CN109736253B - 一种利用尾水集鱼的集鱼箱及其集鱼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用尾水集鱼的集鱼箱。它包括框架和设于所述框架上的格栅；框架包括集鱼框架和导向装置，所述导向装置设于所述集鱼框架上；所述集鱼框架包括集鱼部分框架和存水部分框架，所述存水部分框架设于集鱼部分框架下端；所述集鱼框架上设有进鱼口。本发明具有提高集鱼效率，更好地保护鱼类的优点。本发明还公开了所述的利用尾水集鱼的集鱼箱的集鱼方法。

Description

一种利用尾水集鱼的集鱼箱及其集鱼方法

技术领域

本发明涉及水利工程和环保工程技术领域，更具体地说它是一种利用尾水集鱼的集鱼箱。本发明还公开了利用尾水集鱼的集鱼箱的集鱼方法。

背景技术

水利水电工程在发挥其防洪、发电、航运等效益的同时，也对生态环境带来不可忽视的影响，尤其是对鱼类洄游通道的阻隔影响，近年来备受关注。过鱼设施作为缓解大坝阻隔效应的鱼类保护措施在国际上采用已有300多年，能够起到恢复鱼类洄游通道和沟通上下游鱼类交流的作用。过鱼设施的主要类型包括鱼道、升鱼机、鱼闸和集运鱼系统等。其中集运鱼系统由于布置灵活、过坝简便、不受坝高限制、节省鱼类体力、投资较小等，适用于高坝工程采用，近年来发展迅速。

目前，过鱼设施集鱼方式一般有几种，对于鱼道而言，鱼道进口布置在河岸边，通过鱼道下泄水流或补水进行诱鱼，升鱼机和鱼道一样，一般通过补水诱鱼，进口位置一般设在岸边。

以上方法存在以下弊端：

1)过鱼设施进口布置在岸边或大坝中某一位置，但由于其下泄流量远远低于发电尾水流量，大部分鱼类会仍会被发电尾水吸引，沿尾水主流上溯，聚集并滞留在尾水管(洞)附近，造成过鱼设施进口集鱼效率低下；

2)为提高过鱼设施进口诱鱼效率，部分过鱼设施在进鱼口进行补水以增大诱鱼流量，由于补水流量有限，也难以和发电尾水竞争，另外，补水一般来自上游库区或者修建泵站供水，进行补水时会消耗流量或增加能耗，对工程发电效益影响较大；

3)过鱼设施进鱼口高程固定，难以适用于栖息在不同水层的鱼类。

现有申请号为：201711383215.6，专利名称为《一种可适应水位变幅的集运鱼系统》和申请号为：201810150802.9，专利名称为《一种升鱼机集鱼系统装置》均公开了包括补水系统、集鱼系统、升降转移系统的集运鱼装置系统，集鱼箱设置于集鱼廊道首部并安装在升降系统上，根据鱼类监测器观测到的鱼群特征与水位流量变化自动优化调节进鱼口阀门和补水阀门的开度，满足不同种类鱼群在不同位置的适宜水力条件；但其是利用水泵等补水设施抽取水源进行诱鱼，一是流量有限，诱鱼效率较低；二是水泵抽水能耗较大，对工程发电效益影响较大；三是集鱼通道进鱼口高程固定，不能适用于栖息在不同水层的鱼类，集鱼种类受到限制；四是具有拖曳格栅下放、拖曳格栅平移等较多的机械设备及机械操作，机构及操作较为复杂。

现有申请号为201711278801.4，专利名称为《综合性集运鱼平台及解决水电站阻碍鱼类上溯的方法》公开了在尾水下游鱼类上溯到达的最前沿位置下游区域新建集诱鱼通道，并在通道内增设相关集诱鱼措施、观测设备以及提升转运设置，实现坝下鱼类诱集、观测和转运等目的的综合性集运鱼平台及解决水电站阻碍鱼类上溯的方法；其通过水泵组泵送一定流量的水体，经布设在通道两侧与预埋在底部的管道出水，形成针对不同过鱼目标的喜好流速分布来诱集鱼类，但其利用水泵人工造流以吸引鱼类，具有如下不足：①流量有限，诱鱼效率低；②水泵抽水能耗较多较大；③水泵可能产生振动和噪声，影响诱鱼效果；另外，该申请仅公开了通过人造水流及拦鱼网或相关辅助手段将鱼类驱赶或诱集至集鱼箱内，但没有具体公开其设备及操作流程，实际上操作难度极大，并可能带来对鱼类的损伤。

