一种组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法

1.本发明涉及中小河流的治理技术领域，尤其涉及一种组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法。


背景技术：

2.河流作为自然界生态系统的组成部分之一，不仅承载着为数百万计的物种提供栖息地的重要作用，而且与人类社会的发展、人居环境的建设等有着密不可分的联系，但据统计，全世界将近60％的河流经过了人工整治，存在自然河道渠道化、河流连通性降低等问题。而在我国北方山区这种情况更是尤为严重，由于北方山区年降水量多集中于夏季，出于行洪的需要，经常将河流的部分河段进行裁弯取直和渠道化处理，对自然河流的蜿蜒性特征造成了破坏，降低了水流形态的多样性，对于鱼类等水生生物的繁殖造成了影响，再加上北方中小型河道存在枯水期流量小、季节性强等特点，极容易导致河道内存在有河皆干、无水无鱼等问题，为解决有河皆干等问题，北方地区一般通过修建梯级拦水堰等拦水建筑物拦蓄水面，但是梯级拦水堰容易导致河流的连通性降低、鱼类通行渠道被切断、生境片段化等问题的出现，因此，为了增强河道内生物多样性，对河流生态系统的原有面貌进行恢复，国内外对此进行了诸多研究。
3.目前国内外河流生态修复多集中于大型河流，对于北方季节性中小型河流的修复实例和经验较少，本技术以北方季节性中小河流为研究对象，针对其特点在小尺度范围内将河流的生态修复与综合治理相结合，在河道底部构建出近似为正弦曲线的曲线槽岸，实现与蜿蜒型河道内相似的水流流态，并且曲线槽岸还可以提供亲水平台，在此基础之上，与设置泄水口的梯级拦水堰构成组合曲线河槽，为构建蜿蜒的水流流态提供水量保证，并与只布置梯级拦水堰及泄水口的组合直线河槽进行对比，综合分析组合曲线河槽的水流特性及过鱼效果，以期研究成果对北方季节性中小河流的治理及类似过鱼设施的设计提供经验。


技术实现要素：

4.本发明提供一种组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，实现了综合分析组合曲线河槽的水流特性及过鱼效果，以期研究成果对北方季节性中小河流的治理及类似过鱼设施的设计提供经验的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供的一种组合曲线槽岸的河道研究模型，包括组合直线河槽模型和组合曲线河槽模型，所述组合直线河槽模型的左端设有第一初始水域，所述第一初始水域的右侧设有第一稳水孔板，所述组合直线河槽模型的内部设有第一拦水堰，所述组合直线河槽模型的右端设有第一蓄水池，所述第一蓄水池与第一初始水域之间设有第一潜水泵，所述第一潜水泵的输出端设有第一消能装置，所述第一消能装置设于第一初始水域的内部；
6.所述组合曲线河槽模型的左端设有第二初始水域，所述第二初始水域的右侧设有
第二稳水孔板，所述组合曲线河槽模型的内部设有第二拦水堰，所述组合曲线河槽模型的右端设有第二蓄水池，所述第二蓄水池与第二初始水域之间设有第二潜水泵，所述第二潜水泵的输出端设有第二消能装置，所述第二消能装置设于第二初始水域的内部，所述组合曲线河槽模型的两侧设有组合曲线河槽，所述组合曲线河槽呈近似正弦曲线状。
7.优选的，所述第二拦水堰设有泄水口，所述泄水口位于组合曲线河槽与第二拦水堰连接处的突出位置。
8.优选的，所述第一拦水堰和第二拦水堰的数量均为五个。
9.一种组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，包括过水试验和过鱼试验，其中，
10.过水试验步骤如下：
11.s10：首先将坐标原点定于0处，原点与距离原点50cm处设置为初始水域；
12.s11：选用距离原点1.25m处至5.25m处的河段为试验段，在试验段布置5道拦水堰，堰高33.3mm，堰宽5mm，泄水口宽度为1/8河宽，间隔为1.1m，并编号为1#、 2#、3#、4#河段；
