CN109853491A - 闸阀管道式过鱼设施 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闸阀管道式过鱼设施，包括集鱼仓、闸门、过鱼管道、诱鱼结构、注水管道及泄流管道，集鱼仓体型小，采用管道过鱼，管道铺设可地下也可地上，占地少，对地形适应性强，几乎不受地形制约，易于工程选址和布置。不需要长距离缓坡渠道，不需要笨重的水闸及启闭设备，不需要复杂的结构设计和昂贵的升降设备，降低了工程造价。管道过水断面小，流速较低，流量小；集鱼仓实现鱼引诱和鱼集中，分仓、次集中过鱼，避免持续诱鱼所需要的持续泄流，节约了用水量。

Description

闸阀管道式过鱼设施

技术领域

本发明涉及过鱼设施技术领域，特别是涉及一种闸阀管道式过鱼设施。

背景技术

为了满足防洪、发电、供水和通航等需要，人们常在江河中修建拦河大坝、发电站等水利设施。这些设施破坏了原始河流的连通性，造成河流生态环境片段化，阻断了河流中鱼类等水生动植物的洄游通道，造成栖息地的丧失或改变，导致鱼类的减少甚至是灭绝。

在大力提倡生态文明建设的大环境下，鱼道、鱼闸和升鱼机等过鱼设施不仅是一项水利工程，更是一项生态利民的补偿性工程，对于减缓大坝的阻隔影响，恢复河道原始生态环境，保护河流物种多样性起着举足轻重的作用。因此，在充分认识和了解鱼道研究和建设发展状况的基础上，提出改进方法与措施，提高过鱼设施的设计水平，提升过鱼有效果，对于保护河流生态、促进水利水电可持续发展具有重要意义。

目前针对水利枢纽工程对鱼类造成的不利影响所采取的修护和保护措施，一般包括：修建过鱼设施、开展人工增殖放流、施行水库生态调度和建立鱼类保护区等。其中，以修建过鱼设施和开展人工增殖放流在国内最为常见。

在修建过鱼设施方面，国内外的主要形主要包括仿自然旁通式鱼道、技术型鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼系统等，但是上述过鱼设施，要么占地面积大，要么工程造价高，要么水的消耗量高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种既占地面积较小、还工程造价较低，又水的消耗量较低的闸阀管道式过鱼设施。

一种闸阀管道式过鱼设施，包括：

集鱼仓，具有进鱼口，所述集鱼仓内形成有集鱼腔，所述集鱼腔与所述进鱼口相连通；

闸门，可启闭地安装于所述进鱼口与所述集鱼腔之间；

过鱼管道，包括相对设置的底端及顶端，所述底端与所述集鱼腔相连通，所述顶端用于贯穿大坝与水库相连通，所述底端上设置有第一阀门，所述顶端上设置有与所述第一阀门相串联的第二阀门；

诱鱼结构，用于将下游的鱼经由所述进鱼口引诱到所述集鱼腔内；

注水管道，两端均与所述过鱼管道相连通，所述注水管道内设置有第三阀门，所述第三阀门与所述第二阀门相并联；及

泄流管道，一端与所述集鱼腔相连通，另一端位于所述闸门与所述进鱼口之间，所述泄流管道上设置有第四阀门。

在其中一个实施例中，所述诱鱼结构包括补水管道及消能池，所述补水管道的一端与所述过鱼管道相连通，且位于所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述补水管道的另一端与所述消能池相连通，所述补水管道上设置有第五阀门，所述第五阀门与所述第一阀门并联，所述消能池与所述集鱼腔相连通。

在其中一个实施例中，所述消能池与所述集鱼腔之间形成有水堰，所述水堰的顶部形成有诱鱼坡。

在其中一个实施例中，所述补水管道上还设置有第一流量控制阀，所述第一流量控制阀用于控制所述补水管道内水的流速。

在其中一个实施例中，还包括泄压管道，所述泄压管道的一端与所述过鱼管道相连通，且位于所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述泄压管道的一端靠近所述第一阀门，所述泄压管道的另一端与所述泄流管道相连通，且位于所述第四阀门后方，所述泄压管道上设置有第六阀门，所述第六阀门与所述第一阀门及第四阀门并联设置。

在其中一个实施例中，还包括第二流量控制阀，所述第二流量控制阀设置于所述泄流管道上，且与所述第六阀门及所述第四阀门串联，所述泄压管道的另一端位于所述第二流量控制阀与所述第四阀门之间。

