CN111287157A - 鱼道温升引鱼装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种鱼道温升引鱼装置，包括：设置于鱼道的鱼道侧壁处的供热系统，包括：注水管和从鱼道口沿着鱼道侧壁沿程设置的多个注水支管，每个注水支管的一端连接到注水管且另一端延伸超过鱼道侧壁至鱼道水流中，各自水平支承于每个注水支管上的多个类齿轮注水腔体，类齿轮注水腔体包括圆柱形齿状外壁、邻近鱼道侧壁的后壁、远离鱼道侧壁的前壁和平行于齿状外壁居中设置的圆柱形支承部，后壁的对应于圆柱形支承部的位置设置有注水支管孔，前壁的偏心位置处设置有注水孔，支承部的厚度小于齿状外壁的厚度，注水支管穿过注水支管孔沿着支承部延伸至类齿轮注水腔体内部，多个类齿轮注水腔体的齿部与一个链条啮合以由链条传动。

Description

鱼道温升引鱼装置

技术领域

本发明涉及水利水电工程及生态环境领域，特别是涉及一种过鱼建筑，更具体地涉及一种鱼道温升引鱼装置。

背景技术

鱼道是一种帮助鱼类上溯的工程措施，在江河之上修建闸坝等水利工程，截断了鱼类洄游产卵的途径，通过修建鱼道，使鱼类可以在洄游季节实现上溯，从而维持河段生态平衡。

鱼道是帮助鱼类顺利通过闸坝等障碍物的专用设施，在维系河流连续性与生物种群交流方面具有不可替代的作用。鱼道建筑物的成功与否是河流生态系统健康的评价指标之一，也是水利水电工程环境影响评价中生态环境保护的重要评价指标。而过鱼效率是直接评价鱼道功能的重要指标，使洄游鱼类顺利找到鱼道进口时提高过鱼效率的关键。

国内外已开展了部分诱鱼或驱鱼方面的研究，其中包括利用声、光、电来驱鱼及水流诱鱼等。

由河海大学于2015年1月4日递交的中国实用新型专利CN201520002572.3(授权公告号为CN204385702U)，公开了一种声光一体化鱼道生态导鱼系统，其中下游鱼道在与过鱼槽相连的一边的拐角处设置有声场发生装置，至少一层气泡幕以声场发生装置为原点呈弧形布置，下游鱼道在与声场发生装置相对应的一边的两个拐角处分别设置诱光灯。该实用新型专利根据鱼类怕强光、喜弱光的特性以及不同声强对鱼类转向角度产生不同影响，当鱼群进入下游鱼道时，利用气泡幕引诱远处鱼群游向过鱼槽侧，在声场发生装置以及诱光灯的相互作用下有针对地给鱼群进行导向，使其顺利进入过鱼槽，保障鱼群通过。

由河海大学等于2013年5月27日递交的中国发明专利CN201310200812.6(授权公告号为CN103266585B)，公开了一种利用鱼类趋光特征改善鱼道过鱼效果的装置及其方法，所述装置包括主控计算机和至少一级光导闸室，每级光导闸室包括鱼道和依次设置于所述鱼道断面上的入口集鱼灯和出口集鱼灯，所述入口集鱼灯和出口集鱼灯之间的距离小于所述出口集鱼灯的照射距离，当所述光导闸室为多级时，上一级闸室的出口集鱼灯兼做为紧邻的下一级闸室的入口集鱼灯；所述主控计算机与所述入口集鱼灯和出口集鱼灯连接，控制所述入口集鱼灯和出口集鱼灯的开启和关闭。该发明间接扩展了集鱼灯的照射范围，使集鱼灯可以应用于不同深度的水域，增加过鱼的种类和数量，增强鱼道的通用性。

由佐藤保郎于1990年12月14日递交日本专利局的公开号为特开平7-305329(公开日1995年11月21日)的日本专利，提供一种诱鱼装置来防止鱼类停滞，诱鱼装置在鱼道侧和对岸上游侧之间横过河流倾斜设置，该诱鱼装置由低压电围栏、网、气泡障碍物等形成，鱼被引诱并穿过鱼道，由此可以防止鱼在堰或水坝处停滞。