13.s12：利用水位测针和旋桨流速仪测取不同断面的试验水深及流速；
14.过鱼试验步骤如下：
15.s20：将草鱼放入4#河段中关闭拦鱼栅，等待15分钟，试验用鱼已经适应环境后撤去拦鱼栅；
16.s21：试验用鱼通过2#、3#河段内的三道拦水堰，并且上溯时间在5min以内即为通行成功，试验用鱼通过第一道拦水堰泄水口开始计时，通过第三道拦水堰泄水口后停止计时，此时的时间记做上溯时长，如果试验用鱼在开始计时后超过5min仍然没有通过第三道拦水堰泄水口或撤去拦鱼栅5min内未通过第一道拦水堰，记做通行失败；
17.s22：随后利用公式计算每种方案的试验用鱼通行成功率，其中，sc为试验用鱼的通行成功率；s
t
为每组试验中通行成功的试验用鱼个数；sz为每组试验中放入试验用鱼的总数。
18.优选的，在过鱼试验的s20开始之前，将水池中的溶解氧浓度保持在6.5mg/l，水温为22℃，氨氮浓度控制在0.01mg/l以下，并在室内自然光的情况下进行。
19.与相关技术相比较，本发明提供的一种组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法具有如下有益效果：
20.本发明提供组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，通过8种方案对比，在不同淹没度、试验用鱼体长的基础上，组合直线河槽通行成功率在70～80％，而组合曲线河槽均在80％以上，组合直线河槽的平均通行时间在110s～130s，组合曲线河槽在80s～ 100s，相比之下通行成功率提升了约10％，平均通行时间缩短了28％。
21.本发明提供组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，通过4种流速场分析，组合曲线河槽主流区相比组合直线河槽主要分布在河槽中轴线附近，避免了贴壁现象，从而主流区可以向两边扩散，加宽试验用鱼感应流速的分布范围，有利于试验用鱼通过。
22.本发明提供组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，通过对比试验用鱼通行轨迹、热点图等，试验用鱼在组合曲线河槽中通行轨迹较为集中，对通行路线的选择较为相似，大大降低了试验用鱼选择通行路线的时间。
23.本发明提供组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，通过对比8种方案试验用鱼通行成功率与不同流速场回流区的位置，方案1的通行成功率最低，回流区面积较大，方案7的通行成功率最高，但这种方案的流速场依然存在回流区，故回流区的存在并不是绝对影响试验用鱼的通行，还需要考虑回流区的面积、通行鱼类体长等因素。
24.本发明提供组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，组合曲线河槽不仅水流呈现多态性，而且在水流只能由泄水口通过时，既能提供亲水平台，同时不影响鱼类等水生生物的通行，当水流可从堰上经过时，试验证明进一步提高了试验用鱼的通行成功率。
附图说明
25.图1为本发明的组合直线河槽试验装置图；
26.图2为本发明的组合曲线河槽试验装置图；
27.图3为本发明的组合曲线河槽结构三维图；
28.图4为本发明的河槽测点断面位置图；
29.图5为本发明的组合直线河槽梯级拦水堰布置示意图；
30.图6为本发明的方案1不同测点水深图；
31.图7为本发明的方案1不同测点流速图；
32.图8为本发明的组合式河槽方案1、2、3和4试验用鱼通过数量的时段分布图；
33.图9为本发明的组合式河槽方案5、6、7和8试验用鱼通过数量的时段分布图；
34.图10为本发明的3#河段1.5cm水深流速场；
35.图11为本发明的方案1、2、5、6试验用鱼通行轨迹及热点图。
