CN103485314A - 一种利用船闸实现过鱼的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用船闸实现过鱼的装置，包括在船闸的上游、闸室侧壁及下游设置的多个水流发生装置，船闸下游闸门的下游侧也设有水流发生装置，在闸室内的两侧壁上设有水下集鱼灯，上游闸门靠近闸室侧设有水下驱鱼灯，闸室的底部设有声波驱鱼装置。该装置由于利用已有船闸建筑物，通过布设附加装置达到使鱼类过坝的效果，过鱼效果相对于传统的鱼道更好，适用于不同的鱼类；同时将船闸和鱼道合二为一，提供工作效率，降低运行成本，适合推广。

Description

一种利用船闸实现过鱼的装置及方法

技术领域

本发明涉及船闸附加装置，具体涉及一种利用鱼类对声、光、电、水流的应激特征实现船闸过鱼的装置，属于水利水电工程环境领域。 

背景技术

水利工程为了防洪、发电、航运、供水等方面的需求而修筑拦河坝，但大坝建设使河流生物连续性遭到破坏，阻断了洄游及半洄游性鱼类的通道，使河流生物多样性降低。国外对此采取的“救鱼”措施主要有三类：第一类是修建过鱼设施，主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等；第二类是建筑人工模拟产卵场；第三类是进行人工繁殖放流。我国目前的主要“救鱼”措施是人工繁殖放流，实践证明有一定的效果，但也存在弊端，如放流效果不明确、种群多样性下降等。我国鱼道建设经历了兴起-停滞-再发展的过程，但由于其建设成本大、设计难度高及运行管理难等原因，鱼道建设发展甚缓。

船闸是具有通航要求的江河必须修建的建筑物，其通过内置充泄水闸改变闸室内水体水位、交替开关上下游闸门来实现船只过坝问题。目前船闸设计只考虑了过船的需求，船闸自然通过的鱼类数量很少。

发明内容

本发明提供了一种利用船闸实现过鱼的装置，在现有船闸基础上加装过鱼装置，在不影响正常通航的情况下，提供一种能增大船闸过鱼量的船闸附加装置，实现船闸与鱼道的合二为一；同时，本发明还提供了一种利用鱼类对声、光、电、水流的应激特征实现船闸过鱼的方法。

本发明所要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种利用船闸实现过鱼的装置，包括在船闸的上游、闸室侧壁及下游设置的多个水流发生装置，船闸下游闸门的下游侧也设有水流发生装置，在闸室内的两侧壁上设有水下集鱼灯，上游闸门靠近闸室侧设有水下驱鱼灯，闸室的底部设有声波驱鱼装置。

该装置还包括在船闸的下游设置的电栅，其斜向外呈打开状；电栅的布置依据闸室下游两侧情况进行，若下游两侧有一侧或两侧均有挡水墙或是岸边，则电栅减少为一侧或全部取消；电栅布设在船闸下游，高出水面约1m，通过设置电栅可防止闸门前大范围鱼类向两侧游走，而远离有效诱导区域。

所述的船闸的闸室侧壁设有系船柱，水下集鱼灯设置在系船柱的下端。使得水下集鱼灯依托系船柱随着闸室水位升高而升高，从而引导鱼类向上层游动，避免鱼类在下层由于闸室上游混凝土胸墙的阻挡而无法过闸，提高过鱼效果。

水下集鱼灯、水下驱鱼灯及水流发生装置在船闸左右两侧均为对称布置。在闸室内布置时，所有装置也可根据情况进行分级布置，所述分级布设是指在闸室水流方向上进行分级，即同一断面上的装置为同一级。采用分级布置时，两级之间的布置距离不应大于该装置的有效作用距离。即相邻两水流发生装置之间的距离≤水流发生装置的作用距离；相邻两水下集鱼灯间的距离≤其照射距离；相邻两声波驱鱼装置的距离≤声波驱鱼装置的作用距离。

所述水下驱鱼灯布设在闸室上游两闸门内侧，可视上游水位与胸墙顶部高差在垂向上多层布设。

所述水流发生装置在闸室内固定在闸室两侧壁上，可根据上下游水位差在垂向上分层布设；闸室外固定在垂直于水面的钢绳上，钢绳在河底固定，河面链接漂浮物使其保持垂直，装置在钢绳上可以根据河流水深及被诱导鱼类分布水深进行分层布设。所述水流发生装置产生的水流方向斜向下游，与河流方向约呈45度角，使水流发生装置的影响范围最大化，在垂直河流及顺河流向均有足够的影响范围。 

所述的船闸为多级时，闸室内的结构设置不变，船闸的上游及下游的设置不变；即闸室内装置可以照搬布设。在最上级船闸上游闸门外仍布设水流发生装置，最下级闸门外仍布置水流发生器及电栅。

