專利名稱：魚道的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種生態修復工程，尤其是一種用于水利水電工程的魚道。
背景技術：
水電水利工程的建設能夠為人類提供較為清潔的能源，然而在實際實施過程中，其對生態環境的影響是非常巨大的，特別是對當地河流生態的影響，大壩的建成提高了水位，阻斷了河流，使得魚類難以洄游，特別是對于需洄游產卵的魚類幾乎帶來了滅頂之災，因此，目前較為成熟的技術是在水電水利工程中修建魚道，從而使得魚類能夠順利洄游。魚道作為減緩魚類受水電水利工程阻隔影響的生態修復措施，越來越受到社會各界和環保行政主管部門的關注。國外由于過魚對象的游泳能力較強，水電水利工程上下游水頭差不大，工程設計 中很少考慮休息池的設計。國內魚道通常是每十個池室設置一個休息池，休息池底坡為0，休息池長度為普通池室的兩倍，這樣就可以使洄游的魚類獲得一定的休息空間，然而較長的休息池致使魚道樞紐工程長度增加；且休息池內流態仍然比較紊亂，魚類也未能得到充分休息。目前國內魚道工程休息池設計方案通常難以達到理想的效果。根據國內水電工程的特點以及洄游魚類的特性，魚道池室一般選擇豎縫式，但由于可供參照借鑒的工程較少，常因過隔板尺寸、結構型式等參數的選取不當，出現隔板消能效果較差，池室流態不穩定，易對上溯魚體產生機械性損傷等問題
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種既能為魚類在洄游通過水電水利工程時提供平靜休息場所，也不會增加魚道整體長度的魚道。本發明解決其技術問題所采用的魚道，包括側壁和隔板結構，所述隔板結構設置在側壁上，所述隔板結構將該魚道分成數個游泳池，所述游泳池之間相互連通，還包括休息池，所述休息池設置在兩個游泳池之間，所述休息池與所述游泳池之間通過隔板結構分隔并且相互連通，所述休息池的寬度大于所述游泳池。進一步的是，所述休息池與所述游泳池的長度相同，所述休息池的底坡與所述游泳池的底坡落差為O。進一步的是，所述隔板結構包括長隔板和短隔板，所述長隔板與所述短隔板相對設置，所述長隔板與所述短隔板之間預留有池室豎縫，所述游泳池之間、所述休息池與所述游泳池之間均通過各自處的池室豎縫相互連通；所述長隔板形成池室豎縫的一端設置有鉤狀墩頭，以水流方向為參考，該鉤狀墩頭是面向水流來向的。進一步的是，所述鉤狀墩頭由四分之一的圓弧面和垂直于隔板的平面組成。進一步的是，所述鉤狀墩頭的圓弧面半徑為所述池室豎縫寬度的I. 5倍。進一步的是，所述游泳池寬度為池室豎縫寬度的8倍，游泳池長度為池室豎縫寬度的10倍。
進一步的是，所述長隔板的長度為所述游泳池寬度的1/2。進一步的是，沿著水流的方向，所述池室豎縫向所述長隔板方向傾斜，所述短隔板位于所述長隔板之后，并且所述短隔板面向水流的面與所述長隔板背對水流的面位于同一魚道橫截面上。進一步的是，所述池室豎縫傾斜的角度為45度。進一步的是，所述休息池由左側回流區和右側回流區組成，所述左回流區與所述游泳池形狀相同并且相互平齊，所述右側回流區相對于相鄰游泳池向短隔板的一側的側壁外凸出。本發明的有益效果是由于休息池的寬度大于游泳池，因此休息池凸出于游泳池的部分就不會直接受到魚道中水流的影響，因此在凸出部分中水流較為平靜，適合魚類在洄游中休息，而且休息池僅僅需要寬度的增加，因此不會增加魚道整體的長度。休息池與游 泳池的底坡落差為0，因此水流不會因為高度差而出現變化，能保持原有的流速和不改變魚道內主流流向。