36.图中标号：1、组合直线河槽模型；2、组合曲线河槽模型；10、第一初始水域； 11、第一稳水孔板；12、第一拦水堰；13、第一蓄水池；14、第一潜水泵；15、第一消能装置；20、第二初始水域；21、第二稳水孔板；22、第二拦水堰；23、第二蓄水池； 24、第二潜水泵；25、第二消能装置；26、组合曲线河槽。
具体实施方式
37.由图1-3给出，本发明包括组合直线河槽模型1和组合曲线河槽模型2，组合直线河槽模型1的左端设有第一初始水域10，第一初始水域10的右侧设有第一稳水孔板11，组合直线河槽模型1的内部设有第一拦水堰12，组合直线河槽模型1的右端设有第一蓄水池13，第一蓄水池13与第一初始水域10之间设有第一潜水泵14，第一潜水泵14的输出端设有第一消能装置15，第一消能装置15设于第一初始水域10的内部；
38.组合曲线河槽模型2的左端设有第二初始水域20，第二初始水域20的右侧设有第二稳水孔板21，组合曲线河槽模型2的内部设有第二拦水堰22，组合曲线河槽模型2的右端设有第二蓄水池23，第二蓄水池23与第二初始水域20之间设有第二潜水泵24，第二潜水泵24的输出端设有第二消能装置25，第二消能装置25设于第二初始水域20的内部，组合曲线河槽模型2的两侧设有组合曲线河槽26，组合曲线河槽26呈近似正弦曲线状。
39.第二拦水堰22设有泄水口，泄水口位于组合曲线河槽26与第二拦水堰22连接处的突出位置；
40.本实施例中，第一消能装置15和第二消能装置25可选用消力池、消力墙、消力槛、
护坦、海漫等，此处使用消力槛。
41.一种组合曲线槽岸的河道研究模型及其试验方法，包括过水试验和过鱼试验，其中，
42.过水试验步骤如下：
43.s10：首先将坐标原点定于0处，原点与距离原点50cm处设置为初始水域；
44.s11：选用距离原点1.25m处至5.25m处的河段为试验段，在试验段布置5道拦水堰，堰高33.3mm，堰宽5mm，泄水口宽度为1/8河宽，间隔为1.1m，并编号为1#、 2#、3#、4#河段；
45.s12：利用水位测针和旋桨流速仪测取不同断面的试验水深及流速；
46.过鱼试验步骤如下：
47.s20：将草鱼放入4#河段中关闭拦鱼栅，等待15分钟，试验用鱼已经适应环境后撤去拦鱼栅；
48.s21：试验用鱼通过2#、3#河段内的三道拦水堰，并且上溯时间在5min以内即为通行成功，试验用鱼通过第一道拦水堰泄水口开始计时，通过第三道拦水堰泄水口后停止计时，此时的时间记做上溯时长，如果试验用鱼在开始计时后超过5min仍然没有通过第三道拦水堰泄水口或撤去拦鱼栅5min内未通过第一道拦水堰，记做通行失败；
49.s22：随后利用公式计算每种方案的试验用鱼通行成功率，其中，sc为试验用鱼的通行成功率；s
t
为每组试验中通行成功的试验用鱼个数；sz为每组试验中放入试验用鱼的总数。
50.在过鱼试验的s20开始之前，将水池中的溶解氧浓度保持在6.5mg/l，水温为22℃，氨氮浓度控制在0.01mg/l以下，并在室内自然光的情况下进行。
51.水力模型依据河工模型试验规程及水工模型试验规程制作，采用重力相似准则按照几何比尺1:15比例构建试验模型，模型尺寸为：河长6m，河宽0.3m，坡度为1:2000；设置的第一潜水泵14和第二潜水泵24形成自循环装置，在河槽上游设置初始水域，在自循环装置与初始水域连接处设置消能装置，在初始水域出口处布置稳水孔板；
52.在进行梯级拦水堰的堰高选取时，根据《梯级拦水堰布置对河道行洪的影响》中的研究表明，堰高为50cm的梯级拦水堰对于行洪影响较小，故选定实际堰高为50cm，通过几何比尺换算梯级拦水堰模型高度为3.33cm，泄水口的宽度通过借鉴竖缝式鱼道竖缝宽度，定为1/8的河宽，由于没有曲线槽岸的设计规范，因此借鉴了城市河道适宜蜿蜒度的选取，选取河流的蜿蜒度为1.2。
