新型魚道結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型魚道結(jié)構(gòu)，涉及一種用于解決洄游魚類通過攔河建筑物上溯的過魚設(shè)施。它包括魚道側(cè)壁、收縮段和池室，收縮段包括長(zhǎng)收縮段和短收縮段，長(zhǎng)收縮段與短收縮段呈相對(duì)布置，長(zhǎng)收縮段與短收縮段之間為過魚豎縫，相鄰池室之間通過過魚豎縫連通，池室中部設(shè)有第一組阻水墩柱，池室的中下段設(shè)有第二組阻水墩柱，過魚豎縫內(nèi)設(shè)有第三組阻水墩柱。本新型魚道結(jié)構(gòu)通過對(duì)水流流速進(jìn)行平面和空間立體分區(qū)，在同一過魚設(shè)施中可以滿足不同習(xí)性的多種過魚對(duì)象通過，在水流流態(tài)方面較傳統(tǒng)的豎縫式魚道有明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)本新型魚道結(jié)構(gòu)具有旁通道的功能，但工程占地較小，從工程投資角度來說具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
【專利說明】新型魚道結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程和環(huán)保工程領(lǐng)域，涉及一種用于解決洄游魚類通過攔河建筑物上溯的過魚設(shè)施，更具體的說是一種新型魚道結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，攔河工程的過魚設(shè)施大體上有五種類型，魚道是其中適用性最廣的。常規(guī)魚道中的水流在隔板或障礙物處跌落，形成流速較大的單一均勻水流，只能滿足某種特定過魚對(duì)象成熟體的上溯要求。其它游泳能力相對(duì)較差的魚類，或目標(biāo)過魚對(duì)象的幼魚和仔魚，難以通過常規(guī)魚道。我國(guó)上世紀(jì)50、60年代建設(shè)的魚道基本屬于此類。在上世紀(jì)后期，歐洲開始采用旁通道(仿自然通道)，取得了較好的過魚效果，但其適應(yīng)的過魚水頭較小，一般在IOm以內(nèi)，坡度較緩、占地面積較大，影響工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)于較高水頭的攔河建筑物，實(shí)施難度較大，因此有必要進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服【背景技術(shù)】的不足之處，而提供一種能適應(yīng)不同種類、不同體長(zhǎng)、不同年齡和不同游泳能力的魚類通過攔河建筑物的新型魚道結(jié)構(gòu)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:包括魚道側(cè)壁和收縮段，所述收縮段設(shè)置在魚道側(cè)壁上，并將魚道分成多個(gè)間隔布置的池室；所述收縮段包括長(zhǎng)收縮段和短收縮段，長(zhǎng)收縮段與短收縮段呈相對(duì)布置，長(zhǎng)收縮段與短收縮段之間為過魚豎縫，相鄰池室之間通過過魚豎縫連通，其特征在于:所述長(zhǎng)收縮段在魚道兩端呈交錯(cuò)布置，池室中部設(shè)有第一組阻水墩柱；池室中下段設(shè)有第二組阻水墩柱，所述第二組阻水墩柱位于下一級(jí)過魚豎縫的上游側(cè)；過魚豎縫內(nèi)設(shè)有第三組阻水墩柱。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述第一組阻水墩柱包括第一阻水墩柱和第二阻水墩柱，所述第一阻水墩柱的中心在上一級(jí)過魚豎縫中心線的延長(zhǎng)線上，第一阻水墩柱與上一級(jí)長(zhǎng)收縮段的中心之間的垂直距離為0.4?0.6Lm，所述第一阻水墩柱的高為0.85?1.05H，直徑為1.0?1.6m ;第二阻水墩柱在水平方向與第一阻水墩柱共線，第二阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.50?0.70Bn，第二阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的直線距離為
0.10?0.40Bm，第二阻水墩柱的高為0.85?1.05H，直徑為0.5?1.5m ;其中，H為池室設(shè)計(jì)水深，取1.5?4m ;Lm為相鄰兩個(gè)收縮段軸線之間的垂直距離，取過魚對(duì)象中最長(zhǎng)過魚體長(zhǎng)的3?5倍；Bm為池室頂寬，取0.50?0.90Lm ；Bn為收縮段豎縫頂寬，取0.2?0.7Bm。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述第一組阻水墩柱還包括第三阻水墩柱，所述第三阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為0.10?0.20Lm，第三阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.40?0.60Bn，第三阻水墩柱的高為0.20?0.40H，直徑為0.5?1.5m。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述第二組阻水墩柱包括第四阻水墩柱、第五阻水墩柱、第六阻水墩柱和第七阻水墩柱，其中，第四阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為0.20?
