一种与坝体结合的鱼道入口结构及其过鱼方法

技术领域

本发明涉及鱼道领域，特别涉及一种与坝体结合的鱼道入口结构及其过鱼方法。

背景技术

随着经济的发展，能源需求日益增多，枢纽工程也在不断推进，随之而来的是各种河流生态问题，特别是水利工程对鱼类洄游的阻碍。鱼道是应用最为广泛的一种过鱼设施，能有效恢复鱼类洄游通道，保障流域水生态环境。鱼道型式有仿自然鱼道、技术型鱼道和升鱼机。其中仿自然通道利用河流的一些小型支流来建造，可以尽可能的模拟出天然河流的水流状态，过鱼的效率较高，不需要额外过多的工程建设，对生态环境的影响最小，但是由于其需要的河流条件较为苛刻，极易受到河流特征，地理环境以及投资资金等因素的制约，而升鱼机由于其结构复杂，一般用于水电站上下水位差较大的情况下。因此在实际工程中，还是以技术性鱼道为主，如我国以及建设完成的大部分鱼道结构都是技术型鱼道。

在技术型鱼道中以隔板式鱼道应用最为广泛，包括竖缝式、溢流堰式、淹没孔口式和组合式。鱼道的整体结构一般是修建在水电站附件的陆地上，只有鱼道入口连接河道，大部分情况下鱼道为单一入口，但在需要提高鱼道的效率，或者河道水位变化较大，需要满足不同水位的过鱼要求时，会修建多个鱼道入口。

在实际工作中，鱼道入口集诱鱼的有效性是过鱼设施成功的前提。对于数十米、数百米，甚至于数千米的河道而言，仅仅数米的鱼道入口结构如同“针眼”，尽管发展出了如多入口结构、水流诱鱼、光诱鱼、气泡慕诱鱼等辅助集鱼措施来尽可能的吸引鱼进入鱼道中，但是进入鱼道的目标鱼类仍只占据少部分，导致过鱼效率较低；大部分诱导水流为产房排出来的尾水，具有较大的流速，对于游泳能力较弱的鱼类不但起不到诱鱼的作用还会阻碍鱼类进入鱼道，起到相反的作用；对于布置在河道侧面的鱼道入口，主要在河道中心活动的目标鱼类难以寻找到鱼道入口完成鱼类的洄游活动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种与坝体结合的鱼道入口结构及其过鱼方法，通过优化鱼道入口结构，方便集鱼，有利于将鱼类导入鱼道中。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种与坝体结合的鱼道入口结构，包括设置在坝体主体下游的鱼道口机构，鱼道口机构包括紧贴坝体主体设置的鱼道槽，鱼道槽沿其长度方向倾斜设置，鱼道槽远离坝体主体的一侧设有集鱼槽，鱼道槽和集鱼槽的端部之间设有连通口，连通口设置在鱼道槽较低的一端，集鱼槽远离连通口的一端设有集鱼槽入口，鱼道槽较高的一端设有出鱼口，出鱼口用于与设置在岸上的鱼道连通。

优选的方案中，所述坝体主体内开设若干进水通道，进水通道与开口位于坝体主体的上游侧，进水通道的另一端与水轮机工作室连接，水轮机工作室底部与尾水管连接，尾水管的端部设置在坝体主体的下游。

优选的方案中，所述水轮机工作室一侧设有引水管，引水管与储水槽连接，储水槽一侧设有导流板，导流板的外侧设置在集鱼槽上方。

优选的方案中，所述鱼道槽内设有若干交错设置的横隔板，横隔板端部与鱼道槽侧壁之间设有过鱼间隙。

优选的方案中，所述连通口设有隔板。

优选的方案中，所述连通口底部设有插装口，隔板底部设有与插装口对应的插装凸起。

优选的方案中，所述集鱼槽的下游侧壁设有与升降板配合的滑动孔，升降板通过升降机构驱动。

优选的方案中，所述升降机构包括设置在底座上的驱动电机，驱动电机的输出端设有齿轮轴，齿轮轴上设有主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮安装在转动螺杆）上，转动螺杆下端转动安装在安装座上，转动螺杆上端与升降筒配合，升降筒内壁设有与转动螺杆配合的内螺纹，升降板下端设有支撑板，升降筒与支撑板连接。

优选的方案中，所述支撑板底部设有限位筒，底座上设有与限位筒配合的滑动杆。

本发明还提供一种与坝体结合的鱼道入口结构的过鱼方法，包括如下步骤：

步骤一、上游的水从进水通道进入水轮机工作室，尾水从尾水管流出，将距离集鱼槽较远的过鱼目标吸引到集鱼槽附近水位较深的区域；

步骤二、水轮机工作室中的一部分水通过引水管进入储水槽中，经由导流板导出至集鱼槽上方，在集鱼槽附近形成瀑布式诱导水流，对过鱼目标进行诱导，使其跳跃进入集鱼槽或通过集鱼槽入口进入集鱼槽中；