在其中一个实施例中，所述闸门包括门体、液压启闭杆及支臂，所述门体设置于所述支臂上，所述门体通过所述液压启闭杆开启或关闭。

在其中一个实施例中，还包括镇墩，所述镇墩用于支撑或固定所述过鱼管道；和/或

还包括伸缩节，所述伸缩节用于支撑所述过鱼管道；和/或

还包括第一检修门，所述第一检修门位于所述进鱼口与所述闸门之间；和/或

还包括第二检修门，所述第二检修门位于所述过鱼管道的顶端的端口处。

在其中一个实施例中，所述过鱼管道的顶端包括一过鱼段，所述过鱼段贯穿大坝与水库相连通；或者

所述过鱼管道的顶端包括至少两个相互并联的过鱼段，所述过鱼段贯穿大坝与水库相连通，所述第二阀门设置于所述过鱼段上，每一所述过鱼段对应有注水管道及第三阀门。

在其中一个实施例中，所述泄流管道与所述集鱼腔相连通的一端设置有拦鱼格栅；或者

所述集鱼腔的顶壁上形成有导鱼坡，所述导鱼坡相对于水平面倾斜设置。

上述闸阀管道式过鱼设施至少具有以下优点：

初始状态时，闸门关闭，第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门关闭。诱鱼时，闸门开启，第一阀门关闭，第二阀门开启，第三阀门关闭，第四阀门关闭，上游水库的水从过鱼管道流向诱鱼结构，并经由诱鱼结构产生鱼喜爱的水流速度，形成诱鱼效果，将下游的鱼经由进鱼口引诱到集鱼腔内。诱鱼完毕，放空过鱼管道，闸门关闭，第一阀门开启，第二阀门关闭，第三阀门开启，第四阀门关闭，上游水库的水从注水管道流向过鱼管道，并从过鱼管道的顶端流向集鱼腔，提升集鱼腔的压力，把鱼导入过鱼管道并上升直到过鱼管道内的水与水库的水位平齐或差不多平齐，打开第二阀门准备过鱼。打开第四阀门，在过鱼管道内形成过鱼流速，实现水力过鱼。

上述闸阀管道式过鱼设施的集鱼仓体型小，而且采用管道过鱼，管道铺设可以地下也可以地上，因此占地非常少，对地形适应性非常强，几乎不再受地形条件制约，易于工程选址和布置。并且不需要长距离的缓坡渠道，也不需要笨重的水闸及启闭设备，不需要复杂的结构设计和昂贵的升降设备，降低了工程造价。采用管道过鱼，管道过水断面小，流速较低，因此流量小；通过集鱼仓实现鱼引诱和鱼集中，分仓、次集中过鱼，避免持续诱鱼所需要的持续泄流，节约了用水量；从江河到集鱼仓的距离较短，只需要小量的水即把鱼引诱到集鱼仓；从集鱼仓到过鱼管道顶端的距离较长，这段距离鱼的移动不是靠水力诱导，而是采用注水升压，通过鱼对水压力的适应引导鱼向管道上部移动，因此，只需要一管道容积的水即可，极大的节约了用水量；当达到过鱼管道顶端时，已接近库区，只需短时间的小流量即可引导鱼进入库区，因此提高了过鱼用水效率，大大减少了过鱼用水量。

附图说明

图1为一实施方式中的闸阀管道式过鱼设施的俯视图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为图2所示闸阀管道式过鱼设施处于诱鱼状态；

图4为图2所示闸阀管道式过鱼设施处于过鱼管道泄压状态；

图5为图2所示闸阀管道式过鱼设施处于集鱼仓升压状态；

图6为图2所示闸阀管道式过鱼设施处于集鱼仓升压完毕状态；

图7为图2所示闸阀管道式过鱼设施处于水力过鱼状态。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1及图2，一实施方式中的闸阀管道式过鱼设施10，用于供鱼过坝洄游，对于保护河流生态、促进水利水电可持续发展具有重要意义。具体地，闸阀管道式过鱼设施10包括集鱼仓100、闸门200、过鱼管道300、诱鱼结构400、注水管道500及泄流管道600。

集鱼仓100具有进鱼口110，集鱼仓100内形成有集鱼腔120，集鱼腔120与进鱼口110相连通。集鱼腔120的顶壁上还形成有导鱼坡130，导鱼坡130相对于水平面倾斜设置。例如，导鱼坡130相对于水平面倾斜角度大于或等于5°，以引导鱼群更好的找到过鱼管道300的底端入口。具体地，集鱼仓100可以采用混凝土浇筑成型，工艺简单，成本较低。在本实施方式中，主要通过集鱼仓100来集鱼，当集鱼腔120内鱼的数量到达特定数量时，关闭闸门200。例如通过计数器计算出集鱼量达到200条左右，关闭闸门200。因此，集鱼仓100的体积可以设置的比较小，因此占地面积小。

