本發(fā)明涉及過魚設(shè)施領(lǐng)域，具體涉及一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著人們對水資源的開發(fā)不斷增加，河流上修建了越來越多的水壩，這些水壩在發(fā)揮重要社會經(jīng)濟(jì)作用的同時，也阻斷了魚類的洄游路徑，造成魚類生境碎片化，對魚類生存造成嚴(yán)重影響。為了緩解水壩的負(fù)面影響，人們大多修建過魚設(shè)施，如魚道。為了實現(xiàn)高效的魚道過魚效果，對于不同的自然環(huán)境以及魚類，魚道的長度，橫隔板的長度以及整體的坡度等需要進(jìn)行針對性考慮。然而，若是將這些因素在大壩進(jìn)行實地測試，不僅建設(shè)成本巨大，損耗大量材料，而且操作難度較大。因此，通常需要在實驗室內(nèi)進(jìn)行魚道模型實驗。然而傳統(tǒng)的魚道模型一般只能夠應(yīng)對一種模型結(jié)構(gòu)參數(shù)，對于不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)需要重新設(shè)計，成本高，資源浪費(fèi)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置及方法，此模型裝置能夠?qū)Σ煌~道結(jié)構(gòu)型式和水流工況進(jìn)行研究，以得到魚類上溯效果最佳的魚道參數(shù)，為后續(xù)魚道建設(shè)提供數(shù)據(jù)參考。

2、為了實現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，包括用于對整個魚道模型進(jìn)行轉(zhuǎn)動支撐并調(diào)節(jié)其坡度的調(diào)坡器；

3、調(diào)坡器的頂端安裝有用于模擬魚道的魚道模型；

4、魚道模型包括魚道底板，魚道底板的頂部一端設(shè)置有出水水槽結(jié)構(gòu)，出水水槽結(jié)構(gòu)通過能夠改變長度和寬度的池室結(jié)構(gòu)與另一端的進(jìn)水水槽結(jié)構(gòu)相連通；

5、出水水槽結(jié)構(gòu)和進(jìn)水水槽結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有用于水循環(huán)的水循環(huán)結(jié)構(gòu)。

6、所述調(diào)坡器包括固定底板，固定底板的頂端中部固定有對稱布置的鉸接板，鉸接板的頂部通過調(diào)控螺栓轉(zhuǎn)動支撐魚道模型，魚道模型的魚道底板與固定底板之間對稱鉸接有伸縮機(jī)構(gòu)。

7、所述伸縮機(jī)構(gòu)采用油缸或者電推桿；

8、所述調(diào)控螺栓用于在坡度調(diào)節(jié)完成之后鎖定魚道模型的支撐角度。

9、還包括用于對整個魚類回流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的第一監(jiān)控裝置和第二監(jiān)控裝置，第一監(jiān)控裝置和第二監(jiān)控裝置設(shè)置在魚道模型的側(cè)邊。

10、所述出水水槽結(jié)構(gòu)包括出水水槽，出水水槽上設(shè)置有對稱布置的第一出水水槽轉(zhuǎn)軸和第二出水水槽轉(zhuǎn)軸，出水水槽前設(shè)有攔魚柵；第一出水水槽轉(zhuǎn)軸和第二出水水槽轉(zhuǎn)軸自后通過擋板以及第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸與池室結(jié)構(gòu)鉸接相連。

11、所述進(jìn)水水槽結(jié)構(gòu)包括進(jìn)水水槽，進(jìn)水水槽上設(shè)置有對稱布置的第一進(jìn)水區(qū)域轉(zhuǎn)軸和第二進(jìn)水區(qū)域轉(zhuǎn)軸，進(jìn)水水槽前設(shè)有整流柵，進(jìn)水水槽通過第一池室區(qū)域轉(zhuǎn)軸和第二池室區(qū)域轉(zhuǎn)軸與池室結(jié)構(gòu)對接。

12、所述池室結(jié)構(gòu)包括用于和出水水槽結(jié)構(gòu)對接的第一池室轉(zhuǎn)軸和第二池室轉(zhuǎn)軸；第一池室轉(zhuǎn)軸和第二池室轉(zhuǎn)軸連接兩側(cè)擋板，兩側(cè)擋板之中設(shè)有邊壁用以固定柔性密封帶，隔板前端穿過擋板的預(yù)留孔洞并伸入到魚道，預(yù)留孔洞所在位置的內(nèi)壁通過柔性密封帶與隔板柔性連接；