53.在实际情况下，流量较小时水流主要从泄水口处通过，流量较大时堰上同时存在水流通过。为了更好地对组合曲线河槽进行水流特性的分析，选取了淹没和未淹没两种淹没度。通过过水试验测量了不同测点的水深、流速并与数值模拟结果相校核。在过水试验的基础上针对两种不同体长的草鱼开展过鱼试验，得到不同方案的试验用鱼通行成功率、平均通行时间、通行轨迹及通行热点图等结果，并对结果进行对比分析。
54.表1试验方案设计
[0055][0056]
通过水位测针和旋桨流速仪测取不同断面的试验水深及流速，以方案1为例进行说明，其余方案测点位置相同，测点位置如图4所示，坐标原点定于0处，原点与距离原点50cm处设置为初始水域。为了避免前后边界的影响，本次试验选用距离原点1.25m处至5.25m处的河段为试验段。在试验段布置5道拦水堰，堰高33.3mm，堰宽5mm，泄水口宽度为1/8河宽，间隔为1.1m，并编号为1#、2#、3#、4#河段，如图5所示。
[0057]
在本次过鱼试验中，为了更好地研究不同水流结构对鱼类通行的影响，采取两种体长的草鱼作为试验对象，并且草鱼作为半洄游性鱼类，一般会进行生殖洄游和越冬洄游，其幼鱼一般视为有相似特性。试验用鱼按照体长分为4～6cm和7～9cm，样本数各50 尾，为减小试验误差，每种方案均进行两组试验，每组25尾试验用鱼。在试验开始之前，将水池中的溶解氧浓度保持在6.5mg/l，水温为22℃，氨氮浓度控制在0.01mg/l以下，在室内自然光的情况下进行试验。打开自循环装置等待模型内水深已不再变化。为避免前后边界影响，将试验用鱼放入4#河段中关闭拦鱼栅。等待15分钟，试验用鱼已经适应环境后撤去拦鱼栅。试验用鱼通过2#、3#河段内的三道拦水堰，并且上溯时间在 5min以内即为通行成功。试验用鱼通过第一道拦水堰泄水口开始计时，通过第三道拦水堰泄水口后停止计时，此时的时间记做上溯时长。如果试验用鱼在开始计时后超过5min 仍然没有通过第三道拦水堰泄水口或撤去拦鱼栅5min内未通过第一道拦水堰，记做通行失败。随后计算每种方案的试验用鱼通行成功率。
[0058]
采用cfd对河槽模型进行水流流态、流速分布情况的模拟分析，8种方案对应2种物理试验模型，4种水流结构，故建立4种自由液面模型，使用vof法实现对于运动界面的追踪。本研究的模型属于不可压缩流体的紊流流动，紊流模型主要分为 realizable k-ε模型、rngk-ε模型以及k-ε模型，本技术采用rngk-ε模型。
[0059]
控制方程包括：连续性方程、动量方程、k方程、ε方程。
[0060]
连续性方程：
[0061][0062]
动量方程：
[0063][0064]
k方程：
[0065][0066]
ε方程：
[0067][0068]
式中：
[0069]vx
、vy、vz—表示在x、y、z三种方向上的流体速度的分量；a
x
、ay、az—表示在x、 y、z三种方向上的可流动的面积分数，单位m2；g
x
、gy、gz—表示在x、y、z三种方向上重力加速度的分项，单位m/s2；f
x
、fy、fz—表示在x、y、z三种方向上的粘滞力的分量，单位kg
·
m/s2；vf—表示可流动地体积分数，单位m3；ρ—表示流体密度，本技术流体为水，取值为1000kg/m3；p—表示作用在流体微元上的压力，单位pa；k—表示湍动能，单位m2/s2；ε—表示湍动耗散率，单位(kg
·
m2)/s2；μ—表示紊动粘性系数，单位 n
·
s/m2；μ
t
—为单位n
·
s/m2，其中c
μ
＝0.0845；
gk
—为紊动能的产生项，σk、σ
ε
分别为湍动能和耗散率所对应的prandtl数，均为1.39；—为其中η是湍流时间尺度和平均流时间尺度的比值；c
ε1
、c
ε2
为经验系数，分别为1.42、1.68，i,j＝1,2,3。
[0070]
网格划分时选用笛卡尔网格，在z轴上根据物理试验结果取15cm作为网格区域的高度，在原点至距离原点50cm处选用0.8cm
×
0.8cm
×
0.8cm的正方体网格，在距离原点 50cm处至6m处选用0.4cm