另外，其公开了集鱼通道内可通过人造水留，将通道内鱼类诱集至集鱼箱内，也可以通过拦鱼网或相关辅助手段，将鱼类驱赶或诱集至集鱼箱内；但其集鱼箱设于集鱼通道的阶梯上，集鱼期间，集鱼箱一侧箱门向上提升开启，当箱内诱集一定数量鱼类后，放下开启的箱门，防止集鱼箱内鱼类逃逸，增设集鱼通道，耗时耗力，对工程发电效益影响较大。

现有申请号为：201720271676.3，专利名称为《一种基于流场制造的高坝诱鱼集鱼装置》公开了一种容纳被吸引的鱼类的诱鱼集鱼箱，诱鱼集鱼箱端部连接有方便鱼类进入诱鱼集鱼箱中并参与诱鱼流场的构造驼峰型溢流堰的高坝诱鱼集鱼装置；其同构水泵和溢流堰制造“喜鱼流场”，并将LED灯带和小型音箱安装于装置中制造光照和声音，综合流场、光照、声音；

但其由于其利用潜水泵造流，辅之以灯光吸引鱼类，仍存在以下不足：①通过潜水泵造流诱鱼其流量极为有限，诱鱼效率低；②水泵抽水能耗较多较大，作业成本高；③水泵可能产生振动和噪声，影响诱鱼效果；④不同鱼类对灯光、声波等具有不同趋避反应，尚未证明对鱼类有普适的诱集作用，因此除水流诱鱼之外的其它措施的有效性及可行性尚无法印证。

因此，如何使过鱼设施集鱼系统工作更为高效，更好发挥过鱼设施的作用是一个亟待解决的技术性难题。

发明内容

本发明的第一目的是为了提供一种利用尾水集鱼的集鱼箱，能够灵活调整工作深度，对不同水层的鱼类进行收集，提高集鱼效率，更好地保护鱼类。

本发明的第二目的是为了提供所述的利用尾水集鱼的集鱼箱的集鱼方法，利用鱼类的趋流特性，在鱼类的最密集区域进行集鱼，能够极大提高集鱼效率；不需要额外补水，节省工程运行成本。

为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：包括框架和设于所述框架上的格栅；框架包括集鱼框架和导向装置，所述导向装置分别设于所述集鱼框架两侧；所述集鱼框架包括集鱼部分框架和存水部分框架，所述存水部分框架设于集鱼部分框架下端；所述集鱼框架上设有进鱼口。

在上述技术方案中，至少为横置结构和纵置结构中的一种；有防逃喇叭口一端设于所述集鱼部分框架上、另一端向所述集鱼部分框架内部延伸形成横截面逐渐缩小的防逃口结构，所述进鱼口设于所述防逃口结构上。

在上述技术方案中，所述集鱼部分框架外周设有所述格栅；所述存水部分框架上设有位于底部的存水部分底板和位于侧方的存水部分侧板；所述存水部分框架与所述存水部分底板、存水部分侧板围成上端开口的方形存水结构。

在上述技术方案中，有挡水板结构设于所述框架内、且位于所述框架进水口侧，所述挡水板结构有一个或多个，所述挡水板结构呈横置和/或纵置。

在上述技术方案中，所述防逃喇叭口有一个或多个，所述进鱼口有一个或多个；有吊耳设于所述格栅上；所述吊耳有多个。

在上述技术方案中，所述导向装置至少为滑块、轨道限位装置、齿轮齿条中的一种或多种。

在上述技术方案中，所述集鱼框架还包括过水部分框架，所述过水部分框架设于间隔设置的二个所述集鱼框架之间，或设于所述集鱼框架内和/或位于间隔设置的二个所述进鱼口之间。

在上述技术方案中，所述过水部分框架上端设有所述存水部分框架和/或所述格栅和/或所述存水部分底板。

在上述技术方案中，有连接通道设于相邻设置的二个所述存水部分框架之间。

为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：所述的利用尾水集鱼的集鱼箱的集鱼方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将集鱼箱连接于提升机构上，提升机构与所述集鱼箱上的导向装置连接，提升机构通过导向装置将集鱼箱下放至尾水管或尾水洞内或外侧的适合水深处；集鱼箱置于尾水洞/管内或外侧，尾水部分或全部从集鱼箱后侧流向进鱼口侧，集鱼箱可横向或纵向置于尾水洞/管内；