中国水利水电科学研究院穆祥鹏等于2016年6月6日递交的中国发明专利CN201610392125.2(授权公告号为CN106049377B)公开了一种诱导草鱼的鱼道进口系统和设计方法及诱鱼流速率定装置；中国水利水电科学研究院孙双科等于2016年8月26日递交的中国发明专利CN201610730448.8(授权公告号为CN106192935B)公开了一种鱼道进口处河道流场的调整方法和系统；安徽理工大学戎贵文等于2016年12月23日递交的中国发明专利CN201611206572.0(授权公告号为CN106702979B)公开了一种多级叠弧式鱼道及过鱼方法；浙江水利水电学院秦鹏等于2018年1月25日递交的中国发明专利CN201810073348.1(授权公告号为CN108221886B)公开了一种具有诱鱼功能的流线变截面反冲消能鱼道，以上专利文献都是通过改造过鱼建筑或改善利用水流动力来调整流场、水流流态、流速等，提高鱼道过鱼率。

然而，上述现有相关技术存在对周围环境流场要求高，运行成本高等现实问题。

我们知道，鱼类作为变温动物，它们的体温随环境水温变化而变化，一般鱼类的体温与周围水温相差在0.5-1℃之间，幼鱼的体温常与水温相同，只有少数鱼类如金枪鱼类，体温可比环境水温高出10℃以上。由于不能保持体温，所以鱼类的一切生理活动都受到水温变化的影响。作为水生脊椎动物，鱼类对于温度变化的敏感性较一般陆生脊椎动物高，在鱼类的整个生活史上，水温是最重要的环境因子之一。鱼类的生理活动及代谢水平随所处环境的温度变化而变化，通过这种调节来适应变化的生存环境，不同的鱼类形成了不同身体热机制及生活习性。在自然界中，鱼类随着水温的下降，产生追求适温的迁移与洄游。鱼类对于温度存在一定的敏感性，当水体中的温度不能完全满足它的需求时，它会游向温度适宜的地方。然而，现有技术中没有公开任何借助水流温升来引鱼的方法和装置。

在该部分中公开的以上信息仅用于理解发明构思的背景，因此，可能包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种创新的鱼道温升引鱼装置，克服现有引鱼装置对引鱼效率低、运行成本高等不足，从而引导洄游鱼类达到鱼道进口，提高鱼道过鱼效率，维系河流连续性与生物种群交流。

本发明提供一种鱼道温升引鱼装置，包括：设置于鱼道的鱼道侧壁处的供热系统，所述供热系统包括：注水管和从鱼道口沿着鱼道侧壁沿程设置的多个注水支管，每个注水支管的一端连接到所述注水管且另一端延伸超过所述鱼道侧壁至鱼道水流中，各自水平支承于每个注水支管上的多个类齿轮注水腔体，所述类齿轮注水腔体包括圆柱形齿状外壁、邻近所述鱼道侧壁的后壁、远离所述鱼道侧壁的前壁和平行于所述齿状外壁居中设置的圆柱形支承部，所述后壁的对应于所述圆柱形支承部的位置设置有注水支管孔，所述前壁的偏心位置处设置有注水孔，所述支承部的厚度小于所述齿状外壁的厚度，所述注水支管穿过所述注水支管孔沿着所述支承部延伸至所述类齿轮注水腔体内部，所述多个类齿轮注水腔体的齿部与一个链条啮合以由所述链条传动。

优选地，所述鱼道温升引鱼装置进一步包括：智能温控系统，所述智能温控系统包括设置在所述注水管与热水源之间的流控阀、位于所述鱼道的对应于所述供热系统处的温度传感器以及所述河道的对应于未加热位置处的温度传感器，所述智能温控系统分别感测所述鱼道中升高后的温度以及所述河道中未升高的温度，从而根据温升条件控制所述流控阀的热水通路开度或启闭来控制所述供热系统的操作。

