CN105386427B - 鱼道补水诱鱼系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鱼道补水诱鱼系统，属于鱼道领域，提供一种既不损失发电水量又不采用抽水补水方式，同时诱鱼效果较好的鱼道补水诱鱼系统，包括鱼道，还包括多跟补水管，所述多跟补水管沿鱼道的流向间隔设置，并且每根补水管包括进水端和出水端，所述进水端和出水端分别与鱼道连通；每根补水管的进水端沿着鱼道流向方向位于其出水端的上游，并且在竖直方向上每根补水管的进水端高于其出水端。通过多根补水管，可在鱼道沿程方向上形成多个沿程补水点，可使鱼类在鱼道的沿程持续受到诱导上溯，提高诱鱼效果；同时每根补水管直接从鱼道内取水，然后又返回至鱼道内，因此不会对鱼道内水流速度造成较大影响，确保诱鱼效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及鱼道领域，尤其涉及一种鱼道补水诱鱼系统。
背景技术
世界各国兴建水利设施的过程中，都会遇到大坝阻断鱼类洄游通道，影响鱼类资源的问题。为解决这一问题，一般在坝上修建过鱼建筑物，其中仿自然通道和鱼道应用最广泛。
鱼道设计中，鱼道进出口运行水位、鱼道流速、鱼道池室结构、池间落差及纵坡、鱼道诱鱼系统为鱼道设计关键技术。在目前的实际工程上，鱼道通常采用补水诱鱼、超声波诱鱼、光电诱鱼等措施。其中补水诱鱼最为常见，通常在鱼道进口采用集中补水方式，通过控制鱼道进口处的水流速度，以达到诱使鱼类进入鱼道的目的。
在申请号为201210258976.X的发明专利申请文献中提到通过鱼道进口设置补水系统，实现诱使鱼类进入鱼道的目的。但是，此专利中的补水系统仅仅针对鱼道的进口，鱼类一旦进入鱼道后，沿着鱼道的沿程方向并没有继续进行补水，因此鱼类持续上溯的效果将大打折扣。
另外，传统的沿程补水方式中有出现过采用泄放上游发电库水或采用抽取下游尾水至鱼道沿程进行补水；然而采用泄放上游发电库水方式将造成发电水量的损失，采用抽取下游尾水则需要外设水泵，同时造成能耗增加。另外，上述两种传统的沿程补水方式，都会造成沿鱼道流向方向上流速不统一的情况，既越到下游，流速越大的情况；因此均不利于控制鱼道内的流速情况，对鱼类的诱导上溯也会遭成一定影响，诱鱼效果不佳。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种既不损失发电水量又不采用抽水补水方式，同时诱鱼效果较好的鱼道补水诱鱼系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：鱼道补水诱鱼系统，包括鱼道，还包括多跟补水管，所述多跟补水管沿鱼道的流向间隔设置，并且每根补水管包括进水端和出水端，所述进水端和出水端分别与鱼道连通；每根补水管的进水端沿着鱼道流向方向位于其出水端的上游，并且在竖直方向上每根补水管的进水端不低于其出水端。
进一步的是：在每根补水管的进水端处，进水端低于鱼道内水流的液面高度，并且在每根补水管的出水端处，出水端高于鱼道内水流的液面高度。
进一步的是：在每根补水管的出水端处，出水端高出鱼道内水流的液面40cm以上。
进一步的是：所述鱼道沿着鱼道流向具有一定的倾斜度，所述补水管水平设置。
进一步的是：所述鱼道包括两侧的侧墙和底部的底板；所述补水管埋设在其中一侧或两侧的侧墙内。
进一步的是：所述鱼道还包括多个隔墙，所述多个隔墙将鱼道沿着鱼道流向分割成多个鱼室；在每个隔墙上设置有过鱼缝。
进一步的是：所述过鱼缝的中心线与鱼道的中心线的夹角θ为45°。
进一步的是：补水管的进水端从侧墙的内侧壁穿出后与鱼道连通；补水管的出水端从其中一个隔墙上穿出后与鱼道连通，并且出水端与过鱼缝相对应。
进一步的是：过鱼缝的上游端和下游端均设置为道圆弧导流结构。
本发明的有益效果是：通过沿着鱼道流向方向上设置多根补水管，通过每根补水管，可在鱼道沿程方向上形成多个沿程补水点，可使鱼类在鱼道的沿程持续受到诱导上溯，提高诱鱼效果；同时每根补水管通过进水端从鱼道内取水，然后又通过出水端返回至下游的鱼道内，因此不会对鱼道内水流速度造成较大影响，确保诱鱼效果较好；而且，补水管利用鱼道倾斜设置的结构，利用自然水压进行补水，无需外设水泵，还可节约能耗。另外，通过设置出水端高出鱼道内水流的液面40cm以上，这样从出水端流出的水将形成局部“跌水瀑布”，更有利于提高诱鱼效果。