所述的水流发生装置为利用水泵产生喷射水流的装置，通过水流流速对鱼类产生诱导，使其向水流发生装置聚集。

所述水下集鱼灯及水下驱鱼灯在市场均可购买，直接安置在闸门或闸室壁上即可。

所述声波驱鱼装置可根据需要在市场购买，也可自行制作，其结构主要是电磁振动发出声波，从而起到驱赶鱼类的效果。

所述包括水流发生装置、水下集鱼灯、水下驱鱼灯、声波驱鱼装置等装置的控制，均采用线缆连接到船闸中控室统一控制，这样可以很好的配合船闸闸门的启闭过程。

各装置的功能特性及布设深度需要依据特别关心或主要过坝鱼类生理学特性选取，包括水流发生装置的流速大小、垂向布设深度，水下集鱼灯、水下驱鱼灯的颜色光强以及声波驱鱼装置的发生频率、振动波形等。

下面举例说明，对四大家鱼的诱导可将水流发生装置产生的流速控制在其喜好流速0.4～0.8m/s范围内，水下诱鱼灯颜色宜为白光或蓝光，水下驱鱼灯则采用别的颜色，声波驱鱼装置可调节成其天敌发出声波的频率，可起到很好的驱赶效果。

具体到某河流或大坝附近的鱼类，应根据文献资料查的关注鱼类的相关特性，最好结合鱼类基础实验数据，从而更精确的设置相关装置，达到最佳诱鱼过坝效果。

采用上述的装置进行过鱼的方法，包括以下步骤：

1）船闸的闸门均关闭，开启船闸下游的水流发生装置，通过水流将鱼类诱导致下游闸门前；

2）开启船闸的下游闸门，同时开始闸室内的水流发生装置和水下集鱼灯，引导鱼类向闸室内游动聚集；

3）关闭下游闸门，向闸室内充水，此时水下集鱼灯随着系船柱的上升而上升；待闸室内水位与上游平齐时开启上游闸门，同时开启声波驱鱼装置和水下驱鱼灯，关闭闸室内的水流发生装置和水下集鱼灯，驱赶闸室内鱼类出闸室，游向上游；

最后关闭上游闸门，开启下游闸门放空闸室与下游水位平齐，通过船闸完成一次过鱼。

当船闸多于一级时，照搬重复上述步骤即可，下一级船闸上游闸门打开相当于上一级船闸下游闸门打开，一直到最上游闸门关闭，最下游闸门开启与下游水位平齐时，结束一个过鱼过程。

船闸运行使得上下游具有大体积联通水体，理应成为鱼类过坝的理想通道。然而由于船闸设置之初仅考虑了船只通行，使得船闸包括上下游引航道及闸室内水流均尽可能保持平稳，即近似于静水状态。然而鱼道设计的关键之处在于合适的流速吸引，没有水流流速吸引鱼类进入鱼道，鱼道将是空设。因而本方案的创新之处在于，破除鱼道仅把流速作为诱鱼过坝的设计理念，充分运用声、光、电、水流等因素对鱼类的综合影响，利用船闸运行所必须的近似于静水的联通水体，实现鱼类过坝。本方案的好处在于利用已有的船闸设施，可在不影响船只通行的情况下，通过简单的装置附加，即可实现复杂的鱼道工程才能实现的鱼类过坝效果。本方案的难点在于合理利用声、光、电、水流等因素对鱼类的诱导及驱赶作用，进行有效的装置布设，从而达到鱼类连续过坝的效果。

本发明还具有以下有益效果：

1、利用已有船闸建筑物，通过布设附加装置达到使鱼类过坝的效果，在成本上避免了鱼道修建的大量花费及后期运行的水头损失，

2、在生物多样性上实现了鱼类自然过坝，而不是人工增殖放流的“搬运”过坝，即用最小的成本产生了最大的效益；同时本发明可通过改变装置功能特性实现不同关注对象鱼类过坝，而不是鱼道或人工增殖放流的偏单一过鱼对象。

3、本发明在运用时可以不影响船闸的正常通行，完全与船只通行实现同步鱼类过坝；使该船闸既具有过船的功能，还具有过鱼的功能，能够合二为一，提供工作效率，降低运行成本。

附图说明

    图1为本发明所提供的利用船闸实现过鱼的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

如图1所示，现有船闸包括闸室、上游闸门、下游闸门，添加过鱼装置时，在上游闸门、下游闸门背离闸室的外侧均设置多个水流发生装置1，下游闸门外侧也内嵌入水流发生装置1，闸室内两侧壁上设置有多个水流发生器1和水下集鱼灯2，上游闸门靠近闸室侧设有水下驱鱼灯3，水下驱鱼灯3内嵌在上游闸门内，船闸下游两侧设有电栅5，其斜向外呈打开状，闸室的底部居中设有声波驱鱼装置4，上述结构构成可以利用船闸实现过鱼的装置。