优选地，所述多个类齿轮注水腔体与所述一个链条构成一组，初始状态下，所述多个类齿轮注水腔体中的每个上的注水孔不都在同一竖直高度上。

优选地，所述多个类齿轮注水腔体的数量为五个，其中五个类齿轮注水腔体中邻近所述鱼道口的类齿轮注水腔体设为主动轮，其余四个类齿轮注水腔体设为从动轮，初始状态下，从作为主动轮的类齿轮注水腔体开始，五个类齿轮注水腔体上的注水孔分别与竖直方向成0°、90°、180°、270°和360°。

优选地，所述类齿轮注水腔体的高度为所述鱼道的水深的2/3，所述支承部的内径等于所述注水支管的外径，所述注水孔的直径等于所述注水支管的内径。

本发明的一种鱼道温升引鱼装置/方法，具有以下有益效果：

(1)本发明中通过向鱼道中，尤其是鱼道进口周围区域注入合适温度的温水，使鱼道进口周围区域水温比河道正常水温高0.5～1.0℃，通过适当提高鱼道进口区域水温，使洄游鱼类感应到温度变化，从而帮助洄游鱼类找到鱼道进口，使鱼类顺利进入鱼道，提高鱼道过鱼效率。

(2)本发明中通过齿轮转动连续不断地改变注水口竖直高度，能够使鱼道中水流充分均匀升温，不会引起鱼道水温剧烈变化，防止刺激干扰鱼类洄游。

(3)本发明中智能温控系统控制供热系统的操作，既有利于控制鱼道水温，又节能环保。

附图说明

在下文中将参照附图更完全地描述本发明的一些示例实施例；然而，本发明可以以不同的形式体现，不应当被认为限于本文所提出的实施例。相反，附图与说明书一起例示本发明的一些示例实施例，并用于解释本发明的原理和方面。

在图中，为了例示清楚，尺寸可能被夸大。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。

图1是根据本发明的鱼道温升引鱼装置的整体平面布置示意图，其示出为仅包括布置在邻近鱼道口的鱼道侧壁处的供热系统；

图1a是根据本发明的鱼道温升引鱼方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的鱼道温升引鱼装置的供热系统的结构纵剖详图；

图3是沿图2的线I-I截取的局部剖视示意图，其具体地示出了根据本发明实施例的供热系统的注水支管与类齿轮注水腔体的连接结构。

图中：

F：鱼道；Fi：鱼道口；Fw：鱼道侧壁；

R：河道；Rw：河道侧壁；

100：供热系统；S：热水源；110：注水管；111：注水支管；120：类齿轮注水腔体；121：齿状外壁；122：后壁；123：前壁；124：支承部；125：注水支管孔；126：注水孔；130：链条；140：流控阀；

d：支承部的厚度；D：齿状外壁的厚度；

200：智能温控系统；201：温度传感器；201F，201N：鱼道温度传感器、河道温度传感器。

具体实施方式

在下面的详细描述中，本发明的某些示例性实施例简单地通过例示的方式被示出和描述。

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

图1是根据本发明的鱼道温升引鱼装置的整体平面布置示意图，其示出为仅包括布置在邻近鱼道口Fi的鱼道侧壁Fw处的供热系统。

如图1所示，根据本发明的鱼道温升引鱼装置应用于从河道R分支的鱼道F中，包括布置在鱼道F的邻近鱼道口Fi的鱼道侧壁Fw处的供热系统100。

供热系统100包括连接到热水源S的注水管110和从注水管110分支的多个注水支管111。多个注水支管111沿着鱼道侧壁Fw沿程设置，其一端连接到注水管110且另一端延伸超过鱼道侧壁Fw至鱼道F水流中。由供热系统100提供至鱼道F水流中的热水可实现鱼道F中水流温度的适当上升。

图2和图3示出根据优选实施例的供热系统100的结构示意详图。具体参见图2，五个注水支管111延伸超过鱼道侧壁Fw，五个类齿轮注水腔体120各自水平支承于相应的注水支管111上。