利用相對布置的長隔板、短隔板將魚道分割成單個池室單元，該結構型式可保持上下游游池室間的水面落差相對穩定，使得池室內主流流速恒定和流向明確，池室內水流通過長隔板和短隔板間的池室豎縫過流，魚類通過池室豎縫逆流而上。并且在長隔板上設置有鉤狀墩頭，能有效解決隔板型式設計不合理的難題，達到消能效果好，池室內主流流向明確，無漩渦、水躍等不穩定流態產生，且長隔板逆水流方向設置四分之一的圓弧墩頭的設置，能防止豎縫式隔板對魚類造成的機械損傷。
圖I是本發明的俯視圖；圖2是圖I的A-A線剖視圖；圖3是本發明的尺寸標示圖；圖4是現有技術魚道的不意圖；圖中零部件、部位及編號側壁I、隔板結構2、游泳池3、休息池4、長隔板21、短隔板22、鉤狀墩頭23、池室豎縫24、右側回流區41、左回流區42、游泳池寬度H、游泳池長度L、池室豎縫傾斜a、長隔板長度D、鉤狀墩頭的圓弧面半徑R、池室豎縫寬度B。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。如圖I所示，本發明包括側壁I和隔板結構2，所述隔板結構2設置在側壁I上，所述隔板結構2將該魚道分成數個游泳池3，所述游泳池3之間相互連通，還包括休息池4，所述休息池4設置在兩個游泳池3之間，所述休息池4與所述游泳池3之間通過隔板結構2分隔并且相互連通，所述休息池4的寬度大于所述游泳池3。本發明運用到水電水利工程之中，以利于魚類洄游，減少水電水利工程對魚類的影響。在圖I中，箭頭方向表示水的流向，魚類的洄游即為逆流而上，魚類在洄游經過水電水利工程時，便從魚道的進口進入到魚道之中，由于水電水利工程造成河流的落差變大，因此魚道中的水流較為湍急，在加入隔板結構2后，可以對水流進行消能，并將整個魚道從縱向分隔成若干的游泳池3，游泳池3的個數根據魚道的長度和具體的河流環境而定，游泳池3的長度L根據當地情況和魚道總長度而定，游泳池3中的水相對較為平靜，利于魚類在洄游中節約體力。魚類在穿過一定數量的游泳池3后，即可進入到休息池3中進行短暫的休息，由于休息池4的寬度大于游泳池3，即休息池4是橫向凸出于整個魚道，因此休息池4凸出的部分避開了魚道的主水流，使得此處相對于魚道更加的平靜，非常利于魚類在此恢復體力，同時，由于休息池4是橫向凸出的，因此休息池4的加入不會增加整個魚道的長度，特別適用于上下游水頭差較大的魚道工程，既能夠節約工程投資，也不會影響魚道內水流流向，確保魚道池室內流態相對穩定。為了避免池室間的上下游水位落差，同時避免魚道整體長度增加，如圖2所示，所述休息池4與所述游泳池3的長度相同，所述休息池4的底坡與所述游泳池3的底坡落差為O。休息池4相對于原來的游泳池3其寬度增加，但長度不變，這樣就不會增加整個魚道的長度，同時兩者的底坡落差為0，就避免了水流因重力出現較大的變化，保證了整個魚道內水流平穩。上述的隔板結構2包括長隔板21和短隔板22，所述長隔板21與所述短隔板22相對設置，所述長隔板21與所述短隔板22之間預留有池室豎縫24，所述游泳池3之間、所述休息池4與所述游泳池3之間均通過各自處的池室豎縫24相互連通；所述長隔板21形成池室豎縫24的一端設置有鉤狀墩頭23,以水流方向為參考,該鉤狀墩頭23是面向水流來向的。