竖缝式鱼道是目前国内外运用最为广泛的鱼道布置方式之一。本书介绍竖缝式鱼道的主要类型及国内外技术发展情况，基于水工模型试验、数值模拟计算分析与过鱼试验研究，建立竖缝式鱼道常规池室的设计原则与优化设计方法，并研究休息池、转弯段、分岔段等非常规池室的水力设计方法。针对库水位变幅较大的鱼道工程，提出鱼道出口与进口的优化设计方法，结合工程实例，介绍若干鱼道进口与出口布置的具体技术方法。部分章节结尾处附有其彩图二维码，扫码可见。

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基于鱼类行为学的过鱼设施环境营造技术及应用，湖北省科技进步奖二等奖，2019年，排名第4。

目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 竖缝式鱼道的发展和分类 2
1.2.1 竖缝式鱼道的发展史 2
1.2.2 竖缝式鱼道的分类与作用 4
1.3 已有研究成果综述 6
1.3.1 竖缝式鱼道的结构形式与水流特性 6
1.3.2 模型试验 10
1.3.3 数值模拟 17
1.3.4 原型观测 19
1.3.5 与鱼道设计相关的鱼类习性研究进展 20
第2章 竖缝式鱼道水力特性 23
2.1 引言 23
2.2 竖缝式鱼道局部大比尺水工模型试验 23
2.2.1 模型设计 23
2.2.2 竖缝式鱼道水流流态与平面流场 24
2.2.3 竖缝断面流速 27
2.3 数值模拟计算 28
2.3.1 竖缝式鱼道基本结构布置 28
2.3.2 数学模型 29
2.3.3 竖缝断面流场计算结果 31
2.3.4 主流区流场计算结果 32
2.3.5 回流区流场计算结果 35
2.3.6 数值模拟计算的试验验证 36
2.4 常规池室水流结构 39
2.4.1 水流结构的平面二元特性 39
2.4.2 三维与二维计算结果的对比 41
2.5 不同流速量值对池室水流结构的影响 44
2.5.1 竖缝断面流速分布与特征值 45
2.5.2 主流区的水力特性 45
2.5.3 回流区的水力特性 47
2.6 水流结构分类 48
2.6.1 数学模型 48
2.6.2 水流结构类型划分 49
2.6.3 主流区流速分布 52
2.6.4 竖缝断面流速分布 53
第3章 不同水流结构竖缝式鱼道对比过鱼试验 55
3.1 引言 55
3.2 试验用鱼选择 55
3.3 试验布置与设计 56
3.3.1 试验布置及数据处理 56
3.3.2 试验设计与方法 57
3.4 池室结构I（P/B=0.1）与池室结构II（P/B=0.25）对比试验 58
3.4.1 上溯成功率 58
3.4.2 上溯时间 58
3.5 池室结构II III（P/B=0.5）与池室结构II（P/B=0.25）对比试验 60
3.5.1 上溯成功率 61
3.5.2 上溯时间 61
3.6 上溯成功率与上溯时间综合分析 63
第4章 竖缝式鱼道水流结构对草鱼上溯行为的影响 65
4.1 引言 65
4.2 上溯轨迹提取及统计 65
4.2.1 上溯轨迹的提取 65
4.2.2 上溯轨迹的特征化处理 66
4.3 上溯轨迹与水力因子响应分析 68
4.3.1 上溯轨迹与流速场响应分析 68
4.3.2 上溯轨迹与紊动能响应分析 69
4.4 上溯耗能定性比较 71
4.5 上溯游泳行为分析 72
4.6 综合分析 73
第5章 齐口裂腹鱼过鱼试验 75
5.1 引言 75
5.2 齐口裂腹鱼 75
5.3 试验布置与设计 76
5.3.1 试验布置 76
5.3.2 试验方法 77
5.3.3 数据处理 77
5.4 齐口裂腹鱼过鱼试验结果与分析 78
5.4.1 通过率与通过时间 79
5.4.2 池室通过路径 81
5.4.3 竖缝通过路径 82
第6章 水流结构对齐口裂腹鱼上溯行为的影响 83