×
0.4cm
×
0.4cm的正方体网格，并且在拦水堰处选用0.2cm
×ꢀ
0.2cm
×
0.2cm嵌套网格。网格划分结束后，通过查看模型将不规则区域加密处理。边界条件如下：在原点处存在初始水位，此时进口处设置为压力进口边界(specifiedpressure)；出口处设置为自由出流边界(outflow)；模型上方设定为对称条件 (symmetry)，无流体穿过；河槽的底部及两侧设置为固壁边界(wall)。
[0071]
将cfd数值模拟的不同测点水深与流速和过水试验结果相对比，验证cfd数值模拟的准确性。以方案1为例，将不同测点实测和模拟的水深与流速对比结果如图6、7所示。由图6、7可知水深最大相对误差为10.8％，流速最大相对误差在14.3％，均低于允许相对误差值15％，实测水深、流速与模拟水深、流速的变化趋势基本一致，其余方案的水深、流速的最大相对误差均低于允许相对误差值15％，验证了cfd数值模拟的准确性。
[0072]
试验用鱼通行成功率为试验用鱼成功通行的数量与总量的比值，可用来初步对比不同方案的水流流态对试验用鱼通行的影响。八种方案的试验用鱼通行成功率列于表2，通过不同方案对比可知，组合曲线河槽试验用鱼通行成功率最高可达86％，最低为80％；而组合直线河槽最高为80％，最低为70％。在淹没度、试验用鱼体长相同的情况下，相比组合直线河槽，组合曲线河槽的试验用鱼通行成功率最高可提升10％。
[0073]
表2不同方案下试验用鱼通行成功率
[0074][0075]
八种方案的试验用鱼平均通行时间如表3，组合直线河槽的平均通行时间在110s～130s，组合曲线河槽的平均通行时间在80s～100s，平均通行时间约缩短了28％。在淹没
度、试验用鱼体长相同的情况下，相比组合直线河槽，组合曲线河槽的试验用鱼通行时间最大可缩短31.2％。
[0076]
表3不同方案下试验用鱼平均通行时间
[0077][0078]
图8、9为两种体长试验用鱼通过数量的时段分布图。结果表明：组合直线河槽的试验用鱼通行时间主要集中在30～150s，在60～120s出现最大值；组合曲线河槽的试验用鱼通行时间主要集中在0～120s，在30～90s出现最大值。试验用鱼在组合曲线河槽中通行相同距离所需时间更段，效率更高。
[0079]
8种试验方案的流速场两两相同，故对方案1、方案2、方案5、方案6的流速场进行分析。由于试验段水深较浅，故试验用鱼一般在1.5cm水深处游动，故本技术将对4种方案1.5cm水深处流速矢量图和流速等值线图进行分析。通过对过鱼轨迹的观察和已有的研究成果，0.10m/s左右的流速在试验用鱼感应范围之内，故本技术将流速大于0.10m/s 的区域定义为主流区。
[0080]
由图10a可知，水流在进入泄水口后靠近池壁流动，随后偏转，最终形成两个回流区，较大的回流区与下一级河段泄水口相邻，较小的回流区位于本级河段拦水堰后。由图10b可知，主流区贴近边壁，核心流速可达到为0.32m/s，流速大于0.10m/s的流速区约占河槽断面宽度段面积的55％，但是其中回流区比例可达2/3，占据了主流区绝大部分的面积，容易对试验用鱼通行造成不利影响。
[0081]
由图10c可知，方案2流速场无明显回流区，主流区出现在沿边壁一侧，随后发生偏转。由图10d可知，主流区最大流速为0.22m/s，约占河段面积的50％，虽然较方案1主流区最大流速和面积有所减小，但是主流区中并不存在回流区，避免了试验用鱼在通行中受到回流区的影响。
[0082]
由图10e可知，当水流只能从组合曲线河槽的泄水口处通过时，在泄水口后方形成了一个回流区，但是面积较小。由图10f可知，方案5主流区近似直线状，位于河槽中轴线附近，曲线边壁避免了主流区的贴壁现象，主流区约占河段面积的45％。通过上文通行成功率、通行时间的对比结果，此种水流结构虽然存在回流区，但是相对于方案1，此回流区对于试验用鱼的通行影响较低。
