CN104514215A - 过鱼式船闸的拦鱼系统及拦鱼方法 - Google Patents

过鱼式船闸的拦鱼系统及拦鱼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了过鱼式船闸的拦鱼系统，包括拦鱼栅和拦鱼网，所述的拦鱼栅安装在拦鱼栅升降机上，拦鱼栅升降机的两端安装在船闸闸室左侧墙和船闸闸室右侧墙上；所述的拦鱼网有一端安装在拦鱼网升降机上，另一端安装在上闸首帷墙顶部。在通航河流已建拦河工程的船闸和新建拦河工程的船闸上，采用本过鱼式船闸过鱼式船闸的拦鱼系统，可大大节省修建过鱼设施的工程投资，促使船闸内的洄游鱼群通过上闸首人字门进入上游水域，同时保证河道的生态平衡。

Description

过鱼式船闸的拦鱼系统及拦鱼方法
技术领域
本发明涉及水利工程和环保工程领域，更具体地说它是一种过鱼式船闸的拦鱼系统，本发明还涉及采用这种过鱼式船闸的拦鱼系统的拦鱼方法，它可促使船闸内的洄游鱼群通过上闸首人字门进入上游水域。
背景技术
在天然河流上修筑拦河大坝，阻断了该天然河流中鱼类的洄游通道。国内外对此采取的补救措施主要为三类：一是修建过鱼设施，主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等；二是在该河道中修建人工模拟产卵场；三是进行增殖放流。
现有的鱼类补救措施均具有一定的效果，却各存利弊。船闸是拦河工程(通航河流)的重要组成部分，同时也是大坝上下游水体交换的重要通道。船闸运行过程中，闸室水位通过充水、泄水来改变；交替开关上下游的人字门实现船舶进出船闸闸室，完成船只上行或者下行。但是，由于船闸本身保证船舶过坝为目的，水力学性质不适合洄游鱼群上溯。因此，工程规划、设计中，一般不将船闸作为洄游性鱼类的上溯通道。
但是，实际船闸检修时，多地的船闸闸室内有发现相当数量的野生鱼类。所发现的野生鱼类种类较多，数量较大。因此，将船闸作为洄游鱼类通行的通道是具有一定可行性的。
如何将现有的船闸设计进行修改，促使船闸内的洄游鱼群通过上闸首是一项难题。此方案可以解决该生态问题，相对的投资和运营成本也不会过高。
发明内容
本发明的第一目的就是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种新型的过鱼式船闸的拦鱼系统，促使船闸内的洄游鱼群通过上闸首人字门进入上游水域。
本发明的第二目的在于提供一种采用过鱼式船闸的拦鱼系统的拦鱼方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：过鱼式船闸的拦鱼系统，位于船闸内，包括拦鱼栅和拦鱼网，所述的拦鱼栅安装在拦鱼栅升降机上，拦鱼栅升降机的两端安装在船闸闸室左侧墙和船闸闸室右侧墙上；所述的拦鱼网有一端安装在拦鱼网升降机上，另一端安装在上闸首帷墙顶部。
在上述技术方案中，所述的拦鱼网为矩形，两侧边分别靠近船闸闸室左侧墙和船闸闸室右侧墙。
在上述技术方案中，所述的拦鱼栅为拦鱼电栅或者声波拦鱼栅。
利用所述的过鱼式船闸的拦鱼系统的拦鱼方法，包括如下步骤：
步骤一：船闸充水过程中，船闸闸室内水位开始上升后，启动拦鱼栅，然后启动拦鱼网升降机和拦鱼栅升降机，控制拦鱼栅和拦鱼网随船闸闸室内水位同步升高；
步骤二：在上闸首人字门开启至0.5开度时，开始降下拦鱼栅和拦鱼网；
步骤三：当船闸闸室内船舶开始启动出闸时，关闭拦鱼栅；
步骤四：拦鱼栅及拦鱼网继续下降至船闸闸室底板上方的初始位置，完成一次拦鱼过程。
与传统的方法相比，本发明的优点在于：
本发明的过鱼式船闸的拦鱼系统，设置在过鱼式船闸上，保证船闸内的洄游鱼群通过上闸首人字门进入上游水域。本发明的同样可以适用于类似的鱼闸上，保证鱼道内的洄游鱼群完全通过鱼闸。
附图说明
图1是本发明过鱼式船闸的拦鱼系统的整体结构示意图。
图2是本发明过鱼式船闸的拦鱼系统安装位置结构示意图。
图3是本发明过鱼式船闸的拦鱼系统的结构示意图。
图4是本发明过鱼式船闸的拦鱼系统的平面示意图。
图5是本发明过鱼式船闸的拦鱼系统的控制流程图。
