多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展，人們逐漸意識(shí)到水力發(fā)電在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也會(huì)對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生負(fù)面的影響，大壩阻斷了魚(yú)類(lèi)洄游產(chǎn)卵的通道，造成了不少逆流而上產(chǎn)卵的魚(yú)類(lèi)撞壩而亡。為了保護(hù)天然漁業(yè)資源、保障水生生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和多樣性，目前采取的主要修復(fù)措施是在水電水利工程中修建魚(yú)道，幫助魚(yú)類(lèi)洄游。
[0003]魚(yú)道作為過(guò)魚(yú)設(shè)施的一種，是在魚(yú)類(lèi)洄游時(shí)供魚(yú)類(lèi)通過(guò)閘、壩的人工水槽。它的形成和發(fā)展代表了人們對(duì)河道工程影響水生環(huán)境的重視程度的提高，它的作用除了改善工程對(duì)魚(yú)類(lèi)的不利影響外，更使得許多魚(yú)類(lèi)免于滅絕，保障生物的連續(xù)性和多樣性，具有重要的生態(tài)意義，經(jīng)濟(jì)意義和工程意義。但由于缺乏對(duì)魚(yú)道的結(jié)構(gòu)、水流流態(tài)和洄游魚(yú)類(lèi)的習(xí)性和行為的深入了解，導(dǎo)致了大部分魚(yú)道在誘魚(yú)效果和保持過(guò)道魚(yú)類(lèi)體力及延續(xù)過(guò)道魚(yú)類(lèi)的發(fā)育過(guò)程方面有較大的缺陷，同時(shí)，我國(guó)淡水魚(yú)類(lèi)游泳能力一般較弱，且國(guó)內(nèi)新建水利水電項(xiàng)目多為高壩工程，魚(yú)道縱向布置較長(zhǎng)，魚(yú)類(lèi)上溯困難。大壩建設(shè)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響也越來(lái)越嚴(yán)重，中、高水頭水利樞紐上行過(guò)魚(yú)設(shè)施魚(yú)道運(yùn)行時(shí)受上游水位和流量的影響，流速、流態(tài)都不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的魚(yú)道一般只適用壩高在20~25m以下的低水頭水利樞紐，且魚(yú)上溯過(guò)程中需要耗費(fèi)很大能量。雖然魚(yú)閘、升魚(yú)機(jī)等過(guò)魚(yú)設(shè)施已經(jīng)運(yùn)用于中、高水頭水利樞紐，但是由于魚(yú)閘和升魚(yú)機(jī)的運(yùn)行方式與天然洄游方式差別太大，誘魚(yú)效果并不理想，仍難以滿足高壩過(guò)魚(yú)的要求，迫切需要一種能適用于高壩的新型魚(yú)道，彌補(bǔ)人類(lèi)修建攔河建筑物對(duì)洄游魚(yú)類(lèi)造成的生存影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)魚(yú)道只能適用于小水頭水工建筑物的不足，提供一種多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道，使得魚(yú)道能夠適用于中高水頭的水工建筑物，既可以輔助洄游魚(yú)類(lèi)及時(shí)過(guò)壩、提高魚(yú)道的過(guò)魚(yú)效果、保護(hù)天然漁業(yè)資源、保障水生生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和多樣性，又可以縮短魚(yú)道長(zhǎng)度、減小魚(yú)類(lèi)上溯過(guò)程中的體能消耗、降低對(duì)魚(yú)類(lèi)克流能力和連續(xù)跳躍能力的要求、避免對(duì)魚(yú)類(lèi)性腺發(fā)育的影響。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]本實(shí)用新型的多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道，包括若干級(jí)呈階梯狀分布的魚(yú)道單元、魚(yú)道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、魚(yú)道消能系統(tǒng)和誘魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0007]所述魚(yú)道單元包含上游側(cè)橫擋板、拱腔室、下游側(cè)橫擋板、魚(yú)道底板、分流底板、分流室、魚(yú)道邊壁、丁壩。上游側(cè)橫擋板、下游側(cè)橫擋板、魚(yú)道底板、分流底板的左、右兩端分別固定連接在魚(yú)道邊壁上，上游側(cè)橫擋板下部垂直固定于水平的分流底板后端，上游側(cè)橫擋板中部與相鄰的上一級(jí)魚(yú)道單元的分流底板前端連接，上游側(cè)橫擋板上部和上一級(jí)魚(yú)道單元的魚(yú)道底板前端相連接；下游側(cè)橫擋板分別與魚(yú)道底板垂直連接。所述拱腔室由上游側(cè)橫擋板的弓形凹面、下游側(cè)橫擋板的弓形凸面、魚(yú)道底板和魚(yú)道邊壁圍合而成，拱腔室位于上游側(cè)橫擋板、下游側(cè)橫擋板之間。
