CN111350172B - 一种与船闸联合运用的鱼道补水系统、鱼道及补水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种与船闸联合运用的鱼道补水系统、鱼道及补水方法，所述鱼道补水系统包括船闸、以及与船闸通过泄水管道相连接的蓄水调节池，所述蓄水调节池用于蓄集船闸泄水，并为鱼道提供补水水源。本发明采用该鱼道补水系统，能够利用船闸泄水对鱼道进行补水，以合理充分利用水资源，避免现有直接采用上游水库取水进行鱼道补水，易降低水力发电效率的问题。

Description

一种与船闸联合运用的鱼道补水系统、鱼道及补水方法

技术领域

本发明涉及鱼道补水技术领域，尤其涉及一种与船闸联合运用的鱼道补水系统、鱼道及补水方法。

背景技术

鱼道是在闸坝等水利工程或天然障碍物处为沟通鱼类洄游通道而设置的过鱼建筑物，鱼道工程的建设能一定程度上缓解障碍物的阻隔影响。一座常规的鱼道主要包括进口、槽身及出口，鱼道进口是鱼类过坝洄游上溯的起始位置，是进入鱼道的门户，鱼道进口附近水流是鱼道槽身来流和电站尾水的水流衔接问题。为使鱼道进口水流有较好的诱鱼效果，进出处的吸引流需在电站尾水中明显区别开来，这就要求进口处的吸引流需达到一定流量，由于鱼道槽身的来流量较小，为增大鱼道进口处的吸引流流量，需在进口处设有相应的补水措施。

现有技术中，申请日为2019.07.04，公开号为CN110396999A，发明名称为“一种利用导流堤及船闸实现过鱼功能的组合结构”的中国专利中，即公开了一种采用上游水库进行鱼道补水，以保持进口吸引流流速的结构，但该补水方式的缺点是从上游水库直接取水，造成水资源的浪费，降低水力发电效率。

因此，为解决现有补水方式存在的问题，现进行了相应研发。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种能够利用船闸泄水对鱼道进行补水，以合理充分利用水资源，避免现有直接采用上游水库取水进行鱼道补水，易降低水力发电效率的问题的与船闸联合运用的鱼道补水系统、鱼道及补水方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种与船闸联合运用的鱼道补水系统，其中所述与船闸联合运用的鱼道补水系统包括船闸、以及与船闸通过泄水管道相连接的蓄水调节池，所述蓄水调节池用于蓄集船闸泄水，并为鱼道提供补水水源，利用船闸泄水对鱼道进行补水，是对船闸泄水的再利用，可以避免现有直接采用上游水库取水进行鱼道补水，易降低水力发电效率的问题，能够更为合理充分的利用水资源，同时，由于船闸泄水是一个非连续的过程，且在一次泄水过程中泄流量较大，因此，通过蓄水调节池可进行闸室内泄水的蓄集，可以在鱼道运行时，由蓄水调节池对鱼道进行补水。

进一步地，所述泄水管道进水口延伸至船闸的闸室内，且其出水口上连接蓄水调节池。

进一步地，所述泄水管道排水口延伸至下游河道或下游引航道内，泄水管道延伸至下游河道内的泄水方式，可实现闸室的旁侧泄水，以降低直接泄水至下游引航道内，易引起下游引航道内水位波动较大，影响船舶停靠的问题，提高船闸通航效率。

进一步地，所述泄水管道至少为一组，多组泄水管道的设置，能够进一步提高闸室泄水效率。

进一步地，所述泄水管道上设置泄水阀门，由泄水阀门控制泄水管道与蓄水调节池间的通断，使得闸室内的泄水被蓄集至蓄水调节池中，以及由泄水阀门控制泄水管道与下游引航道或下游河道间的通断，使得闸室内的泄水被排入下游引航道或下游河道内，以保证船闸正常运行。

进一步地，所述蓄水调节池上连接补水管道，由所述补水管道将蓄水调节池中蓄集的船闸泄水补给至鱼道，实现对鱼道的补水，以保证于鱼道进口处能够形成适宜的吸引流流速，吸引下游河道内洄游鱼类进入鱼道完成上溯。

进一步地，所述补水管道上设置补水控制阀，由补水控制阀控制补水管道与鱼道间的通断。

一种鱼道补水系统的布设方式，其中所述鱼道补水系统的布设方式采用上述的与船闸联合运用的鱼道补水系统。

进一步地，所述与船闸联合运用的鱼道补水系统中的蓄水调节池布设于船闸与鱼道之间，该布设方式下，可使得船闸、蓄水调节池和鱼道之间的水体依次流通，实现三者沟通所需布设管道线路较少，施工难度较低。