图中1-泄水横廊道，2-泄水横廊道侧出水孔，3-下游引航道，3.1-下游引航道泄水段，4-船闸泄水廊道，5-船闸泄水廊道阀门，6-集鱼补水廊道，7-集鱼补水支廊道，8-集鱼补水支廊道出水孔，9-下闸首，10-下闸首人字门，11-船闸闸室，12-船闸闸室底板，13a-船闸闸室左侧墙，13b-船闸闸室右侧墙，14-诱鱼补水廊道，15-诱鱼补水支廊道，16-诱鱼补水支廊道出水孔，17-拦鱼栅，18-拦鱼栅升降机，19-拦鱼网，20-拦鱼网升降机，21-上闸首，22-上闸首帷墙，23-上闸首帷墙补水孔，24-上闸首补水室，25-上闸首补水廊道，26-上闸首补水廊道控制室，27-上闸首补水廊道阀门，28-上闸首人字门，29-集鱼补水廊道阀门，30-诱鱼补水廊道阀门，31-船闸充水廊道，32-上游引航道。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过和具体实施对本发明作进一步的详细描述。
本发明所述的过鱼式船闸，利用船闸本身作为上下游水体的交流通道，在船舶过坝的同时过鱼。
2009年6月～2012年3月间，中华鲟研究所在三峡船闸和葛洲坝船闸检修期间，对船闸内发现的所有鱼类进行了调查统计，并对葛洲坝下游庙嘴江段、三峡—葛洲坝两坝间水域进行了鱼类资源调查。
三峡南线船闸3闸室调查采集到鱼类11种，分别为：鳊、餐、瓦氏黄颡鱼、贝氏餐、鲫、翘嘴鲌、草鱼、团头鲂、吻鮈、银鮈及紫薄鳅，共823尾。上述11种鱼中，中上水层分布的4种，中下水层分布的3种，底层分布的4种；栖息环境喜流水分布的3种，喜缓流水域分布的8种。
葛洲坝船闸闸室调查采集到鱼类14种，分别为鳊、贝氏餐、短颌鲚、紫薄鳅、鲫、凹尾拟鲿、瓦氏黄颡鱼、蛇鮈、大银鱼、鲤、铜鱼、双斑副沙鳅、光泽黄颡鱼及鰟鮍属鱼类1种，共184尾。14种鱼中，中上水层分布的4种，中下水层分布的3种，底层分布的7种；栖息环境喜流水分布的6种，喜缓流及静水环境分布的8种。
此次调查所采集的鱼类资源调查结果表明，多种鱼类能够进入三峡及葛洲坝船闸。由此可见，我们可以利用现有船闸进行改造，然后加以辅助设施，诱导洄游鱼类通过船闸，进入上游水域。
参阅附图可知：过鱼式船闸的设施包括：集鱼诱鱼系统和拦鱼赶鱼系统。拦鱼系统包括拦鱼栅17和拦鱼网19。
如图1所示，集鱼诱鱼系统中泄水横廊道1上的泄水横廊道侧出水孔2流出的水流在下游引航道3内诱导洄游鱼群进入下游引航道3。集鱼补水廊道系统中，集鱼补水支廊道出水孔8流出的诱导水流引诱洄游鱼群能够顺利从下游引航道3中通过下闸首人字门10，进入下闸首9中。诱鱼补水廊道系统中，每个诱鱼补水支廊道15上的诱鱼补水支廊道出水孔16流出的诱导水流引诱洄游鱼群使得洄游鱼群通过下闸首人字门10后，顺利进入船闸闸室11内，并且在船闸闸室11内游向上闸首21。上闸首补水廊道系统中，上闸首帷墙补水孔23流出的诱导水流引诱洄游鱼群在上闸首帷墙22下游侧聚集。
如图1～4所示，船闸闸室11内，上闸首帷墙22的下游侧安装有拦鱼赶鱼系统，包括拦鱼栅17、拦鱼栅升降机18、拦鱼网19和拦鱼网升降机20。所述的拦鱼栅17安装在拦鱼栅升降机18上。所述的拦鱼网19的一端安装在拦鱼网升降机20上。
本实施例中所选择的拦鱼栅17为拦鱼电栅，电磁影响范围在5～10米。因此将拦鱼栅升降机18安装在上闸首帷墙22下游侧10～20米处，在船闸闸室左侧墙13a和船闸闸室右侧墙13b上对称安装。
此外，还可以采用声波拦鱼栅，同理，依据其影响范围确定设置在船闸闸室11的位置和拦鱼网19的大小。
拦鱼网升降机20安装在靠近拦鱼栅升降机18的上游侧。拦鱼网19为矩形，上游侧边水平固定在上闸首帷墙22顶部沿程，下游侧的两个顶点分别安装在拦鱼网升降机20上。所述的拦鱼网19的左右侧边分别贴近船闸闸室左侧墙13a和船闸闸室右侧墙13b。
如图5所示流程图，本发明过鱼式船闸的拦鱼系统的拦鱼方法，包括如下步骤：
步骤一：船闸闸室11内水位开始上升后，启动拦鱼栅17，然后启动拦鱼网升降机20和拦鱼栅升降机18，控制二者的升起速度保证拦鱼栅17和拦鱼网19随船闸闸室11内水位同步升高。
依据洄游鱼群聚集情况，启动所述的拦鱼栅17，形成电磁场拦截洄游鱼群，防止洄游鱼群在船闸闸室11水位上升过程中离开上闸首帷墙22附近水域。启动拦鱼栅17的同时，启动拦鱼网升降机20提升拦鱼网19，保证洄游鱼群聚集在上闸首帷墙22和拦鱼栅17之间及拦鱼网19上方区域。