隔板結構2的具體構造參見圖I和圖3，魚道中的各池室均依靠隔板結構2進行分隔，長隔板21與短隔板21相對設置，即其各自開放的一端相對，從而形成池室豎縫24，池室豎縫24寬度B最小值為最大過魚對象體長的二分之一，由于隔板結構2的存在，從而阻擋了魚道中的水流，使得魚道的流量極大的減少，同時，各池室相對較為獨立，因此保證魚道內各個空間的水流較為平穩。水流基本都是從池室豎縫24中通過的，本發明在長隔板21的端部設置有鉤狀墩頭23，并且該鉤狀墩頭23是面向水流來向的，這樣水流流道池室豎縫24，會被鉤狀墩頭23分流換向，分流換向后的水流會與后面的水流部分抵消動能，達到消能的目的，這樣就降低了水的整體流速，使得洄游的魚類受到的阻力更小，魚類穿過魚道的數量就會更多，因此極大的降低了水電水利工程對魚類洄游的影響，對河流的生態保護有重要的作用。具體的，所述鉤狀墩頭23由四分之一的圓弧面和垂直于隔板的平面組成。圓弧面可以防止魚類在穿過池室豎縫24時被長隔板21劃傷，同時圓弧面可以平穩的導向水流，避免水流撞擊形成的局部旋流。垂直于隔板的平面背向短隔板22，從而使水流撞擊的旋流限定在該平面與其相對的側壁形成的空間內，從而快速消能，使得水流平緩。具體的，所述鉤狀墩頭23的圓弧面半徑R為所述池室豎縫24寬度B的I. 5倍。控制鉤狀墩頭23的圓弧面半徑R為池室豎縫24寬度B的比例可以控制鉤狀墩頭23的消能效果，其最佳消能效果為R為B的I. 5倍。具體的，所述游泳池3寬度H為池室豎縫24寬度B的8倍，游泳池3長度L為池室豎縫24寬度B的10倍。所述長隔板21的長度D為所述游泳池3寬度H的1/2。如圖I、圖3所示，上述池室豎縫24向所述長隔板21方向傾斜，所述短隔板22位于所述長隔板21之后，并且所述短隔板22面向水流的面與所述長隔板21背對水流的面位于同一魚道橫截面上。長隔板21長于短隔板22，池室豎縫24采用傾斜設置，池室豎縫24會將水流導向到靠近長隔板21的空間，此時，使得水流的流向偏離了魚道中水的整體流向，從而使得水的動能得到抵消，同時長隔板21與側壁形成的空間較大，使得水流在其中、逐漸與側壁、水流碰撞消能減速，從而使得魚道中的水流整體較為緩和，利于魚類洄游。具體的，池室豎縫24傾斜的角度a為45度。導角為45°，鉤狀墩頭23保留四分之一圓墩頭，主流在充分摻混后轉入池室豎縫24，兩個回流區較對稱，經過鉤狀墩頭23調整，水流平順的經過池室豎縫24進下一游泳池3，水流在游泳池3內充分摻混后又經過鉤狀墩頭23繞流，充分消能，池室豎縫24處流速 略小，實測過魚豎縫平均流速I. 36m/s^l. 38m/S。為了保證休息池4中較為平靜，如圖I所示，所述休息池4由左側回流區42和右側回流區41組成，所述左回流區42與所述游泳池3形狀相同并且相互平齊，所述右側回流區41相對于相鄰游泳池3向短隔板22的一側的側壁I外凸出。此時，上述的池室豎縫24即朝向左回流區42而偏離右側回流區41，這樣就使得水流難以影響到右側回流區41，使得休息池4中的水流平靜，利于魚類在此休息。即此時，水流在左側回流區42中經過并消能，右側回流區41中的水流交換較小，用于魚類休息。這樣休息池4在整個魚道中是最為平靜的地區，并且其具有較大的體積，利于魚類在其間休息。實施例采用現有技術的魚道作為對比例與本發明中的魚道進行對比，參見圖3和圖4，本發明中選取的三條池室豎縫24與現有技術的三條池室豎縫24在各自魚道中的位置相同，分別成對編號為1、2、3。下表為本發明所述的魚道與現有技術的魚道的池室豎縫處的水流流速對比較表池室豎縫流速測點距池室底部的 (單位m/s) IjSff (單位izir
權利要求