[0083]
由图10g可知，当水流可从组合曲线河槽的泄水口及堰上通过时，流速场内几乎没有回流区，水流沿着两侧弧形边壁流向下一级河段。由图10h可知，方案6中主流区的最大流速虽然为0.25m/s，但是面积占比最大并且分区明确，影响范围更广，较方案5进一步减小了试验用鱼通行时间。
[0084]
通过流速场的分析，组合式曲线河槽主流区的核心流速、位置等均优于组合直线河槽。这是因为组合曲线河槽泄水口后的弧形边壁起到挑流的作用，将沿边壁的水流挑向了河槽中轴线附近，同时弧形边壁进一步起到了束缚主流区的作用。当两种河槽水流结构均存在回流区时，组合曲线河槽的回流区面积更小，同时与本级河段的泄水口相邻，试验用鱼前半程通行受到影响较小，通行至后半程时，泄水口处流速大于回流区流速，试验用鱼一旦冲刺过回流区，很快能寻找到主流完成通行；当两种河槽水流结构不存在回流区时，主流区流速与单独从泄水口处经过时候的流速均有所减小，但是主流区面积增加。通过结合不
同方案试验用鱼通行成功率和通行时间进行对比，组合曲线河槽的水流结构相比组合直线河槽更适合试验用鱼通行。
[0085]
为了进一步对试验用鱼在不同水流结构情况下行为进行分析，本技术以方案1、2、 5、6中成功通行的试验用鱼为例，提取了试验用鱼通行坐标，并对通行坐标进行了预处理，用来减小拍摄等外部因素带来的误差，通行轨迹如下图所示。由于试验用鱼数量较多，可绘制通行轨迹热点图进一步体现试验用鱼在不同位置出现的频次。本技术将池室划分为若干个网格，单个网格尺寸为2cm
×
2cm，通过统计不同网格内试验用鱼的频次，绘制热点图。
[0086]
由图11试验用鱼通行轨迹及热点图可知，试验用鱼在梯级拦水堰附近行为类似，均出现寻找主流、停留等行为，进而完成通行。不同方案通行路线的区别主要表现在通行至拦水堰的过程中。在梯级拦水堰未淹没情况下：方案1的试验用鱼在通过泄水口后，通行路线选择各不相同，几乎河槽内各个位置试验用鱼通过，导致通行轨迹较为杂乱；相比之下方案5的试验用鱼通行路线基本集中于河槽中部，试验用鱼贴壁通行现象较少。在梯级拦水堰淹没情况下：试验用鱼在方案2中呈现两条主要通行的轨迹，一条是贴壁前行，通行至梯级拦水堰；另一条是沿着主流区前行，通行至梯级拦水堰；而方案 6试验用鱼通行轨迹较方案5更加集中，进一步减少了通行路线的数量。
[0087]
通过对图11对比结果进行分析，在两种淹没度下，试验用鱼在组合曲线河槽的通行轨迹比组合直线河槽更加集中，基本位于纵向河槽中部，并且组合曲线河槽中试验用鱼通行轨迹基本不涉及非主流区，减小了试验用鱼误入主流区迷失方向的可能，进一步降低了试验用鱼的通行时间。
[0088]
综上所述，1、通过8种方案对比，在不同淹没度、试验用鱼体长的基础上，组合直线河槽通行成功率在70～80％，而组合曲线河槽均在80％以上，组合直线河槽的平均通行时间在110s～130s，组合曲线河槽在80s～100s，相比之下通行成功率提升了约10％，平均通行时间缩短了28％。
[0089]
2、通过4种流速场分析，组合曲线河槽主流区相比组合直线河槽主要分布在河槽中轴线附近，避免了贴壁现象，从而主流区可以向两边扩散，加宽试验用鱼感应流速的分布范围，有利于试验用鱼通过。
[0090]
3、通过对比试验用鱼通行轨迹、热点图等，试验用鱼在组合曲线河槽中通行轨迹较为集中，对通行路线的选择较为相似，大大降低了试验用鱼选择通行路线的时间。
[0091]
4、通过对比8种方案试验用鱼通行成功率与不同流速场回流区的位置，方案1的通行成功率最低，回流区面积较大，方案7的通行成功率最高，但这种方案的流速场依然存在回流区，故回流区的存在并不是绝对影响试验用鱼的通行，还需要考虑回流区的面积、通行鱼类体长等因素。
[0092]
5、组合曲线河槽不仅水流呈现多态性，而且在水流只能由泄水口通过时，既能提供亲水平台，同时不影响鱼类等水生生物的通行。当水流可从堰上经过时，试验证明进一步提高了试验用鱼的通行成功率。