附图说明
图1为一段本发明所述的鱼道的俯视图；
图2为图1侧视图；
图3为图1中局部区域A的放大示意图；
图4为图2中局部区域B的放大示意图；
图中标记为：鱼道1、鱼室11、补水管2、进水端21、出水端22、侧墙3、底板4、隔墙5、过鱼缝6、过鱼缝的中心线与鱼道的中心线的夹角θ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图4中所示，本发明所述的鱼道补水诱鱼系统，包括鱼道1，还包括多跟补水管2，所述多跟补水管2沿鱼道1的流向间隔设置，并且每根补水管2包括进水端21和出水端22，所述进水端21和出水端22分别与鱼道1连通；每根补水管2的进水端21沿着鱼道流向方向位于其出水端22的上游，并且在竖直方向上每根补水管2的进水端21不低于其出水端22。
其中，每根补水管2的作用是通过其位于上游的进水端21进水，然后在位于下游的出水端22出水，以此形成相应的补水点；而通过沿着鱼道流向方向间隔设置多根补水管2，这样既可在鱼道流向方向上形成多个补水点，以此实现在鱼道的整个沿程都具有较好的诱鱼效果，确保鱼类持续上溯，直到上溯成功。而多跟补水管2沿鱼道1的流向间隔设置，具体可参照图1和图2中所示，每根补水管2可设置较长距离，并且多跟补水管可有部分重叠。
在正常情况下，要求在每根补水管2的进水端21处，进水端21低于鱼道1内水流的液面高度，这样才能保证鱼道内的水流能顺利进入补水管2中。另外，可在每根补水管2的出水端22处，出水端22高于鱼道1内水流的液面高度；并且可进一步优选出水端22高出鱼道1内水流的液面40cm以上；这样从出水端流出的水将形成局部“跌水瀑布”，更有利于提高诱鱼效果。
通常情况下，所述鱼道1沿着鱼道流向具有一定的倾斜度，这样才能保证鱼类可顺序上溯；在这种情况下，可将所述补水管2水平设置，具体如图2和图4中所示，这样通过补水管2沿着鱼道流向的布置，可自然形成进水端21距离底板4的高度小于出水端22距离底板4的高度，并且二者的高度差可跟进鱼道的坡度以及每根补水管2的长度来确定。
本发明中鱼道1可采用各种形式，通常包括两侧的侧墙3和底部的底板4；所述补水管2埋设在其中一侧或两侧的侧墙3内。如图1中所示，既是将补水管2埋设在两侧的侧墙3中，并且两侧的补水管2也是沿着鱼道流向彼此错开设置的。
另外，鱼道1还可设置多个隔墙5，所述多个隔墙5将鱼道1沿着鱼道流向分割成多个鱼室11；在每个隔墙5上设置有过鱼缝6。过鱼缝6的作用是供鱼类从一个鱼室11上溯到上一个鱼室11内，这样鱼类在每个鱼室11内可得到一定的缓冲停顿；提高鱼类上溯的成功率。而为使水流平顺的经过过鱼缝6，以及使鱼类也能平顺通过过鱼缝6，可将过鱼缝6的上游端和下游端均设置为道圆弧导流结构。而为了抵消通过过鱼缝6后水流的冲击作用，可进一步将过鱼缝6的中心线与鱼道1的中心线的夹角θ为45°；具体如图3中所示结构。
为了使从补水管2的出水端22流出的水能最大限度的吸引鱼类上溯，在上述设置有隔板5以及过鱼缝6的情况下，进一步优选将补水管2的出水端22从其中一个隔墙5上穿出后与鱼道1连通，并且出水端22与过鱼缝6相对应；这样鱼类受到从过鱼缝6处流出的补水的引诱，将朝向过鱼缝6处游动，进而达到上溯的效果。当然，至于补水管2的进水端21则没有要求，通常只需要从侧墙3的内侧壁穿出后与鱼道1连通即可。
下面为藏木水电站的具体鱼道设计例
鱼道1流量设计为0.27m3/s～0.74m3/s，全长3621.338m，底板坡度i＝0.02，鱼道1内的鱼室11长3.0m，宽2.4m，高3.5m，过鱼缝6宽0.3m，过鱼缝6与鱼道1中心线夹角45°，为使水流平顺进入过鱼缝6，过鱼缝6的上游端和下游端均设置为道圆弧导流结构。鱼道整体及鱼室11采用钢筋混凝土结构，侧墙3以及底板4的混凝土厚0.6m，隔板5厚0.3m。鱼道1内水深1.0m～2.7m。