0.35Lm，第四阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.50?0.70Bn，第四阻水墩柱的高為0.20?0.40H，直徑為0.3?1.0m ;第五阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為
0.20?0.35Lm，第五阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.80?1.20Bn，第五阻水墩柱的高為0.20?0.40H，直徑為0.3?1.0m ;第六阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為0.30?0.45Lm，第六阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.35?0.55Bn，第六阻水墩柱的高為0.40?0.60H，直徑為0.3?1.0m ;第七阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為0.30?0.50Lm，第七阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.75?
1.05Bn，第七阻水墩柱的高為0.20?0.40H，直徑為0.3?1.0m ;第四阻水墩柱與第五阻水墩柱之間的直線距離為0.10?0.30Bm，第六阻水墩柱與第七阻水墩柱之間的直線距離為
0.15 ?0.35Bm。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述第三組阻水墩柱包括第八阻水墩柱和第九阻水墩柱，其中，第八阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為0.40?0.60Lm，第八阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.60?0.95Bn，第八阻水墩柱的高為0.20?0.40H，直徑為
0.3?1.0m ;第九阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的垂直距離為0.40?0.60Lm，第九阻水墩柱與第一阻水墩柱之間的水平距離為0.35?0.55Bn，第九阻水墩柱的高為0.20?0.40H，直徑為0.3?1.0m ;第八阻水墩柱與第九阻水墩柱之間的直線距離為0.30?0.50Bm。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述第三組阻水墩柱還包括第十阻水墩柱，所述第十阻水墩柱位于過魚豎縫的出水口處，第十阻水墩柱的高為0.4?0.6H，直徑為0.3?1.0m。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述第一組阻水墩柱為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種，所述第二組阻水墩柱為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種，所述第三組阻水墩柱為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述長(zhǎng)收縮段的長(zhǎng)度與短收縮段的長(zhǎng)度的比值為2.5?6.5，長(zhǎng)收縮段的長(zhǎng)度與短收縮段的長(zhǎng)度之和為0.10?0.50Lm。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述長(zhǎng)收縮段在魚道兩側(cè)呈交錯(cuò)布置。
[0013]上述技術(shù)方案均以水流方向?yàn)閰⒖?，其中，順?biāo)鞣较虻木嚯x為垂直距離，垂直水流方向的距離為水平距離。交錯(cuò)布置的長(zhǎng)收縮段與短收縮段能夠有效防止魚道內(nèi)形成流速較大的單一均勻水流。
[0014]第一組阻水墩柱能對(duì)從上級(jí)池室流入本池室的水流進(jìn)行消能并使水流向兩側(cè)擴(kuò)散，實(shí)際工作時(shí)，工作人員需要根據(jù)第一阻水墩柱和第二阻水墩柱下游的水流情況，確定是否設(shè)置第三阻水墩柱，并根據(jù)過魚種類和大小，確定其高度。
[0015]第二組阻水墩能夠使水流在空間形成不同流速的分層水流，墩柱的高度由過魚種類確定。
[0016]第三組阻水墩柱能使水流在通過過魚豎縫時(shí)形成平面和空間的分區(qū)流場(chǎng)，滿足不同克流能力魚類的上溯要求。
[0017]本發(fā)明主要是通過阻隔相鄰兩級(jí)收縮段的水流貫通，使水流通過池室時(shí)消能擴(kuò)散并減小流速，并在過水?dāng)嗝嫔闲纬筛?、中、低流速區(qū)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水流在平面和空間上的流速分區(qū)，最終達(dá)到使過魚豎縫的水流流速適應(yīng)多種魚類上溯的目的。
[0018]本發(fā)明魚道結(jié)構(gòu)通過對(duì)水流流速進(jìn)行平面和空間立體分區(qū)，在同一過魚設(shè)施中可以滿足不同習(xí)性的多種過魚對(duì)象通過，在水流流態(tài)方面較傳統(tǒng)的豎縫式魚道有明顯優(yōu)勢(shì)。
[0019]本發(fā)明不影響水電工程的樞紐布置格局，容易與樞紐其他工程融為一體，且工程占地面積較旁通道小，水流條件與旁通道相近，可作為攔河工程過魚設(shè)施的首選結(jié)構(gòu)型式?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為圖1的主視圖。