如图3所示，每个类齿轮注水腔体120包括圆柱形齿状外壁121、邻近鱼道侧壁Fw的后壁122、远离鱼道侧壁Fw的前壁123和平行于齿状外壁121居中设置的圆柱形支承部124。后壁122的对应于圆柱形支承部124的位置设置有注水支管孔125，以供注水支管111穿过。类齿轮注水腔体120借助圆柱形支承部124支撑于注水支管111上。注水支管111保持固定，五个类齿轮注水腔体120的齿部与一个链条130啮合以由链条130传动。支承部124的厚度d小于齿状外壁121的厚度D，从而注水支管111穿过注水支管孔125沿着支承部124延伸至类齿轮注水腔体120内部，这样，从热水源S供应的热水经由注水管110运送到注水支管111直至类齿轮注水腔体120的内部腔体中。

类齿轮注水腔体120的前壁123的偏心位置处设置有注水孔126，在初始状态下，五个类齿轮注水腔体120中的每个上的注水孔126不都在同一竖直高度上。在一示例中，五个类齿轮注水腔体120中邻近鱼道口Fi的类齿轮注水腔体120设为主动轮，其余四个类齿轮注水腔体120设为从动轮，初始状态下，从作为主动轮的类齿轮注水腔体120开始，五个类齿轮注水腔体120上的注水孔126分别与竖直方向成0°、90°、180°、270°和360°。在外部电机的带动下，作为主动轮的类齿轮注水腔体120通过链条130带动作为从动轮的其余四个类齿轮注水腔体120转动。随着类齿轮注水腔体120的转动，类齿轮注水腔体120上的注水孔126与竖直方向的角度不断发生变化，也就是说，注水孔126的竖直高度不断发生变化，类齿轮注水腔体120中注入的热水经注水孔126注入到鱼道F中，从而使鱼道F实现多层均匀升温的目的。

在一优选实施例中，类齿轮注水腔体120的高度为鱼道F的水深的2/3，支承部124的内径等于注水支管111的外径，注水孔126的直径等于注水支管111的内径。优选地，注水孔126上设有过滤网，防止鱼泳动时进入。

应该理解，图2和图3示出了优选实施例，但是本发明不限于此。例如，在图2例示的结构中，每五个类齿轮注水腔体120和一个链条130为一组，然而类齿轮注水腔体120和链条130的数量不限于此。例如，可以是三个、四个、六个或更多个类齿轮注水腔体120和一个链条130为一组。此外，根据需要，鱼道F中可以设置一组或多组的类齿轮注水腔体120和链条130的组合结构。另外，可以是多个类齿轮注水腔体120中邻近鱼道口Fi的类齿轮注水腔体120设为主动轮，也可以是多个类齿轮注水腔体120中远离鱼道口Fi的类齿轮注水腔体120设为主动轮。而且，初始状态下，注水孔126与竖直方向的角度也不限于上述实施例。

返回参见图1，根据本发明的水流温升引鱼装置进一步包括智能温控系统200，该智能温控系统200包括位于鱼道F的对应于供热系统100处的温度传感器201F以及河道R的对应于未加热位置处的温度传感器201N。此外，根据本发明的水流温升引鱼装置包括设置在热水源S与注水管110之间的流控阀140。智能温控系统200的温度传感器201F和201N分别感测鱼道F中升高后的温度以及河道R中未升高的温度，并根据鱼道F与河道R的水温差的范围，控制流控阀140的热水通路开度或启闭。

下面将参照图1a，描述根据本发明的鱼道温升引鱼方法。

根据本发明的鱼道温升引鱼方法包括以下步骤：

S1：开启流控阀140，将来自热水源S的热水流入注水管110；

S2：待注水管110中充满热水之后，在水压力的作用下，热水经由注水支管111进入类齿轮注水腔体120内部；

S3：在外部电机的带动下，作为主动轮的类齿轮注水腔体120通过链条130带动作为从动轮的类齿轮注水腔体120转动，随着类齿轮注水腔体120的转动，类齿轮注水腔体120上的偏心注水孔126与竖直方向的角度不断发生变化，类齿轮注水腔体120中注入的热水经注水孔126注入到鱼道F中，从而实现鱼道F中水流温度均匀升温；