步骤二：当电站发电时，发电尾水从集鱼箱进水口侧流入、从集鱼箱出水口侧流出，形成诱鱼水流，鱼类在诱鱼水流的吸引下沿进鱼口进入集鱼箱中；

步骤三：当集鱼箱工作一段时间并收集到一定数量的鱼类后，提升机构通过导向装置将集鱼箱提升至可操作的高程，此过程中，鱼类可在集鱼箱箱体内的方形存水结构和集鱼结构中健康存活；完成提升后，再进行包括鱼类的收集、转运的后续工作流程。

本发明具有如下优点：

(1)本发明最大程度利用厂房发电尾水进行诱鱼，流量大，集鱼效率高；本发明利用鱼类的趋流特性，在鱼类的最密集区域进行集鱼，能够极大提高集鱼效率(本发明的诱鱼水量大，一般可达到常规升鱼机诱鱼流量的百倍以上)；克服了现有技术进鱼口诱鱼水流较小，无法和电站尾水竞争，大部分鱼类聚集至电站尾水处，造成过鱼设施集鱼效率低下的缺点；

(2)本发明不需要额外补水，避免了从坝上引水或修建泵站引水，极大节省了工程运行成本(普通升鱼机建造成本约2000～4000万元，本发明成本约1000万元)；克服了现有技术过鱼设施补水量大、运行成本高的缺点(本发明利用发电尾水诱鱼，不消耗水量和电力，运行成本较低；而现有技术升鱼机一般靠上游引水或水泵补水，按照平均2.0m³/s的补水量计算，每日消耗水量约17.3万吨，耗电量约1.5万度电，运行成本较高)；

(3)本发明能将鱼类安全转移，避免鱼类由于长时间困在尾水门槽等湍流水域而产生受伤及被渔民捕捞的风险；

(4)本发明能够灵活调整工作深度，对不同水层的鱼类进行收集；克服了现有技术进鱼口深度固定，难以兼顾表层及底层鱼类的缺点。

(5)本发明具有一个或多个进鱼口，在不同电站发电工况下，多个进鱼口形成高低两个诱鱼流速，鱼类可以自由选择其喜好的进鱼口入，因此适合工况范围广。

本发明的水电站厂房尾水集鱼的设施将集鱼箱直接放置在鱼类上溯的最终点(即厂房尾水管或尾水洞处)，利用本发明对河道中洄游鱼类进行采集的方法，能够全新的高效率的采集鱼类；在过鱼设施工程中，采用本发明对鱼类进行收集，可提高集鱼效率，同时避免鱼类长时间在尾水管或尾水洞处逗留甚至受伤，更好的保护鱼类。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图一。

图2为本发明主视结构示意图。

图3为本发明俯视结构示意图。

图4为本发明左视结构示意图。

图5为本发明立体结构示意图二。

图6为图5的后视结构示意图。

图7为本发明工作结构示意图。

图中1-框架,1.1-集鱼框架,1.11-集鱼部分框架,1.111-防逃喇叭口,1.112-进鱼口,1.12-存水部分框架,1.13-吊耳,1.14-过水部分框架,1.15-连接通道,1.2-导向装置,2-格栅,3-存水部分底板,4-存水部分侧板,5-尾水管或尾水洞,6-集鱼箱,7-提升机构，8-挡水板结构，9-尾水管或尾水洞,10-集鱼箱。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：一种利用尾水集鱼的集鱼箱，包括框架1和设于所述框架1上的格栅2；框架1包括集鱼框架1.1和导向装置1.2，所述导向装置1.2分别设于所述集鱼框架1.1两侧；所述集鱼框架1.1包括集鱼部分框架1.11和存水部分框架1.12，所述存水部分框架1.12设于集鱼部分框架1.11下端，使鱼类可在集鱼箱箱体内的存水部分健康存活；所述集鱼框架1.1上设有进鱼口1.112，所述进鱼口1.112面向尾水管或尾水洞9的外侧(如图1、图7所示)，利于鱼类的驱流性，便于鱼类逆流而上通过进鱼口进入集鱼箱。

至少为横置结构和纵置结构中的一种，根据实际情况选择集鱼箱的放置结构，集鱼箱置于尾水洞/管内或外侧时，尾水部分或全部从集鱼箱一侧流向另一侧，提高集鱼效率；有防逃喇叭口1.111一端设于所述集鱼部分框架1.11上、另一端向所述集鱼部分框架1.11内部延伸形成横截面逐渐缩小的防逃口结构，所述进鱼口1.112设于所述防逃口结构上(如图1-图6所示)，防逃喇叭口的作用是形成鱼类易进难出的单向通行结构，使鱼类能够从外侧通过防逃喇叭口进入集鱼箱，同时不容易从集鱼箱内逃逸至集鱼箱外。