[0023]圖中1-魚道側(cè)壁，2-收縮段，21-長(zhǎng)收縮段，22-短收縮段，3_魚道，4_池室，5_過魚豎縫，61-第一組阻水墩柱，62-第二組阻水墩柱，63-第三組阻水墩柱，a-第一阻水墩柱，b-第二阻水墩柱，C-第三阻水墩柱，d-第四阻水墩柱，e-第五阻水墩柱，f-第六阻水墩柱，g-第七阻水墩柱，h-第八阻水墩柱，1-第九阻水墩柱，j-第十阻水墩柱。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過說明使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更加清楚和容易理解。
[0025]參閱附圖可知:新型魚道結(jié)構(gòu)，包括魚道側(cè)壁I和收縮段2，所述收縮段2設(shè)置在魚道側(cè)壁I上，并將魚道3分成多個(gè)間隔布置的池室4，所述收縮段2包括長(zhǎng)收縮段21和短收縮段22,長(zhǎng)收縮段21與短收縮段22呈相對(duì)布置,長(zhǎng)收縮段21與短收縮段22之間為過魚豎縫5，相鄰池室4之間通過過魚豎縫5連通，所述長(zhǎng)收縮段21在魚道3兩側(cè)呈交錯(cuò)布置。
[0026]魚道或渠道3為混凝土矩形或梯形水槽，本發(fā)明是在魚道內(nèi)等間距或不等間距設(shè)置長(zhǎng)短邊交錯(cuò)布置的收縮段2，進(jìn)而形成池室4，然后在池室4內(nèi)間隔布置3組阻水墩柱。
[0027]實(shí)際工作時(shí)，池室4中部設(shè)置第一組阻水墩柱61，第一組阻水墩柱61距上一級(jí)過魚豎縫5中心0.4?0.6Lm處，第一組阻水墩柱61能對(duì)水流進(jìn)行消能，并使流動(dòng)的水體向兩側(cè)擴(kuò)散，使上級(jí)池室流入本級(jí)池室的水流強(qiáng)度得到第一次降低。第一組阻水墩柱61包括第一阻水墩柱a、第二阻水墩柱b和第三阻水墩柱C。
[0028]依據(jù)水體擴(kuò)散、流速降低后的水流流態(tài)，在池室4中下部設(shè)置第二組阻水墩柱62，墩柱的高度由過魚種類確定，第二組阻水墩柱62設(shè)置在第一組阻水墩柱61下游，并位于過魚豎縫5的入水口上游，第二組阻水墩柱62能使水流在空間形成不同流速的分層水流。第二組阻水墩柱62包括第四阻水墩柱d、第五阻水墩柱e、第六阻水墩柱f和第七阻水墩柱g。
[0029]在過魚豎縫5內(nèi)設(shè)置第三組阻水墩柱63，第三組阻水墩柱63位于過魚豎縫5的進(jìn)水口與過魚豎縫5的出水口之間，水流在通過收縮段時(shí)形成大小分區(qū)的流場(chǎng)，以滿足不同克流能力的魚類上溯。第三組阻水墩柱63包括第八阻水墩柱h、第九阻水墩柱i和第十阻水墩柱j
[0030]上述阻水墩柱的布置需根據(jù)渠道內(nèi)的水流條件確定。上述阻水墩柱可采用石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠等結(jié)構(gòu)型式。即第一組阻水墩柱61可以為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種，第二組阻水墩柱62可以為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種,第三組阻水墩柱63可以為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種。
[0031]本發(fā)明的工作原理為:水流從上一級(jí)過魚豎縫5中流出后，經(jīng)第一組阻水墩柱61的阻隔，水流分散、流速降低；經(jīng)第二組阻水墩柱62后，水流將進(jìn)一步分散減速，并形成分層水流；第三組阻水墩柱63設(shè)置在收縮段，水流經(jīng)過第三組阻水墩柱63后，流場(chǎng)再次分區(qū)，部分水流流速滿足游泳能力最弱的魚類上溯要求。
[0032]以水流方向?yàn)閰⒖疾⒖紙D2，阻水墩柱的布置方式如下表:
[0033]表1
[0034]
【權(quán)利要求】
1.新型魚道結(jié)構(gòu)，包括魚道側(cè)壁(I)和收縮段(2)，所述收縮段(2)設(shè)置在魚道側(cè)壁(I)上，并將魚道(3)分成多個(gè)間隔布置的池室(4);所述收縮段(2)包括長(zhǎng)收縮段(21)和短收縮段(22)，長(zhǎng)收縮段(21)與短收縮段(22)呈相對(duì)布置，長(zhǎng)收縮段(21)與短收縮段(22)之間為過魚豎縫(5)，相鄰池室(4)之間通過過魚豎縫(5)連通，其特征在于:所述池室(4)中部設(shè)有第一組阻水墩柱(61);池室(4)中下段設(shè)有第二組阻水墩柱(62)，所述第二組阻水墩柱(62)位于下一級(jí)過魚豎縫(5)的上游側(cè)；過魚豎縫(5)內(nèi)設(shè)有第三組阻水墩柱郵)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一組阻水墩柱(61)包括第一阻水墩柱(a)和第二阻水墩柱(b)， 所述第一阻水墩柱(a)的中心在上一級(jí)過魚豎縫(5)中心線的延長(zhǎng)線上，第一阻水墩柱(a)與上一級(jí)長(zhǎng)收縮段(21)的中心之間的垂直距離為0.4~0.6Lm，所述第一阻水墩柱(a)的高為0.85~1.05H，直徑為1.0~1.6m ; 第二阻水墩柱(b)在水平方向與第一阻水墩柱(a)共線，第二阻水墩柱(b)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.50~0.70Bn，第二阻水墩柱(b)與第一阻水墩柱(a)之間的直線距離為0.10~0.40Bm，第二阻水墩柱(b)的高為0.85~1.05H，直徑為0.5~.1.5m ； 其中，H為池室設(shè)計(jì)水深，取1.5~4m ；Lm為相鄰兩個(gè)收縮段軸線之間的垂直距離，取過魚對(duì)象中最長(zhǎng)過魚體長(zhǎng)的3~5倍；Bm為池室頂寬，取0.50~0.90Lm ；Bn為收縮段豎縫頂寬，取0.2~0 .7Bm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一組阻水墩柱(61)還包括第三阻水墩柱(C)，所述第三阻水墩柱(C)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為.0.10~0.20Lm,第三阻水墩柱(c)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.40~0.60Bn,第三阻水墩柱(c)的高為0.20~0.40H，直徑為0.5~1.