在鱼道1两侧侧墙3内各布置有直径为20cm的补水管2，补水管2的进水端21在鱼道1内取水，出水端22出水，并在出水端处形成“跌水瀑布”，诱使鱼类上溯。每根补水管2长67.5m，水平布置；补水管2的进水端21从侧墙3的内侧壁穿出后与鱼道1连通，且距鱼道底板高1.5m，其出水端22从其中一个隔墙5上穿出后与鱼道1连通，并且出水端22与过鱼缝6相对应，且距鱼道底板高2.85m。
对上述藏木水电站的鱼道系统进行实验，得到如下表1中所示数据：
表1 进水端水头与补水管水头损失、补水管出水端距水面高度
从上述藏木水电站的鱼道系统中可以看出补水管引用鱼道1内的水流量相对鱼道1整体的水流量较小，因此不影响鱼道过鱼。而且，补水管2本身就取自鱼道内的水，因此在鱼道1内沿鱼道沿程的水流量波动很小，基本不会对鱼类上溯造成影响。
另外，需要说明通常在相同进水端水头情况下，通过增大补水管2的直径，可增大补水管2的流量，并减小补水管水头损失，进而提高诱鱼效果。当然，相应的实际工程中可根据鱼道侧墙3的厚度和鱼道流量选择不同的补水管直径。
综上，本发明所述的技术方案，不损失发电水量，不采用抽水补水，只利用鱼道自身流量，通过在鱼道沿程方向上形成多个补水点，可诱使鱼类在鱼道内持续上溯，提高鱼类上溯成功率；另外通过设置相应的出水端22高出鱼道1内水流的液面40cm以上，可在出水端22处形成“跌水瀑布”，使诱鱼效果更佳。
Claims (9)
1.鱼道补水诱鱼系统，包括鱼道(1)，其特征在于：还包括多跟补水管(2)，所述多跟补水管(2)沿鱼道(1)的流向间隔设置，并且每根补水管(2)包括进水端(21)和出水端(22)，所述进水端(21)和出水端(22)分别与鱼道(1)连通；每根补水管(2)的进水端(21)沿着鱼道流向方向位于其出水端(22)的上游，并且在竖直方向上每根补水管(2)的进水端(21)不低于其出水端(22)；所述鱼道(1)沿着鱼道流向具有一定的倾斜度；在每根补水管(2)的进水端(21)处，进水端(21)低于鱼道(1)内水流的液面高度。
2.如权利要求1所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：在每根补水管(2)的出水端(22)处，出水端(22)高于鱼道(1)内水流的液面高度。
3.如权利要求2所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：在每根补水管(2)的出水端(22)处，出水端(22)高出鱼道(1)内水流的液面40cm以上。
4.如权利要求1所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：所述补水管(2)水平设置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：所述鱼道(1)包括两侧的侧墙(3)和底部的底板(4)；所述补水管(2)埋设在其中一侧或两侧的侧墙(3)内。
6.如权利要求5所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：所述鱼道(1)还包括多个隔墙(5)，所述多个隔墙(5)将鱼道(1)沿着鱼道流向分割成多个鱼室(11)；在每个隔墙(5)上设置有过鱼缝(6)。
7.如权利要求6所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：所述过鱼缝(6)的中心线与鱼道(1)的中心线的夹角θ为45°。
8.如权利要求6所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：补水管(2)的进水端(21)从侧墙(3)的内侧壁穿出后与鱼道(1)连通；补水管(2)的出水端(22)从其中一个隔墙(5)上穿出后与鱼道(1)连通，并且出水端(22)与过鱼缝(6)相对应。
9.如权利要求6所述的鱼道补水诱鱼系统，其特征在于：过鱼缝(6)的上游端和下游端均设置为道圆弧导流结构。
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