CN111350170A - 一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道，设置在远离引水闸的一侧，包括：上游进水口段、鱼道和补水通道，鱼道和补水通道在上游和下游处并排设置，上游进水口段在上游处与鱼道、补水通道相连接，其中活动连接有导鱼栅；鱼道为斜坡段，其中依次设有第一上游闸门、多个隔板和第一下游闸门；补水通道为斜坡段，其在下游处与鱼道之间设有多根补水管，补水管中设有补水管闸门；补水通道中依次设有第二上游闸门、补水管闸门控制机构、拦鱼堰和第二下游闸门，补水管闸门控制机构用于控制补水管闸门的开度。本发明的有益之处在于，不仅实现了生态流量下泄措施与过鱼建筑物的完美结合，而且进一步提高了鱼道工程的功能性。

Description

一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道

技术领域

本发明属于河流连通性修复工程技术领域，具体地涉及一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道。

背景技术

在绿色水电、生态水电的大环境下，采取一定的生态补偿措施来缓解水电工程建设所带来的不利影响已成为当下水电工程建设的标配。为了恢复河道连通性，鱼道工程被广泛采用。目前，大型水电所带来的生态负面影响备受关注，鱼道工程被优先应用在具有一定规模的大型水电站上。这类水电站基本不是引水式电站，大坝下游具有稳定的下泄水流，足以保证河道流量充沛，鱼类往往能够较为容易地上溯，抵达坝址处，因此在鱼道工程的设计过程中只需考虑过鱼建筑物即可。

随着生态水电建设的稳步推进，小型水电站所带来的生态影响已开始被关注。为进一步恢复原有的鱼类栖息地生态系统，针对山区溪流性小型水电站的连通性恢复工程被提上了日程。与大型水电站不同，小型水电站通常是引水式电站，上游来流基本用于电站发电，坝址处生态流量下泄严重不足或者根本没有生态流量下泄方式，拦河坝与引水式电站尾水之间存在长距离的减水河段，对上溯鱼类造成了新的阻碍。在这种情况下，修建鱼道工程除了需要考虑常规过鱼建筑物的设计外，还需要配套设计生态流量下泄措施。因此，如何在传统鱼道工程中科学地加入生态流量下泄措施成为了急需解决的关键问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道，满足鱼道工程的生态流量下泄需求。

本发明提供了一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道，设置在远离引水闸的一侧，包括：上游进水口段、鱼道和补水通道，所述鱼道和补水通道在上游和下游处并排设置，所述上游进水口段在上游处与所述鱼道、补水通道相连接，其中活动连接有导鱼栅；所述鱼道为斜坡段，其中依次设有第一上游闸门、多个隔板和第一下游闸门；所述补水通道为斜坡段，其在下游处与所述鱼道之间设有多根补水管，所述补水管中设有补水管闸门；所述补水通道中依次设有第二上游闸门、补水管闸门控制机构、拦鱼堰和第二下游闸门，所述补水管闸门控制机构用于控制所述补水管闸门的开度。

优选地，所述导鱼栅上连接有旋转系统，所述旋转系统设置在所述鱼道和补水通道之间。

优选地，所述导鱼栅为网格状结构，其网格的最大宽度不大于30mm。

优选地，所述上游进水口段为平坡段。

优选地，所述第二下游闸门为叠梁门。

优选地，所述拦鱼堰为两侧均为弧形面的凸起状结构。

优选地，所述补水通道的宽度大于所述鱼道的宽度。

本发明的有益之处在于：

(1)保证鱼道功能，实现生态流量下泄。

(2)提高鱼道工程功能性，实现鱼道工程下行设计。

(3)充分利用生态流量补水通道，多方式为鱼道进口补水，增强鱼道工程诱鱼效果。

(4)鱼道入口自动清污，降低运行成本。

附图说明

图1是本发明低水头坝鱼道的结构示意图；

图2是进行导鱼、拦污作业时的导鱼栅所在位置剖面图；

图3是进行清污作业时的导鱼栅所在位置示意图；

图4是进行清污作业时的导鱼栅所在位置剖面图；

图5是补水通道出水口段的结构示意图；

图6是底流诱鱼时第二下游闸门的状态示意图；

图7是跌水诱鱼时第二下游闸门的状态示意图；

图8是补水通道检修时第二下游闸门的状态示意图；

元件标号说明：

1 上游进水口段

11 导鱼栅固定端

12 固定杆

13 导鱼栅

14 旋转系统

2 鱼道

21 第一上游闸门

22 第一下游闸门

23 隔板

3 补水通道

31 第二上游闸门

32 第二下游闸门

33 补水管

331 补水管闸门控制机构

332 补水管闸门

34 拦鱼堰

4 拦河坝

41 引水闸

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明提供了一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道，该鱼道设置在远离引水闸41的一侧，包括：上游进水口段1、鱼道2和补水通道3，鱼道2和补水通道3在上游和下游处并排设置，在并排布置处两者的墙顶高程一致、底板高程一致，补水通道3宽度大于鱼道2的宽度，具体宽度由实际设计过水流量决定。

