交的主流两侧的回流区水利特性参数，具体包括：
[0036]确定过鱼对象的游泳参数，所述游泳参数包括游泳水层；
[0037]根据所述游泳水层确定所述休息池在高度上的高度截面；
[0038]确定所述高度截面上，所述不相交的主流两侧的回流区的影响域。
[0039]优选地，确定所述高度截面上，所述不相交的主流两侧的回流区的影响域，具体包括：
[0040]根据第二公式确定所述高度截面上，所述不相交的主流两侧的回流区的影响域，所述第二公式为：
[0041]D＝(hx/L)
×
(hy/B)
[0042]式中，hx为所述回流区的沿x轴方向的长度，hy为所述回流区的沿y 轴方向的长度，L为所述休息池的长度，B为所述休息池的宽度。
[0043]本专利技术的第二方面公开了一种鱼道休息池结构确定系统，包括：
[0044]第一主流确定模块，所述主流确定模块用于根据预设的休息池的结构参数，确定
休息池内水流的主流；
[0045]改进模块，所述改进模块用于在所述主流的边界与所述休息池的池壁相交时，改进所述预设的休息池的结构参数；
[0046]第二主流确定模块，所述第二主流确定模块用于从每一组改进后的结构参数对应的主流中确定与所述池壁不相交的主流；
[0047]结构确定模块，所述结构确定模块用于从所述不相交的主流对应的结构参数中，获取符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构。
[0048]本专利技术的鱼道休息池结构确定方法及系统，相较于现有技术，具有如下有益效果：
[0049]本专利技术利用数值计算方法，建立竖缝式鱼道休息池数值模型，根据休息池中流场分布与水力特性对鱼类洄游的影响，对鱼道休息池的关键设计参数提出改进方案，从而对休息池中的不利流场和水力特性进行优化与调整，以改善休息池中水流条件，使得回流区分布均匀，更有利于在休息池内鱼类的洄游以及体力的恢复，更好地发挥鱼道休息池功能。
附图说明
[0050]图1为本专利技术提供的鱼道休息池结构确定方法的流程图；
[0051]图2为本专利技术实施例中MIKE软件中分层网格的结构示意图；
[0052]图3为本专利技术实施例中sigma垂直网格的结构示意图；
[0053]图4为本专利技术实施例中sigma/z级混合垂直网格的结构示意图；
[0054]图5为本专利技术提供的鱼道休息池结构确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鱼道休息池结构确定方法，其特征在于，包括：步骤1、根据预设的休息池的结构参数，确定所述休息池内水流的主流；步骤2、如果所述主流的边界与所述休息池的池壁相交，则改进所述预设的休息池的结构参数；步骤3、从每一组改进后的结构参数对应的主流中确定与所述池壁不相交的主流；步骤4、从所述不相交的主流对应的结构参数中，获取符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构。2.根据权利要求1所述的鱼道休息池结构确定方法，其特征在于，改进所述预设的休息池的结构参数，具体包括：获取所述休息池内主流的边界与所述池壁的交点位置；根据所述交点位置确定多个改进点；在所述改进点处设置整流板，得到多组改进后的休息池的结构参数。3.根据权利要求2所述的鱼道休息池结构确定方法，其特征在于，在所述改进点处设置整流板，得到多组改进后的休息池的结构参数，具体包括：在其中一个所述改进点处设置M种尺寸的整流板，得到M组改进后的休息池的结构参数，重复该步骤，直至所有改进点处均设置过整流板，得到多组改进后的休息池的结构参数。4.根据权利要求2所述的鱼道休息池结构确定方法，其特征在于，根据所述交点位置确定多个改进点，具体包括：获取所述交点位置对应的区间范围；将所述区间范围的上游边界点及中点作为改进点。5.根据权利要求1所述的鱼道休息池结构确定方法，其特征在于，从所述不相交的主流对应的结构参数中，获取符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构，包括：获取所述不相交的主流的最大流速轨迹线、最大流速值沿程分布及动能分布；获取所述不相交的主流两侧的回流区水利特性参数；根据所述最大流速轨迹线、最大流速值沿程分布、动能分布及回流区水利特性参数确定符合预设条件的结构参数，得到鱼道休息池结构。6.根据权利要求5所述的鱼道休息池结构确定方法，其特征在于，获取所述不相交的主流的最大流速轨迹线、最大流速值沿程分布，具体包括：以所述休息池的长度方向为X轴，以所述休息池的宽度方向为Y轴，构建直角坐标系；在所述X轴上，间隔设定距离截取所述休息池的多个横断面；获取每个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：权全，高少泽，谷振东，冯民权，张昕，寇晓梅，万帆，周锦鹏，
申请(专利权)人：陕西省引汉济渭工程建设有限公司中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：