[0008]魚(yú)道底板上方為臺(tái)階跌坎，魚(yú)道底板下方為分流室，分流室由分流底板、魚(yú)道底板、下游側(cè)橫擋板和上游側(cè)橫擋板圍合而成。魚(yú)道邊壁位于魚(yú)道的左右兩側(cè)。丁壩沿魚(yú)道邊壁布置，丁壩的設(shè)置能夠分散水流，消殺水流能量，為魚(yú)類(lèi)提供暫時(shí)休息區(qū)，更有利于魚(yú)類(lèi)的回溯。
[0009]所述魚(yú)道驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含閘門(mén)和升降機(jī)，所述閘門(mén)在升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)下在拱腔室內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述升降機(jī)固定在分流底板上并連接在閘門(mén)下部。
[0010]所述魚(yú)道消能系統(tǒng)包括雙旁通管、下游側(cè)橫擋板、丁壩、人造沙波和處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的閘門(mén)。所述雙旁通管在魚(yú)道邊壁外側(cè)傾斜30° -45°，連接相鄰分流室和臺(tái)階跌坎。所述丁壩共有三對(duì)，第一對(duì)丁壩位于魚(yú)道單元下游側(cè)進(jìn)口處，沿與主河道水流方向成180°布置，第二對(duì)丁壩位于每級(jí)魚(yú)道單元距單元下游側(cè)進(jìn)口 1 / 4長(zhǎng)度處，沿與主河道水流方向成120°布置，第三對(duì)丁壩位于每級(jí)魚(yú)道單元距單元下游側(cè)進(jìn)口 3 / 4長(zhǎng)度處，沿與主河道水流方向成135°布置。所述人造沙波安裝在魚(yú)道底板上，由固定于魚(yú)道底板上的波狀紗紋組成，模擬天然河道底部碎石凸起，能夠增加魚(yú)道底板粗糙度，加強(qiáng)消能效果。
[0011]所述誘魚(yú)監(jiān)控系統(tǒng)包括集魚(yú)燈、有壓水管和誘魚(yú)臺(tái)，所述誘魚(yú)臺(tái)設(shè)置在最下游，與壩后自然水體銜接，所述集魚(yú)燈安放在誘魚(yú)臺(tái)斜上方高于水面的位置，所述有壓水管的進(jìn)水口位于上一級(jí)魚(yú)道單元分流室內(nèi)，將分流室內(nèi)的水引到有壓水管，有壓水管出水口位于誘魚(yú)臺(tái)兩側(cè)，從上一級(jí)魚(yú)道單元分流室引水到有壓水管，有壓水管在上下游水頭差的作用下形成噴出水流，造成低落水聲，起到誘魚(yú)作用。
[0012]所述下游側(cè)橫擋板靠近閘門(mén)一側(cè)為弓形凸面，另一側(cè)為剖面溢流堰，下游側(cè)橫擋板采用剖面溢流堰，使得水流更平順，同時(shí)避免魚(yú)道內(nèi)水流溶解氧過(guò)飽和的產(chǎn)生，保護(hù)洄游魚(yú)類(lèi)的生理健康。
[0013]本實(shí)用新型的多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道還包括流速調(diào)節(jié)閥、升降機(jī)和計(jì)算機(jī)，所述流速調(diào)節(jié)閥安裝在上游側(cè)橫擋板內(nèi)部，所述升降機(jī)位于各閘門(mén)下部，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接流速調(diào)節(jié)閥和升降機(jī)。
[0014]作為優(yōu)選，魚(yú)道單元包括仿生態(tài)河流系統(tǒng)，所述仿生態(tài)河流系統(tǒng)包含人造沙波和誘魚(yú)水草，人造沙波和誘魚(yú)水草分別安裝在魚(yú)道底板上，人造沙波為黃色，使得魚(yú)道與天然河床更相近，人造沙波模擬天然河道底部碎石凸起，仿生態(tài)河流效果好。
[0015]作為優(yōu)選，閘門(mén)為拱形結(jié)構(gòu)，荷載的大部分通過(guò)拱作用傳至魚(yú)道邊壁，保持閘門(mén)上下運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。