1.魚道，包括側壁(I)和隔板結構(2)，所述隔板結構(2)設置在側壁(I)上，所述隔板結構(2)將該魚道分成數個游泳池(3)，所述游泳池(3)之間相互連通，其特征在于還包括休息池(4)，所述休息池(4)設置在兩個游泳池(3 )之間，所述休息池(4)與所述游泳池(3 )之間通過隔板結構(2)分隔并且相互連通，所述休息池(4)的寬度大于所述游泳池(3)。
2.如權利要求I所述的魚道，其特征在于所述休息池(4)與所述游泳池(3)的長度相同，所述休息池(4)的底坡與所述游泳池(3)的底坡落差為O。
3.如權利要求I或2所述的魚道，其特征在于所述隔板結構(2)包括長隔板(21)和短隔板(22)，所述長隔板(21)與所述短隔板(22)相對設置，所述長隔板(21)與所述短隔板(22 )之間預留有池室豎縫(24 )，所述游泳池(3 )之間、所述休息池(4 )與所述游泳池(3 )之間均通過各自處的池室豎縫(24)相互連通；所述長隔板(21)形成池室豎縫(24)的一端設置有鉤狀墩頭(23 ),以水流方向為參考,該鉤狀墩頭(23 )是面向水流來向的。
4.如權利要求3所述的魚道，其特征在于所述鉤狀墩頭(23)由四分之一的圓弧面和垂直于隔板的平面組成。
5.如權利要求4所述的魚道，其特征在于所述鉤狀墩頭(23)的圓弧面半徑為所述池室豎縫(24)寬度的I. 5倍。
6.如權利要求3所述的魚道，其特征在于所述游泳池(3)寬度為池室豎縫(24)寬度的8倍，游泳池(3)長度為池室豎縫(24)寬度的10倍。
7.如權利要求3所述的魚道，其特征在于所述長隔板(21)的長度為所述游泳池(3)寬度的1/2。
8.如權利要求3所述的魚道，其特征在于沿著水流的方向，所述池室豎縫(24)向所述長隔板(21)方向傾斜，所述短隔板(22)位于所述長隔板(21)之后，并且所述短隔板(22)面向水流的面與所述長隔板(21)背對水流的面位于同一魚道橫截面上。
9.如權利要求8所述的魚道，其特征在于所述池室豎縫(24)傾斜的角度為45度。
10.如權利要求8所述的魚道，其特征在于所述休息池(4)由左側回流區和右側回流區(41)組成，所述左回流區(42)與所述游泳池(3)形狀相同并且相互平齊，所述右側回流區(41)相對于相鄰游泳池(3)向短隔板(22)的一側的側壁(I)外凸出。
全文摘要
本發明公開了一種生態修復工程，尤其是一種用于水利水電工程的魚道。本發明提供了一種既能為魚類在洄游通過水電水利工程時提供平靜休息場所，也不會增加魚道整體長度的魚道，包括側壁和隔板結構，隔板結構設置在側壁上，隔板結構將該魚道分成數個游泳池，所述游泳池之間相互連通，還包括休息池，所述休息池設置在兩個游泳池之間，休息池與所述游泳池之間通過隔板結構分隔并且相互連通，所述休息池的寬度大于所述游泳池。由于休息池的寬度大于游泳池，因此休息池凸出于游泳池的部分就不會直接受到魚道中水流的影響，因此在凸出部分中水流較為平靜，適合魚類在洄游中休息，而且休息池僅僅需要寬度的增加，因此不會增加魚道整體的長度。
文檔編號E02B8/08GK102747713SQ20121025875
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者周小波, 夏勇, 張連明, 李亞農, 王麗, 王澤溪, 職小前, 蔣紅, 郎建, 陳靜 申請人:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院