实施例2：

该利用船闸实现过鱼的装置包括在船闸的上游、闸室侧壁及下游设置的多个水流发生装置1，船闸下游闸门的下游侧也设有水流发生装置1，在闸室内的两侧壁上设有水下集鱼灯2，水下集鱼灯2设置在内系船柱的下端，上游闸门靠近闸室侧设有水下驱鱼灯3，闸室的底部设有声波驱鱼装置4。

另外，水下集鱼灯、水下驱鱼灯及水流发生装置在船闸左右两侧均为对称布置。根据船闸的具体情况及需要，在闸室内布置时，所有装置也可进行分级布置，即在闸室水流方向上进行分级，即同一断面上的装置为同一级。采用分级布置时，两级之间的布置距离不应大于该装置的有效作用距离。相邻两水流发生装置之间的距离≤水流发生装置的作用距离；相邻两水下集鱼灯间的距离≤其照射距离；相邻两声波驱鱼装置的距离≤声波驱鱼装置的作用距离等。

实施例3：当船闸为多级船闸时，闸室内的结构设置不变，船闸的上游及下游的设置不变；即闸室内装置可以照搬布设。在最上级船闸上游闸门外仍布设水流发生装置，最下级闸门外仍布置水流发生器及电栅。

采用上述装置进行过鱼的方法，具体步骤为：

1）将船闸的闸门均关闭，开启船闸下游的水流发生装置，通过水流将鱼类诱导致下游闸门前；

2）开启船闸的下游闸门，同时开始闸室内的水流发生装置和水下集鱼灯，引导鱼类向闸室内游动聚集； 

3）关闭下游闸门，向闸室内充水，此时水下集鱼灯随着系船柱的上升而上升；待闸室内水位与上游平齐时开启上游闸门，同时开启声波驱鱼装置和水下驱鱼灯，关闭闸室内的水流发生装置和水下集鱼灯，驱赶闸室内鱼类出闸室，游向上游；

最后关闭上游闸门，开启下游闸门放空闸室与下游水位平齐，通过船闸完成一次过鱼。

当船闸为多级时，照搬重复上述步骤即可，即下一级船闸上游闸门打开相当于上一级船闸下游闸门打开，一直到最上游闸门关闭，最下游闸门开启与下游水位平齐时，结束一个过鱼过程。

Claims (7)

1.一种利用船闸实现过鱼的装置，其特征在于：包括在船闸的上游、闸室侧壁及下游设置的多个水流发生装置（1），船闸下游闸门的下游侧也设有水流发生装置（1），在闸室内的两侧壁上设有水下集鱼灯（2），上游闸门靠近闸室侧设有水下驱鱼灯（3），闸室的底部设有声波驱鱼装置（4）。

2.根据权利要求1所述的利用船闸实现过鱼的装置，其特征在于：该装置还包括在船闸的下游布置的电栅（5），所述的电栅（5）布置在船闸闸室下游的一侧或者两侧。

3.根据权利要求1所述的利用船闸实现过鱼的装置，其特征在于：所述的船闸的闸室侧壁设有系船柱，水下集鱼灯（2）设置在系船柱的下端。

4.根据权利要求1所述的利用船闸实现过鱼的装置，其特征在于：所述的相邻两水流发生装置（1）之间的距离≤水流发生装置的作用距离；相邻两水下集鱼灯间的距离≤其照射距离；相邻两声波驱鱼装置的距离≤声波驱鱼装置的作用距离。

5.根据权利要求1-4之一所述的利用船闸实现过鱼的装置，其特征在于：所述的船闸为多级时，闸室内的结构设置不变，船闸的上游及下游的设置不变。

6.根据权利要求1-4之一所述的利用船闸实现过鱼的装置，其特征在于：所述的水流发生装置（1）为利用水泵产生喷射水流的装置，通过水流流速对鱼类产生诱导，使其向水流发生装置聚集。

7.采用权利要求1-6之一所述的装置进行过鱼的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）船闸的闸门均关闭，开启船闸下游的水流发生装置，通过水流将鱼类诱导致下游闸门前；

2）开启船闸的下游闸门，同时开始闸室内的水流发生装置和水下集鱼灯，引导鱼类向闸室内游动聚集； 

3）关闭下游闸门，向闸室内充水，此时水下集鱼灯随着系船柱的上升而上升；待闸室内水位与上游平齐时开启上游闸门，同时开启声波驱鱼装置和水下驱鱼灯，关闭闸室内的水流发生装置和水下集鱼灯，驱赶闸室内鱼类出闸室，游向上游；

最后关闭上游闸门，开启下游闸门放空闸室与下游水位平齐，通过船闸完成一次过鱼。

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