[0016]作為優(yōu)選，多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道呈“Z”螺旋上升，能夠大大地節(jié)省占地面積；魚(yú)道轉(zhuǎn)彎處選擇弧形彎道，能夠減小水流轉(zhuǎn)彎造成的流態(tài)變化對(duì)魚(yú)類(lèi)的影響。
[0017]作為優(yōu)選，所述上游側(cè)橫擋板相對(duì)于同一魚(yú)道單元位于魚(yú)道底板之上的部分為中間空心、兩側(cè)柵格狀，位于魚(yú)道底板之下的部分為中間空心，靠近升降機(jī)的一側(cè)為柵格狀弓形凹面、另一側(cè)為實(shí)平面，內(nèi)部裝有流速調(diào)節(jié)閥，可以實(shí)現(xiàn)流量及時(shí)分流調(diào)節(jié)，內(nèi)部的流速調(diào)節(jié)閥和兩側(cè)的柵格使得流過(guò)上游側(cè)橫擋板水流更均勻，有利于保護(hù)閘門(mén)的穩(wěn)定性。
[0018]作為優(yōu)選，所述魚(yú)道邊壁形狀為圓弧形，能夠使水流更加平順，有利于減小魚(yú)類(lèi)洄游過(guò)程中的體能消耗。
[0019]在本實(shí)用新型中，所述分流底板與相鄰兩個(gè)上游側(cè)橫擋板連接并固定為一個(gè)整體，分流底板上鋪設(shè)有吸音板；所述魚(yú)道底板與下游側(cè)橫擋板及下一級(jí)魚(yú)道單元的上游側(cè)橫擋板垂直相固定連接，魚(yú)道底板底部布設(shè)有黃色的人造波紋，在魚(yú)道底板底部布設(shè)誘魚(yú)水草。
[0020]在本實(shí)用新型中，分流室位于魚(yú)道底板正下方，由分流底板、魚(yú)道底板、下游側(cè)橫擋板、上游側(cè)橫擋板和魚(yú)道邊壁的一部分組成，分流室與下一級(jí)魚(yú)道單元的臺(tái)階跌坎之間設(shè)有相通的雙旁通管；所述雙旁通管的旁通管入水口位于分流室內(nèi)，為順直管進(jìn)口，雙旁通管的旁通管出水口位于下一級(jí)魚(yú)道單元的臺(tái)階跌坎內(nèi)，為彎道出水口，雙旁通管彎道出口能夠在池內(nèi)形成環(huán)流，使得魚(yú)道與天然河床更相近，仿生態(tài)河流效果好。
[0021 ] 本實(shí)用新型的多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道在運(yùn)行過(guò)程中可以逐漸形成臨時(shí)性水池，抬高水位、減緩流速，輔助魚(yú)類(lèi)上行。
[0022]本實(shí)用新型的多級(jí)式生態(tài)魚(yú)道，具有以下有益效果:
[0023](1)本實(shí)用新型中的多級(jí)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)魚(yú)道的連續(xù)過(guò)魚(yú)，縮短過(guò)魚(yú)時(shí)間，減小體能消耗，保障魚(yú)類(lèi)安全，尤其對(duì)體質(zhì)較差或體能消耗過(guò)大的魚(yú)類(lèi)有積極的保護(hù)作用，為魚(yú)類(lèi)后續(xù)上行洄游保存了體力，對(duì)性腺發(fā)育無(wú)不良影響，為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)卵提供了保證；
[0024](2)本實(shí)用新型中的獨(dú)特魚(yú)道單元結(jié)構(gòu)設(shè)定，使得魚(yú)道在運(yùn)行過(guò)程中逐漸形成水池、形成類(lèi)似天然河流的適宜流態(tài)和水動(dòng)力條件，從而輔助魚(yú)類(lèi)實(shí)現(xiàn)上溯；
[0025](3)本實(shí)用新型中的魚(yú)道底板布設(shè)有黃色人造沙波、誘魚(yú)水草，雙旁通管彎道出口能夠在池內(nèi)形成環(huán)流，使得魚(yú)道與天然河床更相近，仿生態(tài)河流效果好；
[0026](4)本實(shí)用新型中的上游側(cè)橫擋板的特殊設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)流量及時(shí)分流調(diào)節(jié)，內(nèi)部的流速調(diào)節(jié)閥和兩側(cè)的柵格使得流過(guò)上游側(cè)橫擋板水流更均勻，有利于保護(hù)閘門(mén)的穩(wěn)定性；
[0027](5)本實(shí)用新型能夠適用于中、高水頭大型水利樞紐工程過(guò)魚(yú)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有魚(yú)道只能適用于低水頭過(guò)魚(yú)的缺憾，極大地減輕了人類(lèi)修建攔河建筑物對(duì)洄游魚(yú)類(lèi)