S4：鱼道F中的温度传感器201F以及河道R中的温度传感器201N分别感测鱼道F中升高后的温度以及河道R中未升高的温度；

S5：智能温控系统200根据升温后的鱼道F与河道R的水温差的范围，即，鱼道F温升范围，控制流控阀140的热水通路开度或启闭。

具体地，当鱼道F温升小于温升下限时，智能温控系统200将保持流控阀140开启，供热系统100执行上述步骤S1-S4；当鱼道F温升大于温升上限时，智能温控系统200将关闭流控阀140，供热系统100停止运行；当鱼道F温升大于温升下限且小于温升上限时，智能控制系统200将指示减小流控阀140的开度。

优选地，鱼道F中水温维持比河道R中水温高0.5～1.0℃。也就是说，温升下限为0.5℃，温升上限为1℃。然而，本发明的实施例不限于此，温升上限和温升下限可以根据鱼的喜温特定以及河流环境水温基于经济高效的原则进行调节。

最后应说明的是，如本领域技术人员将认识到的那样，附图和描述为示例性而非限制性的，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。

Claims (5)

1.一种鱼道温升引鱼装置，其特征在于，所述鱼道温升引鱼装置包括：

设置于鱼道(F)的鱼道侧壁(Fw)处的供热系统(100)，所述供热系统(100)包括：注水管(110)和从鱼道口(Fi)沿着鱼道侧壁(Fw)沿程设置的多个注水支管(111)，每个注水支管(111)的一端连接到所述注水管(110)且另一端延伸超过所述鱼道侧壁(Fw)至鱼道(F)水流中，各自水平支承于每个注水支管(111)上的多个类齿轮注水腔体(120)，所述类齿轮注水腔体(120)包括圆柱形齿状外壁(121)、邻近所述鱼道侧壁(Fw)的后壁(122)、远离所述鱼道侧壁(Fw)的前壁(123)和平行于所述齿状外壁(121)居中设置的圆柱形支承部(124)，所述后壁(122)的对应于所述圆柱形支承部(124)的位置设置有注水支管孔(125)，所述前壁(123)的偏心位置处设置有注水孔(126)，所述支承部(124)的厚度(d)小于所述齿状外壁(121)的厚度(D)，所述注水支管(111)穿过所述注水支管孔(125)沿着所述支承部(124)延伸至所述类齿轮注水腔体(120)内部，所述多个类齿轮注水腔体(120)的齿部与一个链条(130)啮合以由所述链条(130)传动。

2.根据权利要求1所述的鱼道温升引鱼装置，其特征在于，所述鱼道温升引鱼装置进一步包括：

智能温控系统(200)，所述智能温控系统(200)包括设置在所述注水管(110)与热水源(S)之间的流控阀(140)、位于所述鱼道(F)的对应于所述供热系统(100)处的温度传感器(201F)以及所述河道(R)的对应于未加热位置处的温度传感器(201N)，所述智能温控系统(200)分别感测所述鱼道(F)中升高后的温度以及所述河道(R)中未升高的温度，从而根据温升条件控制所述流控阀(140)的热水通路开度或启闭来控制所述供热系统(100)的操作。

3.根据权利要求1或2所述的鱼道温升引鱼装置，其特征在于，所述多个类齿轮注水腔体(120)与所述一个链条(130)构成一组，初始状态下，所述多个类齿轮注水腔体(120)中的每个上的注水孔(126)不都在同一竖直高度上。

4.根据权利要求3所述的鱼道温升引鱼装置，其特征在于，所述多个类齿轮注水腔体(120)的数量为五个，其中五个类齿轮注水腔体(120)中邻近所述鱼道口(Fi)的类齿轮注水腔体(120)设为主动轮，其余四个类齿轮注水腔体(120)设为从动轮，初始状态下，从作为主动轮的类齿轮注水腔体(120)开始，五个类齿轮注水腔体(120)上的注水孔(126)分别与竖直方向成0°、90°、180°、270°和360°。

5.根据权利要求3所述的鱼道温升引鱼装置，其特征在于，所述类齿轮注水腔体(120)的高度为所述鱼道(F)的水深的2/3，所述支承部(124)的内径等于所述注水支管(111)的外径，所述注水孔(126)的直径等于所述注水支管(111)的内径。

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