如图1-4所示，上游进水口段1为平坡段，在上游与鱼道2、补水通道3相连接，其中活动连接有导鱼栅13。导鱼栅13具体地为网格状结构，其网格的最大宽度不大于30mm。导鱼栅13的一端固定连接有旋转系统14，旋转系统14设置在鱼道2和补水通道3之间的共用边墙上。当旋转系统14驱动导鱼栅13的活动端旋转至鱼道2侧时，导鱼栅13倾斜设置在鱼道2的入水口处，主要用于导鱼和拦污，其活动端通过固定杆12固定在上游边墙上的导鱼栅固定端11上，固定杆12的长度与导鱼栅13和上游边墙之间的竖缝宽度相同，该竖缝供鱼类上溯至河道内，完成越坝上溯。导鱼栅13还可以将下行进入鱼道工程的鱼类引导至补水通道3内，经补水通道3顺利完成下行过坝，提高鱼道工程功能性。当旋转系统14驱动导鱼栅13的活动端旋转至补水通道3侧时，主要用于对导鱼栅13进行排污，其活动端通过导鱼栅固定端11固定于下游边墙上。

如图1所示，鱼道2为斜坡段，其中依次设有第一上游闸门21、多个隔板23和第一下游闸门22。第一上游闸门21设置于鱼道2的入水口处，用于检修时阻隔上游进水口段1中的水进入鱼道2。第一下游闸门22设置于鱼道2的出水口处，用于检修时阻隔下游河道中的水进入鱼道2。隔板23可根据工程特点进行选择。

如图1和图5所示，补水通道3为斜坡段，其在下游与鱼道2之间设有多根补水管33，补水管33中设有补水管闸门332。具体地，补水管33布置于鱼道2无隔板处，为鱼道内部进行补水。补水通道3中依次设有第二上游闸门31、补水管闸门控制机构331、拦鱼堰34和第二下游闸门32，第二上游闸门31设置于补水通道3入水口处，用于工作和检修，通过改变第二上游闸门31的开度，控制进入补水通道3的流量。第二下游闸门32为叠梁门，设置于补水通道3的出水口处，用于工作和检修，通过改变第二下游闸门32的开度或者堆叠高度，控制补水通道3实现旁通道底流诱鱼或者旁通道跌水诱鱼的辅助功能。补水管闸门控制机构331用于控制补水管闸门332的开度，改变补水管33的过流能力。补水管33可与第二下游闸门32协同工作，实现旁通道底流诱鱼或跌水诱鱼与鱼道内部补水的组合方式。拦鱼堰34的两侧均为弧面，上游弧面用于减小水流冲击力，下游弧面用于平稳下泄并加速上游来流，阻止鱼类从下游进入补水通道3内部。

如图1所示，在鱼道工程正常运行时，鱼道2内的第一上游闸门21和第一下游闸门22均保持正常开启状态，补水通道3内的第二上游闸门31根据生态流量下泄需求调整开度，第二下游闸门32根据鱼道2进口处的补水需求进行调整布置，导鱼栅13通过固定杆12固定在位于鱼道2侧的导鱼栅固定端11上。水流从拦河坝4的库区进入上游进水口段1，一部分水流进入鱼道2，另一部分水流进入补水通道3。鱼类从拦河坝4下游经鱼道2上溯至鱼道2进水口，在导鱼栅13的引导作用下，沿侧墙上溯至河道内，完成越坝上溯。

当鱼道2进口的补水需求为旁通道底流诱鱼时，如图6所示，提升第二下游闸门32的堆叠高度至补水通道3水面以上并且关闭补水管33的补水管闸门332，随后开启第二上游闸门31，水流即可完成旁通道底流诱鱼。

当鱼道2进口的补水需求为旁通道跌水诱鱼时，关闭第二下游闸门32并如图7所示降低第二下游闸门32的堆叠高度至跌水高度，随后开启第二上游闸门31，当补水通道3内的水面雍高达到第二下游闸门32的堆叠高度时，水流即可完成旁通道跌水诱鱼。

当鱼道2进口的补水需求为鱼道内部补水时，由于补水通道3内的流量远大于鱼道2的进口补水需求量，因此，首先通过补水管闸门控制机构331调整补水管闸门332至拟定开度，然后调整第二下游闸门32为旁通道底流诱鱼状态或者旁通道跌水诱鱼状态，随后开启第二上游闸门31，即可完成鱼道内部补水。