步骤三、上游水流通过鱼道进入出鱼口，沿鱼道槽的倾斜面流动，再通过连通口进入集鱼槽中，最后从集鱼槽入口流出，下游鱼类通过跳跃越过集鱼槽的侧壁或通过集鱼槽入口进入集鱼槽内，然后经由连通口进入鱼道槽中，最后经由鱼道槽从出鱼口进入鱼道抵达上游，完成鱼类的上溯活动。

本发明提供的一种与坝体结合的鱼道入口结构及其过鱼方法，具有以下有益效果：

1、上游水流通过鱼道以及出鱼口进入鱼道槽，然后经过鱼道槽结构从连通口进入集鱼槽，然后经过集鱼槽从集鱼槽入口流出，下游近岸鱼类可通过集鱼槽入口进入鱼道槽内，河道其他位置的鱼类可以由于跳跃本性从集鱼槽侧壁跳进集鱼槽中，然后经由集鱼槽逆流通过连通口进入鱼道槽，然后经由鱼道槽从出鱼口游入鱼道中，抵达上游，完成目标鱼类的上行溯游的需求。

2、该鱼道入口结构整体结构较为简单，降低鱼道工程建设的难度，另外由于鱼道槽是贴坝式的结构，鱼道槽与产房设置有共用隔墙，集鱼槽也与鱼道槽设置有共用墙，使得集鱼槽拥有和产房相近的长度，长达数十米、甚至数百米的集鱼槽，可以提供鱼类跳跃进入集鱼槽的机会，大大增加了鱼类进入鱼道槽的概率，从而极大增加了鱼道的过鱼效率，提高了鱼道的使用价值。

3、通过设置尾水管以及导流板，形成诱导水流结构，尾水管排出的尾水将较远的过鱼目标诱导至集鱼槽附近，导流板形成的瀑布式水流，将目标鱼类吸引至集鱼槽侧壁附近，方便鱼类跳跃。结构简单，降低建造难度，而且丰富了集鱼槽附近的河道水流流速分布结构，由深至浅的快-慢-较快的水流流速分布，大大增强了诱鱼效果的可靠性和诱导效率，同时尾水和水轮机工作室的水都是水电站产房生产工作中的产物，将其再次利用不仅可以节约资源，突出保护环境的发展理念，还可以减少其他诱导装置的设置，降低生产建造成本，提高经济效益。

4、设置升降板，当河道水位发生变化时，通过升降机构控制升降板的上升与下降，可以适应不同过鱼季节，不同过鱼目标的过鱼要求，增加鱼道使用的广泛度，大大提高了鱼道的经济效益和过鱼作用.

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明另一角度的结构示意图；

图3为本发明的俯视图；

图4为图3沿A-A面的剖视图；

图5为图4中B处的放大图；

图6为升降机构的结构示意图；

图7为隔板的结构示意图；

图中：坝体主体1，鱼道槽2，集鱼槽3，连通口4，横隔板5，隔板6，升降板7，底座8，驱动电机9，齿轮轴10，主动锥齿轮11，从动锥齿轮12，转动螺杆13，安装座14，升降筒15，支撑板16，限位筒17，滑动杆18，进水通道101，水轮机工作室102，尾水管103，引水管104，储水槽105，导流板106，出鱼口201，集鱼槽入口301，插装凸起601。

具体实施方式

如图1~4所示，一种与坝体结合的鱼道入口结构，包括设置在坝体主体1下游的鱼道口机构，鱼道口机构包括紧贴坝体主体1设置的鱼道槽2，附坝设置，鱼道槽2沿其长度方向倾斜设置，方便水流在鱼道槽2中流动，鱼道槽2远离坝体主体1的一侧设有集鱼槽3，集鱼槽3和鱼道槽2相邻设置，鱼道槽2和集鱼槽3的端部之间设有连通口4进行连通，连通口4设置在鱼道槽2较低的一端，集鱼槽3远离连通口4的一端设有集鱼槽入口301，集鱼槽入口301用于靠岸进鱼和出水。鱼道槽2较高的一端设有出鱼口201，出鱼口201用于与设置在岸上的鱼道连通，鱼道可以选用常规的鱼道，将出鱼口201与上游连通，出鱼口201用于进水和出鱼。

上游水流通过鱼道进入出鱼口201，沿鱼道槽2的倾斜面流动，再通过连通口4进入集鱼槽3中，最后从集鱼槽入口301流出，下游鱼类通过跳跃越过集鱼槽3的侧壁或通过集鱼槽入口301进入集鱼槽3内，然后经由连通口4进入鱼道槽2中，逆流而上，最后经由鱼道槽2从出鱼口201进入鱼道抵达上游，完成鱼类的上溯活动。

该鱼道口机构横跨河道，结合产房墙壁而建造，增长鱼道口的长度，也增加了鱼类进入鱼道的概率，提高了鱼道的进鱼效率。

优选的，所述坝体主体1内开设若干进水通道101，进水通道101与开口位于坝体主体1的上游侧，进水通道101的另一端与水轮机工作室102连接，进水通道101包括倾斜段和水平段，保证上游的水可以进入水轮机工作室102，水轮机工作室102底部与尾水管103连接，尾水管103的端部设置在坝体主体1的下游。