所述集鱼部分框架1.11外周设有所述格栅2；所述存水部分框架1.12上设有位于底部的存水部分底板3和位于侧方的存水部分侧板4；所述存水部分框架1.12与所述存水部分底板3、存水部分侧板4围成上端开口的方形存水结构(如图1、图2所示)，防逃喇叭口以及集鱼部分框架的后侧面的格栅为透水式格栅结构，能防止鱼类逃出，又不限制水流在集鱼箱内流动；上端开口的方形存水结构能防止鱼类逃出，又不限制水流在集鱼箱内流动。

有挡水板结构8设于所述框架1内、且位于所述框架1进水口侧，挡水板结构8的形状及大小根据实际需求设定，所述挡水板结构8有一个或多个，所述挡水板结构8呈横置和/或纵置(如图6所示)，其作用是能够阻挡水流，在一定区域内形成缓流区域，满足鱼类的休息需要，避免鱼类长时间游泳产生疲劳。

所述防逃喇叭口1.111有一个或多个，当所述防逃喇叭口1.111有多个时，多个所述防逃喇叭口1.111呈横置和/或纵置，所述进鱼口1.112有一个或多个，每个防逃喇叭口上均设置进鱼口，集鱼框架内设有横梁或纵梁，防逃喇叭口设于集鱼框架的横梁或纵梁上，防逃喇叭口以及集鱼部分框架的后侧面的格栅为透水式格栅结构，均能防止鱼类逃出，又不限制水流在集鱼箱内流动，也能为鱼类提供多个进口；有吊耳1.13设于所述格栅2上端或侧面或底部；所述吊耳1.13有多个(如图1、图2、图3、图5所示，图1为两个间隔设置的集鱼部分框架之间设有过水部分框架；图5为集鱼框架由集鱼部分框架和存水部分框架组成)，便于提升集鱼箱。

所述导向装置1.2至少为滑块、轨道限位装置、齿轮齿条中的一种或多种，能稳固地提升或下放集鱼箱。

所述集鱼框架1.1还包括过水部分框架1.14，所述过水部分框架1.14设于间隔设置的二个所述集鱼框架1.1之间，或设于所述集鱼框架1.1内和/或位于间隔设置的二个所述进鱼口1.112之间，间隔设置的二个所述进鱼口1.112的对向面均设有格栅(如图1、图2所示)，用于集鱼，过水部分框架和格栅方便集鱼箱过水，能防止鱼类逃出，又不限制水流在集鱼箱内流动。

所述过水部分框架1.14上端设有所述存水部分框架1.12和/或所述格栅2和/或所述存水部分底板3(如图1、图2、图3所示)，有助于集鱼箱过水。

有连接通道1.15设于相邻设置的二个所述存水部分框架1.12之间(如图1所示)，能防止鱼类逃出，又不限制水流在集鱼箱内流动，鱼类能在存水部分框架内自由游动。

所述过水部分框架1.14下端设有所述格栅2，方便集鱼箱过水，减小阻力。

格栅的疏密情况根据集鱼目标的体长，体宽，体高等特征参数确定。集鱼箱的框架1为钢架。

参阅附图可知：所述的利用尾水集鱼的集鱼箱的集鱼方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将集鱼箱10连接于提升机构7上，提升机构7与所述集鱼箱10上的导向装置1.2连接，提升机构7通过导向装置1.2将集鱼箱3下放至尾水管或尾水洞9内或外侧的适合水深处；集鱼箱10置于尾水洞/管内或外侧，尾水部分或全部从集鱼箱10后侧(即位于集鱼箱进水口侧)流向进鱼口侧(即位于集鱼箱出水口侧)，集鱼箱10可横向或纵向置于尾水洞/管内(如图1、图7所示)；

步骤二：当电站发电时，发电尾水从集鱼箱10进水口侧流入、从集鱼箱10出水口侧流出，形成诱鱼水流，鱼类在诱鱼水流的吸引下沿进鱼口1.112进入集鱼箱10中(如图7所示)，并寻找到适宜的水流处休息；由于防逃喇叭口具有易进难出的特性，鱼类在集鱼箱中会不断聚集增多；

