一种多层鱼道

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种洄游用鱼道，更具体地涉及一种可供鱼从大坝下游向上游洄游的多层鱼道。

背景技术

鱼道是供鱼类洄游的通道。水库大坝或拦河闸坝的建设，阻断了鱼类洄游的通道，为了帮助具有洄游习性的鱼群通过闸坝，往往需要配套建设鱼道。鱼道上游进水口为出鱼口，鱼道下游出水口为进鱼口。

但是，很多水库大坝或拦河闸坝上游的水位高度是变化的，对于上游水位变化的情况，固定的鱼道往往存在鱼道出口与上游水位不匹配的问题，有时鱼道出口高于上游水位，无法过鱼，有时鱼道出口比上游水位低很多，水流量过大，增加鱼类洄游的困难，降低过鱼效果。

此外，现有鱼道出鱼口的闸门都是沿上下方向设置，并且在打开闸门时，大坝上面的驱动机构拉动闸门，使得闸门首先从下面打开，上游的水首先从闸门下部流向下游，由于下部的水压较大，水流速比较快，下游鱼类很难向上游洄游。

因此，需要提供一种用于多层鱼道，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

有鉴于背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种多层鱼道，其用于水坝下游鱼类洄游至水坝上游，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明涉及一种多层鱼道，所述多层鱼道1设置于水坝2下游侧202，用于下游侧202鱼类向水坝上游侧201洄游，所述多层鱼道1包括鱼道通道101、进鱼口102、出鱼口103和鱼道水位调节机构104；其中，

所述出鱼口103用于与水坝2上游侧201连通，所述鱼道通道101为上下层依次连通的回旋式立体通道，且鱼道通道101在靠近水坝2一侧设置至少一个出鱼口103、1031、1032、1033，每个出鱼口103设置一个鱼道水位调节机构104；

所述鱼道水位调节机构104包括调节闸门1041和驱动机构1043，所述调节闸门1041的底部设置有转轴1042，所述驱动机构1043驱动调节闸门1041绕转轴1042转动，使得调节闸门1041在打开位置和关闭位置间切换。

进一步优选的技术方案，所述调节闸门1041在驱动机构1043的驱动下在打开位置时朝向上游侧201倾斜。

进一步优选的技术方案，所述出鱼口103、1031、1032、1033至少为两个，回旋式立体鱼道通101道至少为两层，从最上层鱼道通道依次往下层至少两层鱼道通道在靠近水坝一侧均设置出鱼口103、1031、1032、1033。

进一步优选的技术方案，所述回旋式立体鱼道通道101包括多个直道部件1011和多个弯道部件1012，其中所述直道部件1011朝向上游侧倾斜设置，所述多个直道部件1011与多个弯道部件1012相互连接形成回旋式立体结构。

进一步优选的技术方案，所述直道部件1011与水平面夹角为0-45度。

进一步优选的技术方案，所述直道部件1011和/或弯道部件1012采用钢结构。

进一步优选的技术方案，所述直道部件1011由至少两段直道段10111拼接而成，和/或所述弯道部件由至少两段弯道段10121拼接而成。

进一步优选的技术方案，所述进鱼口102设置于最底层鱼道通道101。

进一步优选的技术方案，所述调节闸门1041关闭时朝向上游侧201倾斜，此时所述调节闸门1041与水平面夹角小于90度。

进一步优选的技术方案，所述调节闸门1041处于关闭位置时与水平面夹角为20-50度。

根据本发明公开的多层鱼道具有以下有益效果：

本发明的多层鱼道采用回旋式立体多层鱼道，通过紧靠水坝在多层鱼道的每层均设置出鱼口，在上游侧河道水位高度变化时，可打开不同高度的出鱼口的闸门，并且由于本发明在打开闸门时，上游侧的水从闸门上边缘流向下游侧，水流速比较慢，接近自然的流速，使得上游侧水流入鱼道中水流量和水流速适宜下游侧鱼类洄游，并且每层出鱼口打开角度可调，实现根据上游水位的无级调节，更精确控制水流量和流速，保证鱼能逆流而上。解决了背景技术存在的无法过鱼和水流量过大降低过鱼效果的问题。另外，本发明的多层鱼道结构布置范围小、结构紧凑，对主体工程干扰小，运行维护方便。本发明多层鱼道采用可拆装的结构设计，建设成本低，另外，鱼道通道各段采用标准件设计，可以随意组合立体鱼道通道层数，能够适应大变幅水位差。

附图说明

图1为本发明用于水坝的多层鱼道俯视图；

图2为图1中B-B处剖视图

图3为图1中C-C处剖视图；

图4为图1中D-D处剖视图；

图5为图4中A处局部放大图。

图中示出：

1-多层鱼道，101-鱼道通道，1011-直道部件，10111-直道段，1012-弯道部件，10121-弯道段，1013-挡板，102-进鱼口，103-出鱼口，1031-第一出鱼口，1032-第二出鱼口，1033-第三出鱼口，104-鱼道水位调节机构，1041-调节闸门，1042-转轴，1043-驱动机构，105-连接段，2-水坝，201-上游侧，202-下游侧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供一种多层鱼道1，如图1所示，水坝2将水体拦截为上游侧201和下游侧202，上游侧201水位通常高于下游侧202水位，为了便于下游侧202鱼类洄游至上游侧201，水坝2设置一个供鱼类洄游的鱼道1，鱼道1构成下游侧202鱼类洄游至上游侧201的通道。