上游的水从进水通道101进入水轮机工作室102，尾水从尾水管103流出，将距离集鱼槽3较远的过鱼目标吸引到集鱼槽3附近水位较深的区域，实现诱鱼，诱导鱼进入集鱼槽3。

进一步的，所述水轮机工作室102一侧设有引水管104，引水管104与储水槽105连接，储水槽105一侧设有导流板106，导流板106的外侧设置在集鱼槽3上方。

水轮机工作室102中的一部分水通过引水管104进入储水槽105中，经由导流板106导出至集鱼槽3上方，在集鱼槽3附近形成瀑布式诱导水流，对过鱼目标进行诱导，使其跳跃进入集鱼槽3或通过集鱼槽入口301进入集鱼槽3中。

因尾水具有比较快的流速，故而可将距离集鱼槽3较远的过鱼目标吸引到集鱼槽3附近水位区域，对于表层鱼可以直接跳跃进入集鱼槽3中，但对于较深水域的鱼类，由于越靠近尾水管103水流流速越大，增大了过鱼目标抵抗水流继续上溯的难度，通过导流板106在集鱼槽3附近形成瀑布式诱导水流，吸引上述被尾水管尾水吸引到集鱼槽附近的过鱼目标，使其从深水位来到集鱼槽3外壁附近的河流表层，通过鱼类跳跃的天性进入集鱼槽3中，完成过鱼目标的诱导作用。利用水轮机工作室的水和尾水，不仅实现“一水多用”还实现了尾水的再次利用，在拥有良好诱鱼效果的前提下，不需过多额外的诱导结构，不仅提高了鱼道的诱鱼作用和过鱼效果，还减少资源浪费，大大提高鱼道的经济效益。

所述鱼道槽2内设有若干交错设置的横隔板5，横隔板5端部与鱼道槽2侧壁之间设有过鱼间隙。

通过交错设置横隔板5，能够减小鱼道槽2中的水流冲击力，降低对鱼类的冲击，方便鱼类沿鱼道槽2逆流而上进入鱼道中进行洄游。

优选的，所述连通口4设有隔板6。通过设置隔板6可以调节进入集鱼槽3中的水流流速并在一定程度上保护进入连通口4的鱼类不会立即被冲回集鱼槽3中。也为进入连通口4处的鱼类提供一定休息区域。

进一步的，如图7所示，所述连通口4底部设有插装口，隔板6底部设有与插装口对应的插装凸起601。可以根据不用时期的过鱼目标，对水流流速的需求和体型限制，更换合适高度的隔板6。

优选的，如图5所示，所述集鱼槽3的下游侧壁设有与升降板7配合的滑动孔，升降板7通过升降机构驱动。

如图6所示，所述升降机构包括设置在底座8上的驱动电机9，底座8设置在集鱼槽3下侧的腔体内，驱动电机9的输出端设有齿轮轴10，齿轮轴10上设有主动锥齿轮11，主动锥齿轮11与从动锥齿轮12啮合，从动锥齿轮12安装在转动螺杆13上，转动螺杆13下端通过轴承转动安装在安装座14上，转动螺杆13上端与升降筒15配合，升降筒15内壁设有与转动螺杆13配合的内螺纹，升降板7下端设有支撑板16，升降筒15与支撑板16连接。

通过驱动电机9带动齿轮轴10和主动锥齿轮11转动，实现从动锥齿轮2的同步转动，带动转动螺杆13转动，由于转动螺杆13与升降筒15螺纹配合，带动升降筒15上下移动，从而实现升降板7的高度调整。

升降板7可以根据实际水面水位情况和过鱼目标的跳跃能力调整高度，满足多种需求，提高鱼道使用的泛用性，保证鱼类可以顺利进入集鱼槽3，从而进入鱼道槽2，完成上溯的习性活动。还能适应不同时期，不同季节，不同过鱼目标的过鱼需求，极大丰富了鱼道的功能性，增加鱼道的泛用性，提高鱼道的经济性和环保作用。

优选的，所述支撑板16底部设有限位筒17，底座8上设有与限位筒17配合的滑动杆18。

一种与坝体结合的鱼道入口结构的过鱼方法，包括如下步骤：

步骤一、上游的水从进水通道101进入水轮机工作室102，尾水从尾水管103流出，将距离集鱼槽3较远的过鱼目标吸引到集鱼槽3附近水位较深的区域。

步骤二、水轮机工作室102中的一部分水通过引水管104进入储水槽105中，经由导流板106导出至集鱼槽3上方，在集鱼槽3附近形成瀑布式诱导水流，对过鱼目标进行诱导，使其向水面移动，方便其跳跃进入集鱼槽3或通过集鱼槽入口301进入集鱼槽3中。

步骤三、上游水流通过鱼道进入出鱼口201，沿鱼道槽2的倾斜面流动，再通过连通口4进入集鱼槽3中，最后从集鱼槽入口301流出，下游鱼类通过跳跃越过集鱼槽3的侧壁或通过集鱼槽入口301进入集鱼槽3内，然后经由连通口4进入鱼道槽2中，最后经由鱼道槽2从出鱼口201进入鱼道抵达上游，完成鱼类的上溯活动。