步骤三：当集鱼箱工作一段时间并收集到一定数量的鱼类后，提升机构7通过导向装置1.2将集鱼箱10提升至可操作的高程，此过程中，鱼类可在集鱼箱10箱体内的方形存水结构和集鱼结构中健康存活；完成提升后，再进行包括鱼类的收集、转运的后续工作流程；所述的集鱼结构为格栅2与所述集鱼部分框架1.11围成的防止鱼类逃跑的、且用于集鱼的结构；所述集鱼结构与所述方形存水结构相连通(如图1、图5所示)。

当不发电时，没有水流通过集鱼箱10，把集鱼箱10放至尾水管或尾水洞内或外侧的适合水深处，有部分鱼类随机进入或者在集鱼箱10箱体内放置诱鱼措施，如诱饵、光等，诱使鱼类进入集鱼箱10。

为了能够更加清楚的说明本发明所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱及其集鱼方法与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本发明所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱及其集鱼方法与现有技术相比，成本较低，集鱼效率较高，能调整工作深度，对不同水层的鱼类进行收集。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (7)

1.一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：包括框架(1)和设于所述框架(1)上的格栅(2)；框架(1)包括集鱼框架(1.1)和导向装置(1.2)，所述导向装置(1.2)分别设于所述集鱼框架(1.1)两侧；所述集鱼框架(1.1)包括集鱼部分框架(1.11)和存水部分框架(1.12)，所述存水部分框架(1.12)设于所述集鱼部分框架(1.11)下端；所述集鱼框架(1.1)上设有进鱼口(1.112)；

集鱼框架(1.1)包括过水部分框架(1.14)，所述过水部分框架(1.14)设于间隔设置的二个所述集鱼框架(1.1)之间，或设于所述集鱼框架(1.1)内和/或位于间隔设置的二个所述进鱼口(1.112)之间；

有防逃喇叭口(1.111)一端设于所述集鱼部分框架(1.11)上、另一端向所述集鱼部分框架(1.11)内部延伸形成横截面逐渐缩小的防逃口结构，所述进鱼口(1.112)设于所述防逃口结构上；

集鱼部分框架(1.11)外周设有所述格栅(2)；所述存水部分框架(1.12)上设有位于底部的存水部分底板(3)和位于侧方的存水部分侧板(4)；所述存水部分框架(1.12)与所述存水部分底板(3)、存水部分侧板(4)围成上端开口的方形存水结构；

有挡水板结构(8)设于所述框架(1)内、且位于所述框架(1)进水口侧，所述挡水板结构(8)有一个或多个，所述挡水板结构(8)呈横置和/或纵置；

集鱼箱(10)连接于提升机构(7)上，提升机构(7)与所述集鱼箱(10)上的导向装置(1.2)连接；提升机构(7)安装在尾水管或尾水洞(9)上。

2.根据权利要求1所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：所述集鱼箱至少为横置结构和纵置结构中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：所述防逃喇叭口(1.111)有一个或多个，所述进鱼口(1.112)有一个或多个；有吊耳(1.13)设于所述格栅(2)上；所述吊耳(1.13)有多个。

4.根据权利要求3所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：所述导向装置(1.2)至少为滑块、轨道限位装置、齿轮齿条中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：所述过水部分框架(1.14)上端设有所述存水部分框架(1.12)和/或所述格栅(2)和/或所述存水部分底板(3)。

6.根据权利要求5所述的一种利用尾水集鱼的集鱼箱，其特征在于：有连接通道(1.15)设于相邻设置的二个所述存水部分框架(1.12)之间。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的利用尾水集鱼的集鱼箱的集鱼方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将集鱼箱(10)连接于提升机构(7)上，提升机构(7)与所述集鱼箱(10)上的导向装置(1.2)连接，提升机构(7)通过导向装置(1.2)将集鱼箱(10)下放至尾水管或尾水洞(9)内或外侧的适合水深处；集鱼箱(10)置于尾水洞/管内或外侧，尾水部分或全部从集鱼箱(10)后侧流向进鱼口侧，集鱼箱(10)可横向或纵向置于尾水洞/管内；

步骤二：当电站发电时，发电尾水从集鱼箱(10)进水口侧流入、从集鱼箱(10)出水口侧流出，形成诱鱼水流，鱼类在诱鱼水流的吸引下沿进鱼口(1.112)进入集鱼箱(10)中；

步骤三：当集鱼箱工作一段时间并收集到一定数量的鱼类后，提升机构(7)通过导向装置(1.2)将集鱼箱(10)提升至可操作的高程，此过程中，鱼类可在集鱼箱(10)箱体内的方形存水结构和集鱼结构中健康存活；完成提升后，再进行包括鱼类的收集、转运的后续工作流程。