Page 32 - 2025年第56卷第7期

室竖缝断面流速情况如图 6（b）（c）所示，同工况 1，由于池室沿程水深逐渐增大，致使鱼道竖缝断面平
均流速逐渐减小，但 60 池室竖缝断面由工况 1 的 0.2 m/s 分别增大至 0.5 和 0.7 m/s，可见，随着上游水
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深的增加溢流段设置对鱼道竖缝断面流速的影响逐渐减小。而当上游水深增加至 4.0 m 时，溢流池上
游段池室内水深保持一致，竖缝断面平均流速为 1.1 m/s 左右，与设计流速基本一致，如图 6（d）所示，
即鱼道池室内水流流态不受溢流池设置影响。

图 6 鱼道池室竖缝平均流速沿程分布

综上可见，溢流段上游临近池室内主流流速值均大于过鱼对象感应流速，同时未超过其爆发游泳
［28］
速度（1.5 ~ 2.4 m/s） ，满足洄游鱼类上溯需求。
4.4 溢流池内水力特性分析 溢流段内表层流场结果如图 7 所示。研究结果表明，受上下游竖缝结
构影响，溢流池表层水体内均形成 3 个回流区。主流从上一级竖缝断面出流后，两侧形成回流区，
其中左侧回流区较小，而右侧回流区则较大；受竖缝导向影响，左侧溢流池前半段流速明显大于其余
溢流断面流速；受左侧边墙影响，主流撞击左侧边墙后向右侧发生偏转前行，并向下一级竖缝断面汇
聚，主流左侧角隅位置形成强度较弱的回流。不同上游水位条件下，溢流池内流态规律基本一致。
由 4.3 节竖缝断面流速量值分析可知，不同上游水位条件下竖缝流速量值差异显著，即由竖缝断

面射入溢流池内的水流初始流速不同，进而导致溢流池内的流速量值差异明显。上游水深为 1.0 m
时，不发生溢流，调节池内水流流速较低，大部分区域均小于 0.1 m/s，无法满足洄游鱼类上溯需
求，鱼类难以发现主流进而进一步上溯。而当上游水深增加为 2.0 m 时，溢流池内部流速量值明显
增加，池内表层流速为 0.1 ~ 0.2 m/s，达到洄游鱼类上溯感知流速并实现上溯；此时，两侧溢流断面
流速为 0.2 ~ 0.6 m/s，而受上一级竖缝导向影响，溢流池内左侧前半段溢流断面的溢流流速明显大于
其余位置流速，为 0.3 ~ 0.5 m/s，右侧溢流断面溢流流速沿程分布则较为均匀，约为 0.3 m/s。当上游
水深为 3.0 和 4.0 m 时，溢流池内中间区域表层流速变化较小，但两侧区域流速有所增加，溢流口区
域沿程平均流速分别增大至 0.5 和 0.6 m/s 左右，满足洄游鱼类上溯需求。综上分析，从流速角度考
虑，当上游水深为 1.0 m 时，溢流段内水流条件无法满足洄游鱼类上溯需求，然而考虑到日调节水
库中低水位工况仅为短时的，故该阶段溢流池可以作为鱼类休憩场所之用；而当库水位上升上游出
口水深大于 2.0 m 时，溢流段内水流条件满足洄游鱼类上溯需求。
4.5 讨论 为进一步讨论溢流段内洄游鱼类的上溯通过性，本研究对溢流段池室内平均流速、涡流大
小、雷诺剪应力以及湍动能等进行了统计，结果如表 1 所示。统计结果表明，对溢流段池室内平均流
速、雷诺剪应力和湍动能而言，超过 99% 的溢流段池室体积内的水体呈现出低于前人提出的参数阈
值 ［30-32］ 。而就涡流大小而言，研究表明，当涡流长度小于洄游鱼类单体长度时，上溯鱼可以轻松通
过 ［33］ ，因此本研究将洄游鱼单体长度的 2/3 作为涡流长度阈值进行分析。统计显示，涡流长度小于 2/3

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