闸门200可启闭地安装于进鱼口110与集鱼腔120之间。闸门200与进鱼口110之间设有第一检修门140，当需要检修时，下闸第一检修门140，并采用移动泵对集鱼仓排水后进行检修。在图2中，实线示出的闸门200处于关闭状态，虚线示出的闸门200处于开启状态。当诱鱼时，闸门200开启，鱼从进鱼口110进入集鱼腔120内。当过鱼时，闸门200关闭。具体地，闸门200包括门体210、液压启闭杆220及支臂260，门体210设置于支臂260上，门体210通过液压启闭杆220开启或关闭。例如，闸阀管道式过鱼设施10还设置有边墩230，边墩230上设置有牛腿支墩240，液压启闭杆220的一端安装于牛腿支墩240上，液压启闭杆220的另一端铰接于门体210上。门体210可以为钢弧门，钢弧门通过支臂260铰接于另一牛腿支墩240上。

过鱼管道300包括相对设置的底端及顶端，底端与集鱼腔120相连通，顶端用于贯穿大坝20与水库30相连通，底端上设置有第一阀门301，顶端上设置有与第一阀门301相串联的第二阀门302。第一阀门301用于控制过鱼管道300底端的开闭，第二阀门302用于控制过鱼管道300顶端的开闭。过鱼管道300用于过鱼，因此应该从下往上单调上升，且应满足过鱼的尺寸要求，直径大于或等于0.8m。闸阀管道式过鱼设施还包括第二检修门150，第二检修门150位于过鱼管道300的顶端的端口处。当需要对第二阀门302或第三阀门501或注水管道进行检修时，可关闭第二检修门150。

具体到本实施方式中，闸阀管道式过鱼设施10还包括镇墩250和/或伸缩节，镇墩250用于支撑或固定过鱼管道300，伸缩节用于支撑过鱼管道300。例如，在图2所示实施例中，闸阀管道式过鱼设施10包括间隔设置的5个镇墩250。

诱鱼结构400用于将下游40的鱼经由进鱼口110引诱到集鱼腔120内。具体地，诱鱼结构400包括补水管道410及消能池420，补水管道410的一端与过鱼管道300相连通，且位于第一阀门301与第二阀门302之间，补水管道410的另一端与消能池420相连通，补水管道410上设置有第五阀门411，第五阀门411与第一阀门301并联，消能池420与集鱼腔120相连通。

进一步地，补水管道410上还设置有第一流量控制阀412，第一流量控制阀412用于控制补水管道410内水的流速。消能池420与集鱼腔120之间形成有水堰421，水堰421的顶部形成有诱鱼坡422。第一流量控制阀412控制从补水管道410流落到消能池420的水力流速，消能池420进行消能，防止对鱼造成伤害，消能后的水流由诱鱼坡422流向集鱼仓100，以创造鱼喜爱的水力流速，实现诱鱼效果。

具体到本实施方式中，集鱼仓100与消能池420可以一体成型，均采用混凝土浇筑成型，工艺简单，降低成本。本实施方式中的集鱼仓100与消能池420体积小，占地面积小。

注水管道500的两端均与过鱼管道300相连通，注水管道500内设置有第三阀门501，第三阀门501与第二阀门302相并联。注水管道500的直径小于过鱼管道300的直径。进一步地，注水管道500上还设置有真空破坏阀502，主要用于在过鱼管道300产生负压或真空逐步升高时能自动开启，破坏真空效应，使过鱼管道300及其它设备不至产生凹裂等现象，以保护过鱼管道300的安全。

进一步地，过鱼管道300的顶端包括至少两个相互并联的过鱼段310，过鱼段310贯穿大坝20与水库30相连通，第二阀门302设置于过鱼段310上。对应地，每一过鱼段310上对应有一注水管道500，注水管道500的两端均与过鱼管道300相连通，注水管道500内设置有第三阀门501，第三阀门501与第二阀门302相并联。

例如，在图2所示实施例中，过鱼段310的数量为两个，且两个过鱼段310位于大坝20的不同高度，因此可以对应于不同的水深，优先使用接近于水库30水面的过鱼段310，提高适用性。当然，在其他的实施方式中，过鱼段310的数量还可以为一个、三个、四个等等。