13、相鄰擋板之間由氣囊相連接，氣囊由多根鐵棒限位，每根鐵棒的兩端由鐵環(huán)滑動限位安裝在相鄰擋板上，并使得氣囊的伸縮來帶動擋板實現(xiàn)伸縮移動。

14、所述擋板兩外側(cè)分別設(shè)置有固定板，固定板上設(shè)置有滑槽，滑槽內(nèi)滑動安裝有隔板操縱桿和擋板操縱桿；隔板操縱桿的端頭連接隔板，通過隔板操縱桿用以控制隔板伸出長度；擋板操縱桿的末端連接擋板，并通過擋板操縱桿用于控制擋板水平位移與豎直位移。

15、所述水循環(huán)結(jié)構(gòu)包括同時連通出水水槽和進(jìn)水水槽的連通管，連通管上安裝有循環(huán)水泵和閥門。

16、一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置的運(yùn)行方法，包括以下步驟：

17、第一階段，調(diào)整參數(shù)：順時針旋轉(zhuǎn)擋板操縱桿，第一出水水槽轉(zhuǎn)軸12順時針旋轉(zhuǎn)，第二進(jìn)水區(qū)域轉(zhuǎn)軸35逆時針旋轉(zhuǎn)，擋板向內(nèi)縮進(jìn)，池室寬度縮小，以此調(diào)節(jié)達(dá)到所需寬度根據(jù)具體寬度，旋動攔魚柵，使其恰好卡在兩側(cè)之間；向前順時針旋動或向后逆時針旋動隔板操縱桿，穿過預(yù)留孔洞，預(yù)留孔洞處柔性密封帶可隨之發(fā)生形變，保證隔板被完整包裹，避免水的泄出，邊壁用以固定柔性密封帶，以此來調(diào)節(jié)隔板伸出長度；之后調(diào)節(jié)氣囊的充氣量用以改變整體長度，給氣囊充氣，第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸則會沿著朝垂直于擋板的方向向外移動，第一池室轉(zhuǎn)軸、第二池室轉(zhuǎn)軸隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動，并沿著擋板方向，向第一出水水槽轉(zhuǎn)軸、第二出水水槽轉(zhuǎn)軸移動，擋板操縱桿也會隨之在固定板上的滑槽內(nèi)滑動，池室的長度便會發(fā)生改變，以此來調(diào)節(jié)池室長度；最后順時針旋動調(diào)控螺栓，通過伸縮機(jī)構(gòu)將魚道底板旋轉(zhuǎn)到所需坡度，接著逆時針旋緊調(diào)控螺栓進(jìn)行角度鎖定；

18、第二階段，注水：順時針旋轉(zhuǎn)閥門，打開循環(huán)水泵進(jìn)行抽水，水流通過水循環(huán)管道流入進(jìn)水水槽中，之后通過整流柵，形成小股，穩(wěn)定的水流，通過池室，流入出水水槽，流入水循環(huán)管道，回到進(jìn)水水槽，形成循環(huán)水，根據(jù)實驗所需，旋轉(zhuǎn)閥門，調(diào)整水流的大小；

19、第三階段，將魚放在攔魚柵之前，進(jìn)行魚類游泳實驗，通過第一監(jiān)控裝置、第二監(jiān)控裝置觀察池室內(nèi)魚的運(yùn)動情況，為后續(xù)的魚類過魚效果研究提供實視頻檢測數(shù)據(jù)，如果需要進(jìn)行不同的魚道結(jié)構(gòu)和流量工況的過魚效果研究，則重復(fù)第一、二階段內(nèi)的操作，進(jìn)行魚類游泳實驗。

20、本發(fā)明有如下有益效果：

21、1、本發(fā)明裝置允許對魚道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，包括魚道的長度、寬度、隔板的長度以及魚道的坡度等，從而使得單一模型裝置能夠適應(yīng)多樣化的研究需求，適用于不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的實驗。

22、2、本發(fā)明裝置還具備調(diào)節(jié)魚道進(jìn)口水流的能力，以適應(yīng)不同流量條件下的魚道流量研究，確保研究的準(zhǔn)確性和全面性。