6.1 引言 83
6.2 上溯轨迹提取 83
6.3 上溯行为分析 84
6.3.1 上溯轨迹统计处理 84
6.3.2 上溯行为初步分析 86
6.3.3 上溯轨迹分类与典型轨迹提取 88
6.4 上溯行为与水流结构关系分析 90
6.4.1 回流区与齐口裂腹鱼上溯行为的关系 90
6.4.2 流速与齐口裂腹鱼上溯行为的关系 91
6.4.3 紊动能与齐口裂腹鱼上溯行为的关系 93
6.4.4 总水力应变与齐口裂腹鱼上溯行为的关系 94
6.4.5 竖缝区域细化分析 95
6.5 齐口裂腹鱼上溯过程解析 99
第7章 墩头结构对过鱼效果影响的试验研究 101
7.1 引言 101
7.2 不同墩头结构对水流结构的影响 101
7.2.1 数学模型 101
7.2.2 数值模拟结果及分析 102
7.3 草鱼过鱼试验 103
7.4 齐口裂腹鱼对比试验 105
7.5 综合分析 107
第8章 竖缝式鱼道常规池室水力设计 109
8.1 引言 109
8.2 常规池室长宽比的合理取值研究 109
8.2.1 模拟区域与计算工况 110
8.2.2 鱼道水池内流场特性分析 110
8.2.3 主流最大流速轨迹线特征分析 112
8.2.4 不同长宽比下鱼道水池内流速分布特性分析 113
8.3 竖缝宽度对水流结构影响研究 115
8.3.1 不同竖缝宽度对鱼道流场分区的影响 115
8.3.2 主流区最大流速轨迹线与流速沿程衰减情况 120
8.3.3 竖缝断面流速分布 123
8.3.4 单位水体消能率计算 126
8.4 导向角度对水流结构影响研究 127
8.4.1 模拟区域 128
8.4.2 流场特性分析 128
8.4.3 主流特性分析 129
8.4.4 竖缝断面流速分布 129
8.5 常规池室隔板墩头结构布置对比研究 130
8.5.1 模拟区域 130
8.5.2 流场特性分析 131
8.5.3 主流特性分析 132
8.5.4 竖缝断面流速分布 133
8.6 竖缝式鱼道常规池室水力设计原则与方法 134
第9章 非常规池室结构布置与改进 135
9.1 引言 135
9.2 休息池 135
9.2.1 计算内容与工况 135
9.2.2 数值模拟结果 138
9.2.3 休息池水力特性分析 141
9.2.4 调整导向角度改进措施研究 147
9.2.5 增设整流导板改进措施研究 155
9.2.6 休息池结构布置综合分析 163
9.3 90°转弯段 163
9.3.1 90°转弯段的结构与分类 163
9.3.2 计算内容与工况 164
9.3.3 90°转弯段水力特性与改进 168
9.3.4 物理模型试验数据与数值模拟结果对比分析 178
9.3.5 90°转弯段结构布置综合分析 179
9.4 180°转弯段 180
9.4.1 180°转弯段结构与分类 180
9.4.2 计算内容与工况 181
9.4.3 180°转弯段水力特性与改进研究 186
9.4.4 外内型180°转弯段物理模型试验 196
9.4.5 180°转弯段结构布置综合分析 198
第10章 鱼道进口与出口布置 199
10.1 引言 199
10.2 鱼道进口与出口位置选择的分析方法 199
10.2.1 依托工程概况 199
10.2.2 数学模型与网格划分 200
10.2.3 河道下游流场分析 202
10.2.4 鱼道进口位置分析 203
10.2.5 成果归纳 206
10.3 自适应水位变动的鱼道进口布置方法 207
10.3.1 依托工程概况 207
10.3.2 结构设计 207
10.3.3 物理模型试验结果及分析 211
10.4 自适应水位变动的鱼道出口布置方法 215
10.4.1 结构设计 215
10.4.2 数值模拟结果及分析 216
参考文献226