泄流管道600的一端与集鱼腔120相连通，泄流管道600上设置有第四阀门601，第四阀门601与第一阀门301串联。泄流管道600的另一端位于闸门200外，且与进鱼口110相连通，第四阀门601用于控制泄流管道600的开闭。进一步地，泄流管道600与集鱼腔120相连通的一端还设置有拦鱼格栅610，拦鱼格栅610用于拦住集鱼腔120内的鱼，防止鱼通过泄流管道600流出。

进一步地，闸阀管道式过鱼设施10还包括泄压管道700，泄压管道700的一端与过鱼管道300相连通，且位于第一阀门301与第二阀门302之间，泄压管道700的一端靠近第一阀门301，以达到更好的泄压效果。泄压管道700的另一端与泄流管道600相连通，且位于第四阀门601的后方，泄压管道700上设置有第六阀门701，第六阀门701与第一阀门301及第四阀门601并联设置。第六阀门701主要用于控制泄压管道700的开闭，泄压管道700主要用于将过鱼管道300内的压力卸除。

进一步地，闸阀管道式过鱼设施10还包括第二流量控制阀602，第二流量控制阀602设置于泄流管道600上，且与第六阀门701及第四阀门601串联，泄压管道700的另一端位于第二流量控制阀602与第四阀门601之间。第二流量控制阀602主要用于控制泄流管道600内的水力流速，确保过鱼时产生鱼喜爱的流速，达到过鱼的目的。

上述闸阀管道式过鱼设施10的具体工作原理如下：

初始状态时，闸门200关闭，第一流量控制阀412、第二流量控制阀602开启，第一阀门301、第二阀门302、第三阀门501、第四阀门601、第五阀门411及第六阀门701关闭。

请参阅图3，诱鱼时，闸门200开启，缓慢打开第二阀门302，打开第五阀门411，水库30的水从过鱼管道300的顶端流入过鱼管道300，通过第一流量控制阀412控制流速，并从补水管道410流向消能池420，消能池420进行消能，并由诱鱼斜坡422流向集鱼仓100，经过诱鱼斜坡422的水流形成水力诱鱼，把鱼从下游40江河引诱到集鱼腔120。

诱鱼时，进鱼口110和集鱼腔120内的流速由过鱼管道300和第一流量控制阀412控制，进鱼口110的水位是不断变化的，因此过鱼管道300和第一流量控制阀412的过流能力应该满足不同水位情况下，进鱼口110与集鱼腔120均能获得鱼喜爱的流速。

请参阅图4，诱鱼完毕，闸门200关闭，关闭第五阀门411，锁定过鱼群。此时，过鱼管道300内还存留有未排除的存水，过鱼管道300内的压力较大，因此需要将存水排出，以卸除过鱼管道300内的压力。关闭第二阀门302，打开第六阀门701，因此水库30的水不能进入过鱼管道300内，过鱼管道300内的存水经过泄压管道700排出，且过于管道300管内流速由第二流量控制阀602控制不至于过大，过鱼管道300压力卸除成功。

请参阅图5，对集鱼腔120升压，把集鱼腔120内的鱼导入到过鱼管道300内并上升，实现压力过鱼。具体地，依次开启第一阀门301和第三阀门501，水库30的水由注水管道500流向过鱼管道300的底端，并逐步填充集鱼腔120和过鱼管道300，鱼群适应水压力随着水位的升高而往上游移动。由于注水管道500的直径较小由注水管道500流向过鱼管道300的充填过程较缓慢，可以有效防止对集鱼腔120内的鱼群的伤害，也给鱼群充足的时间找到过鱼管道300的入口上游。

请参阅图6，当集鱼腔120升压完毕后，即压力水头与水库30水位齐平时，关闭第三阀门501。此时，过鱼管道300内的水位达到过鱼管道300的顶端，即过鱼管道300内压力水头上升到水库30位。并开启第二阀门302，准备过鱼。

请参阅图7，水力过鱼，打开第四阀门601，通过第二流量控制阀602控制过鱼管道300内的水力流速，实现水力过鱼。过鱼管道300水力过鱼时，过鱼管道300内的流速依靠第二流量控制阀602控制，因此，第二流量控制阀602的过流能力应满足过鱼管道300的设计流速(即鱼喜爱的流速)的要求，以满足水力过鱼的效果。