技術(shù)特征：

1.一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：包括用于對整個魚道模型進(jìn)行轉(zhuǎn)動支撐并調(diào)節(jié)其坡度的調(diào)坡器（7）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述調(diào)坡器（7）包括固定底板（71），固定底板（71）的頂端中部固定有對稱布置的鉸接板（72），鉸接板（72）的頂部通過調(diào)控螺栓（73）轉(zhuǎn)動支撐魚道模型，魚道模型的魚道底板與固定底板（71）之間對稱鉸接有伸縮機(jī)構(gòu)（74）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述伸縮機(jī)構(gòu)（74）采用油缸或者電推桿；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：還包括用于對整個魚類回流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的第一監(jiān)控裝置（5）和第二監(jiān)控裝置（6），第一監(jiān)控裝置（5）和第二監(jiān)控裝置（6）設(shè)置在魚道模型的側(cè)邊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述出水水槽結(jié)構(gòu)（1）包括出水水槽（11），出水水槽（11）上設(shè)置有對稱布置的第一出水水槽轉(zhuǎn)軸（12）和第二出水水槽轉(zhuǎn)軸（13），出水水槽（11）前設(shè)有攔魚柵（14）；第一出水水槽轉(zhuǎn)軸（12）和第二出水水槽轉(zhuǎn)軸（13）自后通過擋板以及第一轉(zhuǎn)軸（15）和第二轉(zhuǎn)軸（16）與池室結(jié)構(gòu)（2）鉸接相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述進(jìn)水水槽結(jié)構(gòu)（3）包括進(jìn)水水槽（36），進(jìn)水水槽（36）上設(shè)置有對稱布置的第一進(jìn)水區(qū)域轉(zhuǎn)軸（34）和第二進(jìn)水區(qū)域轉(zhuǎn)軸（35），進(jìn)水水槽（36）前設(shè)有整流柵（33），進(jìn)水水槽（36）通過第一池室區(qū)域轉(zhuǎn)軸（31）和第二池室區(qū)域轉(zhuǎn)軸（32）與池室結(jié)構(gòu)（2）對接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述池室結(jié)構(gòu)（2）包括用于和出水水槽結(jié)構(gòu)（1）對接的第一池室轉(zhuǎn)軸（21）和第二池室轉(zhuǎn)軸（22）；第一池室轉(zhuǎn)軸（21）和第二池室轉(zhuǎn)軸（22）連接兩側(cè)擋板（25），兩側(cè)擋板（25）之中設(shè)有邊壁（252）用以固定柔性密封帶（251），隔板（29）前端穿過擋板（25）的預(yù)留孔洞并伸入到魚道，預(yù)留孔洞所在位置的內(nèi)壁通過柔性密封帶（251）與隔板（29）柔性連接；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述擋板（25）兩外側(cè)分別設(shè)置有固定板（23），固定板（23）上設(shè)置有滑槽，滑槽內(nèi)滑動安裝有隔板操縱桿（27）和擋板操縱桿（28）；隔板操縱桿（27）的端頭連接隔板（29），通過隔板操縱桿（27）用以控制隔板（29）伸出長度；擋板操縱桿（28）的末端連接擋板（25），并通過擋板操縱桿（28）用于控制擋板（25）水平位移與豎直位移。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置，其特征在于：所述水循環(huán)結(jié)構(gòu)（4）包括同時連通出水水槽（11）和進(jìn)水水槽（36）的連通管，連通管上安裝有循環(huán)水泵（41）和閥門（26）。

10.權(quán)利要求9所述一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置的運(yùn)行方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)的魚道模型裝置及方法，涉及過魚設(shè)施領(lǐng)域，包括用于對整個魚道模型進(jìn)行轉(zhuǎn)動支撐并調(diào)節(jié)其坡度的調(diào)坡器；調(diào)坡器的頂端安裝有用于模擬魚道的魚道模型；魚道模型包括魚道底板，魚道底板的頂部一端設(shè)置有出水水槽結(jié)構(gòu)，出水水槽結(jié)構(gòu)通過能夠改變長度和寬度的池室結(jié)構(gòu)與另一端的進(jìn)水水槽結(jié)構(gòu)相連通；出水水槽結(jié)構(gòu)和進(jìn)水水槽結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有用于水循環(huán)的水循環(huán)結(jié)構(gòu)。此模型裝置能夠?qū)Σ煌~道結(jié)構(gòu)型式和水流工況進(jìn)行研究，以得到魚類上溯效果最佳的魚道參數(shù)，為后續(xù)魚道建設(shè)提供數(shù)據(jù)參考。

技術(shù)研發(fā)人員：陳小龍,朱俞澄,石小濤,尹意如,姚昌悅,王妍,鄧星勇,舒蔣鵬,王奎,張振松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15