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二組阻水墩柱(62)包括第四阻水墩柱(d)、第五阻水墩柱(e)、第六阻水墩柱(f)和第七阻水墩柱(g)， 第四阻水墩柱(d)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為0.20~0.35Lm，第四阻水墩柱(d)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.50~0.70Bn，第四阻水墩柱(d)的高為.0.20 ~0.40H,直徑為 0.3 ~1.0m ; 第五阻水墩柱(e)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為0.20~0.35Lm，第五阻水墩柱(e)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.80~1.20Bn，第五阻水墩柱(e)的高為.0.20 ~0.40H,直徑為 0.3 ~1.0m ; 第六阻水墩柱(f)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為0.30~0.45Lm，第六阻水墩柱(f)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.35~0.55Bn，第六阻水墩柱(f)的高為.0.40 ~0.60H,直徑為 0.3 ~1.0m ; 第七阻水墩柱(g)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為0.30~0.50Lm，第七阻水墩柱(g)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.75~1.05Bn，第七阻水墩柱(g)的高為.0.20 ~0.40H,直徑為 0.3 ~1.0m ; 第四阻水墩柱(d)與第五阻水墩柱(e)之間的直線距離為0.10~0.30Bm，第六阻水墩柱(f)與第七阻水墩柱(g)之間的直線距離為0.15~0.35Bm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第三組阻水墩柱(63)包括第八阻水墩柱(h)和第九阻水墩柱(i)， 第八阻水墩柱(h)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為0.40~0.60Lm，第八阻水墩柱(h)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.60~0.95Bn，第八阻水墩柱(h)的高為0.20 ~0.40H,直徑為 .0.3 ~1.0m ; 第九阻水墩柱(i)與第一阻水墩柱(a)之間的垂直距離為0.40~0.60Lm，第九阻水墩柱(i)與第一阻水墩柱(a)之間的水平距離為0.35~0.55Bn，第九阻水墩柱(i)的高為.0.20 ~0.40H,直徑為 0.3 ~1.0m ; 第八阻水墩柱(h)與第九阻水墩柱(i)之間的直線距離為0.30~0.50Bm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第三組阻水墩柱(63)還包括第十阻水墩柱(j)，所述第十阻水墩柱(j)位于過魚豎縫(5)的出水口處，第十阻水墩柱(j)的高為0.4~0.6H，直徑為0.3~1.0m0
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一組阻水墩柱(61)為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種，所述第二組阻水墩柱(62)為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種，所述第三組阻水墩柱(63)為石柱、漿砌結(jié)構(gòu)、生態(tài)籠結(jié)構(gòu)中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，以垂直水流方向?yàn)閰⒖?，其特征在?所述長(zhǎng)收縮段(21)的長(zhǎng)度與短收縮段(22)的長(zhǎng)度比值為2.5~6.5，長(zhǎng)收縮段(21)的長(zhǎng)度與短收縮段(22)的長(zhǎng)度之和為0.10~0.50Lm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的新型魚道結(jié)構(gòu)，以垂直水流方向?yàn)閰⒖?，其特征在?所述長(zhǎng)收縮段(21)在魚道(3)兩側(cè)呈交錯(cuò)布置。
【文檔編號(hào)】E02B8/08GK103953014SQ201410178849
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】朱世洪, 周良景, 石運(yùn)深, 向光紅, 張亞利, 宋志忠, 吳俊東, 王程, 黎賢訪, 汪亞超, 黃明海, 姜伯樂 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司