由于上游侧201与下游侧202水位差经常会发生变化，尤其在上游侧201水位明显高于下游侧202水位时，当打开鱼道1出鱼口时，上游侧201流向下游侧202的水流量较大，水流较急，导致下游侧202鱼类无法洄游至上游侧201，因此，本发明的鱼道1设计为多层结构，紧挨着水坝2设置于水坝2下游侧202，在进行鱼类洄游时可通过多层结构的鱼道1将水坝上游侧201与下游侧202水体连通，上游侧201的水流入鱼道1内并顺着鱼道1流入下游侧202，而下游侧202鱼类借助水流进入鱼道1内，多层结构的鱼道1提供鱼类洄游较缓的坡度和通道，便于下游侧202鱼类洄游至上游侧201。

下面详细描述本发明保护的多层鱼道1具体结构。

如图1-3所示，上述的多层鱼道1包括鱼道通道101、进鱼口102、出鱼口103和鱼道水位调节机构104，所述出鱼口103用于将鱼道通道101与水坝上游侧201水体连通。所述鱼道通道101为上下层顺次连通的回旋式立体通道，该回旋式立体通道至少包括两层。

其中，鱼道通道101一种实施例为：如图1所示，从鱼道通道101顶部看每一层鱼道通道101类似跑道形状，即包括位于中间的直道部件1011，以及位于两端的弯道部件1012，直道部件1011与弯道部件1012相互连接每层形成跑道形状，即直道部件1011与弯道部件1012首尾相接，整体呈回旋式螺旋上升的立体通道。其中直道部件1011朝向上游侧倾斜设置，进一步优选的直道部件1011的倾斜角度为0-45度，更进一步优选的，直道部件1011的倾斜角度为10-30度，该倾斜角度是指直道部件1011的纵轴线/底面与下游侧202水体水平面的夹角。上述直道部件1011倾斜角度的便于鱼类在鱼道通道中向上游洄游。

进一步的，本发明的多层鱼道1是可拆卸的，可以仅在下游侧202鱼类洄游的期间将鱼道1安装在水坝2，而其他时间可以将其拆除。为便于鱼道通道101组装和拆卸，每一个直道部件1011由至少两段直道段10111拼接而成，同样弯道部件1012也均由至少两段弯道段10121拼接而成，具体两段之间连接方式可以采用比如卡扣、螺栓连接等方式。

鱼道通道101另一种实施例为：从鱼道通道101顶部看每一层鱼道通道接近圆形或椭圆形，而鱼道通道整体呈类似弹簧的回旋式螺旋上升的立体通道。并且同样为了便于拆装，鱼道通道由多段拼接而呈弹簧状的立体通道。

进一步优选的，为便于拆装，优选的，上述两种实施例的鱼道通道101采用钢结构，或其他金属或非金属材料制成。相比较现有技术中设置在挡水坝上/里的鱼道，能减少开挖量或混凝土工程量，减少鱼道工程投资，并且检修方便，更换破损段方便。这种拆装式鱼道通道101结构可以采用现场装配，减少运输成本。

进一步优选的，在上述两种实施例中，鱼道通道101内间隔设置挡板1013，挡板呈S形间隔设置于鱼道通道的内侧壁，以减小水流速度，便于鱼类洄游。更优选的，由于鱼道通道整体较长，在鱼道通道101底部设置间隔设置隔水板，鱼类洄游时可以作为临时休息区。

为了便于水坝下游侧202的鱼类进入鱼道通道101中，鱼道通道还设有进鱼口102，优选的，进鱼口102位于回旋式立体鱼道通道101的最底层，这样即使下游侧202水体处于较低水位时，鱼类也能洄游进入鱼道通道101中，进而继续沿着回旋式通道继续向上层鱼道通道101游。进一步优选的，进鱼口102为敞口形，便于更多鱼类聚集并游入鱼道通道101中。

进一步的，鱼道通道101在靠近水坝一侧设置至少一个出鱼口103，根据上面的描述，鱼道通道101为回旋式立体通道，为适应水坝上游侧201水位的变化，至少在鱼道通道101上面的几层通道的每一层均设置一个出鱼口103，优选的，如图3和图4所示，从最上层通道往下依次至少3层通道均设置出鱼口103，即最上层为第一出鱼口1031，依次是第二出鱼口1032、第三出鱼口1033，当然也可以根据修建水坝上下游水位差的变化幅度，增减出鱼口103的数量，本发明采用可拆装、可拼接的鱼道通道设计，使得鱼道可以根据水坝尺寸以及上下游水位差灵活组装，并且多数鱼道通道段包括直道段10111和/或弯道段10121设计为标准段，进一步节约成本。