当导鱼栅13需要进行清污处理时，首先解除固定杆12对导鱼栅13的固定，然后旋转系统14带动导鱼栅13由鱼道2侧旋转至补水通道3侧，并固定于下游侧的导鱼栅固定端11上，在水流的冲击作用下，即可完成导鱼栅13的清污作业。待导鱼栅13清污作业完成后，由旋转系统14带动导鱼栅13由补水通道3侧旋转至鱼道2侧，并用固定杆12对导鱼栅13进行固定，继续发挥导鱼、拦污的功能。

当需要对鱼道2内进行检修时，先关闭第一上游闸门21，待鱼道2内的水下泄完成后关闭第一下游闸门22，然后即可进行开始鱼道2内的检修工作。当检修工作完成后，先打开第一下游闸门22，后打开第一上游闸门21，即可恢复鱼道2的正常运行。当需要对补水通道3内进行检修时，先关闭第二上游闸门31，待补水通道3内的水下泄完成后如图8所示彻底关闭第二下游闸门32，然后即可进行补水通道3的内检修工作。当检修完成后打开先打开第二下游闸门32，后打开第二上游闸门31，即可恢复补水通道3的正常运行。

综上所述，相比传统鱼道工程设计，本发明的有益之处在于：

(1)保证鱼道功能，实现生态流量下泄。在传统鱼道旁布置补水通道，既不影响鱼道建筑物的构造，保证了鱼道为上溯鱼类提供上行通道的功能，同时利用补水通道进行了生态流量下泄。

(2)提高鱼道工程功能性，实现鱼道工程下行设计。将补水通道进水口与鱼道进水口并排布置，在鱼道进水口侧斜向布置导鱼栅。该导鱼栅可以将下行进入鱼道工程的鱼类引导至补水通道内，经补水通道顺利完成下行过坝，提高鱼道工程功能性。

(3)充分利用生态流量补水通道，多方式为鱼道进口补水，增强鱼道工程诱鱼效果。将补水通道出水口与鱼道出水口并排布置，通过改变叠梁门的布置方式，即可为鱼道提供旁通道底流诱鱼以及旁通道跌水诱鱼的辅助功能，此外，在下游布置的补水管可利用补水通道对鱼道内部补水，直接提高鱼道进口流速，增强鱼道工程诱鱼效果。

(4)鱼道入口自动清污，降低运行成本。在鱼道工程入水口处布置的导鱼栅一方面具有导鱼功能，另一方面具有拦污栅的功能。当导鱼栅上垃圾过多，用于控制导鱼栅的旋转系统会自动启动，将导鱼栅旋转至补水通道侧，利用水流冲刷作用，实现拦污栅自动清污，从而降低运行成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有生态流量下泄功能的低水头坝鱼道，设置在远离引水闸(41)的一侧，其特征在于，包括：上游进水口段(1)、鱼道(2)和补水通道(3)，所述鱼道(2)和补水通道(3)在上游和下游处并排设置，

所述上游进水口段(1)在上游处与所述鱼道(2)、补水通道(3)相连接，其中活动连接有导鱼栅(13)；

所述鱼道(2)为斜坡段，其中依次设有第一上游闸门(21)、多个隔板(23)和第一下游闸门(22)；

所述补水通道(3)为斜坡段，其在下游处与所述鱼道(2)之间设有多根补水管(33)，所述补水管(33)中设有补水管闸门(332)；所述补水通道(3)中依次设有第二上游闸门(31)、补水管闸门控制机构(331)、拦鱼堰(34)和第二下游闸门(32)，所述补水管闸门控制机构(331)用于控制所述补水管闸门(332)的开度。

2.根据权利要求1所述的低水头坝鱼道，其特征在于，所述导鱼栅(13)上连接有旋转系统(14)，所述旋转系统(14)设置在所述鱼道(2)和补水通道(3)之间。

3.根据权利要求1所述的低水头坝鱼道，其特征在于，所述导鱼栅(13)为网格状结构，其网格的最大宽度不大于30mm。

4.根据权利要求1所述的低水头坝鱼道，其特征在于，所述上游进水口段(1)为平坡段。

5.根据权利要求1所述的低水头坝鱼道，其特征在于，所述第二下游闸门(32)为叠梁门。

6.根据权利要求1所述的低水头坝鱼道，其特征在于，所述拦鱼堰(34)为两侧均为弧形面的凸起状结构。

7.根据权利要求1所述的低水头坝鱼道，其特征在于，所述补水通道(3)的宽度大于所述鱼道(2)的宽度。

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