在开启上闸首人字门28之前，将所述的拦鱼栅17和拦鱼网19升起至水面，引导洄游鱼群垂直上游越过上闸首帷墙22顶部。
船闸闸室11充水结束后开启上闸首人字门28，利用船闸充水末期形成惯性水头差在所述的上闸首人字门28中形成竖缝水流，诱导洄游鱼群随着所述的水流进入上游引航道32内。
步骤二：在上闸首人字门28开启至0.5开度时，开始降下拦鱼栅17和拦鱼网19。
为了保证船舶的过闸时间，在上闸首人字门28开启至0.5开度后开始降下拦鱼栅17和拦鱼网19。依据上闸首人字门28的开启时间等因素确定此处的上闸首人字门28的开度上。
当上闸首人字门28完全开启后，拦鱼栅17和拦鱼网19的顶部必须位于最小通航水深以下，或低于上闸首21槛顶高程。
当上闸首人字门28完全开启后，船闸闸室11内的船舶准备通过上闸首人字门28向上游河道行驶。因此，此时的拦鱼栅17和拦鱼网19的顶部必须下降到最小通航水深以下或低于上闸首21槛顶高程(即低于上闸首21底板顶部的水平高度)。
步骤三：当船闸闸室11内船舶开始启动出闸时，关闭拦鱼栅17。
步骤四：在船舶出闸过程中，拦鱼栅17及拦鱼网19继续下降至船闸闸室底板12上方的初始位置。
以上步骤为一次完整的拦鱼过程，利用本发明设计的过鱼式船闸的拦鱼系统，在船舶过坝的同时可以将船闸内的鱼群一并过坝。
本发明过鱼式船闸的拦鱼系统的拦鱼原理为：
假定某上溯鱼群M能够循着引诱水流，向来水方向迅速无碍的在本发明的设施中向上游迁移。
上溯鱼群M受到泄水横廊道侧出水孔2流出的水流吸引，进入下游引航道3入口端内。随后，上溯鱼群M在泄水横廊道1附近聚集。
如果集鱼补水廊道阀门29处于关闭状态，即集鱼补水支廊道出水孔8中无水流流出，上溯鱼群M聚集在泄水横廊道1附近。如果集鱼补水廊道阀门29处于开启状态，即集鱼补水支廊道出水孔8中有水流流出，上溯鱼群M受到水流吸引随聚集到下闸首人字门10附近水域。
此时，诱鱼补水廊道阀门30处于开启状态，诱鱼补水支廊道出水孔16有水流流出，上溯鱼群M受其影响进入船闸闸室11并到达上闸首帷墙22附近。
此时，上闸首补水廊道阀门27处于开启状态，上闸首帷墙补水孔23有水流流出，上溯鱼群M受其影响聚集在拦鱼栅17的上游侧及拦鱼网19的上方。
待上闸首人字门28开启时，上溯鱼群M早于上行船舶通过上闸首人字门28进入上游水域中。
本发明过鱼式船闸的拦鱼系统，设置在过鱼式船闸上，保证船闸内的洄游鱼群能通过船闸而进入上游水域。本发明的同样可以适用于类似的鱼闸上，保证鱼道内的洄游鱼群完全通过鱼闸。
其他未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.过鱼式船闸的拦鱼系统，其特征在于：它位于船闸内，包括拦鱼栅(17)和拦鱼网(19)，所述的拦鱼栅(17)安装在拦鱼栅升降机(18)上，拦鱼栅升降机(18)的两端安装在船闸闸室左侧墙(13a)和船闸闸室右侧墙(13b)上；所述的拦鱼网(19)有一端安装在拦鱼网升降机(20)上，另一端安装在上闸首帷墙(22)顶部。
2.根据权利要求1所述的过鱼式船闸的拦鱼系统，其特征在于：所述的拦鱼网(19)为矩形，两侧边分别靠近船闸闸室左侧墙(13a)和船闸闸室右侧墙(13b)。
3.根据权利要求1或2所述的过鱼式船闸的拦鱼系统，其特征在于：所述的拦鱼栅(17)为拦鱼电栅或者声波拦鱼栅。
4.上述根据权利要求2所述的过鱼式船闸的拦鱼系统的拦鱼方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：船闸充水过程中，船闸闸室(11)内水位开始上升后，启动拦鱼栅(17)，然后启动拦鱼网升降机(20)和拦鱼栅升降机(18)，控制拦鱼栅(17)和拦鱼网(19)随船闸闸室(11)内水位同步升高；
步骤二：在上闸首人字门(28)开启至0.5开度时，开始降下拦鱼栅(17)和拦鱼网(19)；
步骤三：当船闸闸室(11)内船舶开始启动出闸时，关闭拦鱼栅(17)；
步骤四：拦鱼栅(17)及拦鱼网(19)继续下降至船闸闸室底板(12)上方的初始位置，完成一次拦鱼过程。
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