进一步的，每个出鱼口103继续向上游侧设有连接段105，用于与水坝上游侧水体连通。

更进一步的，为了能控制每个出鱼口与水坝上游侧201水体连通和断开，如图4和图5所示，每个出鱼口103均设置一个鱼道水位调节机构104，所述鱼道水位调节机构104包括调节闸门1041和驱动机构1043，所述调节闸门1041的底部设置有转轴1042，所述驱动机构1043与转轴1042传动连接并带动调节闸门1041在打开位置和关闭位置间切换，所述调节闸门1041在打开位置时朝向上游侧201倾斜，即调节闸门绕着转轴1042的轴线朝向上游侧摆动一定角度。优选的，出鱼口103为矩形或正方形截面，调节闸门1041也为矩形或正方形；更优选的，调节闸门1041的宽度与出鱼口103截面宽度一致，进一步优选的，调节闸门1041外侧面设有密封件，确保调节闸门1041在关闭位置时与出鱼口保持较好的密封。由此，调节闸门1041在打开位置时，水坝上游侧201的水流会从调节闸门1041上边缘流入相应的鱼道通道101内，调节闸门1041由于是朝向上游侧201倾斜，上游侧201的水沿着调节闸门1041的倾斜表面流入鱼道通道101中，给鱼类向上游侧201水体洄游提供一个相对较缓的坡度，更便于鱼类的洄游。

进一步优选的，驱动机构1043可以驱动转轴1042转动任意角度，并在该角度停止，这样可以根据上游侧201水位高度控制调节闸门1041的朝向上游侧倾斜任意角度，该角度为调节闸门1041与水平面的夹角，该夹角通常为0-90度，比如上游侧201水位较低时，可以控制调节闸门1041打开较大的角度，比如接近0度角；而水位较高时，可以控制调节闸门1041打开较小的角度，比如接近90度，避免水量过大、水流过急，影响鱼类洄游。其中，驱动机构1043为任何可以驱动转轴1042转动的驱动源，优选的驱动机构1043为电机，可以是油马达或伺服电机。

通过本发明从最上层鱼道通道往下依次设置多个出鱼口103，如图3-图5所示，例如包括第一出鱼口1031、第二出鱼口1032、第三出鱼口1033，并且每个出鱼口103的调节闸门1041可以控制打开角度，在0-90度范围内。比如：如图3所示，当上游侧201处于高水位时，此时水位接近第一出鱼口1031的顶部位置，可以仅打开第一出鱼口1031处的调节闸门1041，并且仅需控制转轴1042向上游侧201转动较小的角度，使得调节闸门1041上边缘低于上游侧水位一定高度，上游侧201水流入鱼道通道即可；当上游侧201处于低水位时，此时水位接近第一出鱼口1031底部时，控制转轴1042向上游侧201转动较大的角度，使得调节闸门1041处于水平位置的完全打开状态。以此类推，当上游侧201水位处于第二出鱼口1032时可以控制第二出鱼口1032处调节闸门1041的打开及其打开角度，当上游侧201水位处于第三出鱼口1033时可以控制第三出鱼口1033处调节闸门1041的打开及其打开角度。进而可根据上游侧水位高度，在多层鱼道通道之间实现无级调节出鱼口103处上游侧201流入鱼道通道内的水流高度，以更精确控制鱼道通道中适宜鱼类洄游的水流量和水流速。

作为可选的实施例，驱动机构1043为与调节闸门1041铰接的连杆和驱动源，还可以是与调节闸门1041铰接的气缸或油缸，也就是只要能驱动调节闸门1041绕转轴1042转动的驱动机构1043均在本专利保护范围内。

此外，调节闸门1041在驱动机构1043的驱动下也可以朝向下游侧202倾斜任意角度，同样可以使水坝上游侧201的水流从调节闸门1041上边缘流入相应的鱼道通道101内，并且根据上游侧201的水位控制调节闸门1041向下游侧202倾斜的角度来控制水流速度，避免水量过大、水流过急，影响鱼类洄游。

进一步优选的，鱼道通道101横截面为U形或其他上端开口的截面形状，这样下游的鱼类即使不能从进鱼口进入鱼道通道101，也可以从任一层鱼道通道101的上端开口进入。

调节闸门1041关闭时朝向上游侧201倾斜一定角度，该倾斜角度为调节闸门与水平面的夹角，即夹角小于90度，这样在关闭位置，即使驱动机构没有驱动到位，在上游侧201水体的推力作用下，也可以使调节闸门1041与出鱼口103内侧壁密封配合。进一步优选的，所述调节闸门1041处于关闭位置时的倾斜角度为10-80度，更为优选的，倾斜角度为20-50度，这样即使在调节闸门1041刚刚打开时，调节闸门1041与水平面的夹角也相对较小，上游侧201水体沿着调节闸门1041所形成的缓坡流入鱼道通道101，已经洄游到出鱼口103处的鱼类也非常容易地从调节闸门1041的缓坡洄游到上游侧201水体。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定结构和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。