当过鱼完毕后，准备再诱鱼。关闭第一阀门301，集鱼腔120内的存水从泄流管道600流出，以实现泄流减压，以准备闸门200的静水开启。

请再次参阅图3至图7，闸门200开启后，可以循环实现诱鱼、过鱼管道300泄压、集鱼腔120升压和水力过鱼的过程，实现鱼的上溯过坝洄游。

上述闸阀管道式过鱼设施10的集鱼仓100体型小，而且采用管道过鱼，管道铺设可以地下也可以地上，因此占地非常少，对地形适应性非常强，几乎不再受地形条件制约，易于工程选址和布置。并且不需要长距离的缓坡渠道，也不需要笨重的水闸及启闭设备，不需要复杂的结构设计和昂贵的升降设备，降低了工程造价。采用管道过鱼，管道过水断面小，流速较低，因此流量小；通过集鱼仓100实现鱼引诱和鱼集中，分仓、次集中过鱼，避免持续诱鱼所需要的持续泄流，节约了用水量；从江河到集鱼仓100的距离较短，只需要小量的水即把鱼引诱到集鱼仓100；从集鱼仓100到过鱼管道300顶端的距离较长，这段距离鱼的移动不是靠水力诱导，而是采用注水升压，通过鱼对水压力的适应引导鱼向管道上部移动，因此，只需要一管道容积的水即可，极大的节约了用水量；当达到过鱼管道300顶端时，已接近库区，只需短时间的小流量即可引导鱼进入库区，因此提高了过鱼用水效率，大大减少了过鱼用水量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，包括：

集鱼仓，具有进鱼口，所述集鱼仓内形成有集鱼腔，所述集鱼腔与所述进鱼口相连通；

闸门，可启闭地安装于所述进鱼口与所述集鱼腔之间；

过鱼管道，包括相对设置的底端及顶端，所述底端与所述集鱼腔相连通，所述顶端用于贯穿大坝与水库相连通，所述底端上设置有第一阀门，所述顶端上设置有与所述第一阀门相串联的第二阀门；

诱鱼结构，用于将下游的鱼经由所述进鱼口引诱到所述集鱼腔内；

注水管道，两端均与所述过鱼管道相连通，所述注水管道内设置有第三阀门，所述第三阀门与所述第二阀门相并联；及

泄流管道，一端与所述集鱼腔相连通，另一端位于所述闸门与所述进鱼口之间，所述泄流管道上设置有第四阀门。

2.根据权利要求1所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，所述诱鱼结构包括补水管道及消能池，所述补水管道的一端与所述过鱼管道相连通，且位于所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述补水管道的另一端与所述消能池相连通，所述补水管道上设置有第五阀门，所述第五阀门与所述第一阀门并联，所述消能池与所述集鱼腔相连通。

3.根据权利要求2所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，所述消能池与所述集鱼腔之间形成有水堰，所述水堰的顶部形成有诱鱼坡。

4.根据权利要求2所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，所述补水管道上还设置有第一流量控制阀，所述第一流量控制阀用于控制所述补水管道内水的流速。

5.根据权利要求1所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，还包括泄压管道，所述泄压管道的一端与所述过鱼管道相连通，且位于所述第一阀门与所述第二阀门之间，所述泄压管道的一端靠近所述第一阀门，所述泄压管道的另一端与所述泄流管道相连通，且位于所述第四阀门后方，所述泄压管道上设置有第六阀门，所述第六阀门与所述第一阀门及第四阀门并联设置。

6.根据权利要求5所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，还包括第二流量控制阀，所述第二流量控制阀设置于所述泄流管道上，且与所述第六阀门及所述第四阀门串联，所述泄压管道的另一端位于所述第二流量控制阀与所述第四阀门之间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，所述闸门包括门体、液压启闭杆及支臂，所述门体设置于所述支臂上，所述门体通过所述液压启闭杆开启或关闭。

8.根据权利要求1至6任一项所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，还包括镇墩，所述镇墩用于支撑或固定所述过鱼管道；和/或

还包括伸缩节，所述伸缩节用于支撑所述过鱼管道；和/或

还包括第一检修门，所述第一检修门位于所述进鱼口与所述闸门之间；和/或

还包括第二检修门，所述第二检修门位于所述过鱼管道的顶端的端口处。

9.根据权利要求1至6任一项所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，所述过鱼管道的顶端包括一过鱼段，所述过鱼段贯穿大坝与水库相连通；或者所述过鱼管道的顶端包括至少两个相互并联的过鱼段，所述过鱼段贯穿大坝与水库相连通，所述第二阀门设置于所述过鱼段上，每一所述过鱼段对应有注水管道及第三阀门。

10.根据权利要求1至6任一项所述的闸阀管道式过鱼设施，其特征在于，所述泄流管道与所述集鱼腔相连通的一端设置有拦鱼格栅；或者

所述集鱼腔的顶壁上形成有导鱼坡，所述导鱼坡相对于水平面倾斜设置。