进一步地，所述与船闸联合运用的鱼道补水系统中的蓄水调节池与鱼道分设于船闸两侧。

一种鱼道，其中所述鱼道包括上述的与船闸联合运用的鱼道补水系统，与船闸联合运用的鱼道补水系统能够对鱼道进行补水，以使得鱼道进口水流区别与电站尾水，从而有较好的诱鱼效果，保证洄游鱼类进入鱼道中上溯。

进一步地，所述鱼道还包括延伸至上游水库中的鱼道出口、连通鱼道出口的鱼道槽身、以及与鱼道槽身相连通的鱼道进口，所述鱼道进口由与船闸联合运用的鱼道补水系统补水。

进一步地，所述与船闸联合运用的鱼道补水系统中的补水管道连通于鱼道进口上。

进一步地，所述与船闸联合运用的鱼道补水系统中的补水管道连通于鱼道槽身与鱼道进口衔接处，使得与船闸联合运用的鱼道补水系统的补水水流与鱼道槽身来流直接汇集，增加鱼道进口的吸引流流量和流速，保证鱼道进口水流有较好的诱鱼效果。

进一步地，所述鱼道槽身内设置鱼道竖缝，所述鱼道竖缝间形成鱼道槽身来流流道。

一种鱼道补水方法，其中所述鱼道补水方法为：

S1、通过一泄水管道连通船闸的闸室，由所述泄水管道导出闸室中的船闸泄水；

S2、布设一蓄水调节池，以使得所述泄水管道将船闸泄水蓄集至该蓄水调节池中，由于船闸泄水是非连续的，且在一次泄水过程中泄流量较大，因此，可通过蓄水调节池进行船闸泄水的蓄集；

S3、将所述蓄水调节池中的船闸泄水，引入至鱼道中，对所述鱼道补水，以与所述鱼道中的鱼道槽身来流相配合，形成诱鱼吸引流，采用船闸泄水进行补水，可充分利用水资源，避免现有采用上游库区补水方式，易减少发电用水量，以致影响到发电效率。

进一步地，所述蓄水调节池与鱼道之间通过补水管道连接，以使得船闸泄水沿补水管道进入鱼道补水。

一种根据上述与船闸联合运用的鱼道补水系统的船闸过闸方法，其中所述船闸过闸方法为，

步骤一、船舶由上游向下游过闸时，打开上闸首处的进水阀门，使得上游水库内的水通过进水阀门灌入闸室，闸室内的水位上升至和上游水库的水位持平，之后，打开上闸首处的闸门，船舶行驶入闸室中，关闭上闸首处的进水阀门和闸门；

步骤二、打开下闸首处的出水阀门，闸室中的水通过出水阀门下泄至下游引航道；或者打开泄水阀门，通过泄水管道将其部分水蓄集至蓄水调节池中，而其余水则下泄至下游引航道或下游河道；或者通过前述两种相组合的方式，以使得闸室内的水位下降至和下游引航道的水位持平，之后，打开下闸首处的闸门，船舶驶出闸室，关闭下闸首处的出水阀门或/和泄水阀门，从而完成船舶从上游向下游的过闸；

步骤三、当船舶从下游向上游过闸时，则反向依次重复上述步骤二和步骤一，从而完成船舶由下游向上游的过闸。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)利用船闸泄水对鱼道进行补水，是对船闸泄水的再利用，可以避免现有直接采用上游水库取水进行鱼道补水，易降低水力发电效率的问题，能够更为合理充分的利用水资源，同时，由于船闸泄水是一个非连续的过程，且在一次泄水过程中泄流量较大，因此，通过蓄水调节池可进行闸室内泄水的蓄集，可以在鱼道运行时，由蓄水调节池对鱼道进行补水。

(2)泄水管道延伸至下游河道内的泄水方式，可实现闸室的旁侧泄水，以降低直接泄水至下游引航道内，易引起下游引航道内水位波动较大，影响船舶停靠的问题，而旁侧泄水由于其排入至下游河道，故可以控制较快完成排水，从而改善船闸下游引航道通航条件，提高船闸通航效率。

附图说明

图1是本发明鱼道补水系统应用于闸坝中鱼道上的结构示意图一。

图2是图1中鱼道补水系统部分的结构示意图。

图3是本发明鱼道补水系统应用于闸坝中鱼道上的结构示意图二。

图4是图3中鱼道补水系统部分的结构示意图。

图5是本发明中鱼道部分的结构示意图。

图中：船闸1，上闸首11，闸室12，下闸首13，泄水管道2，泄水阀门21，进出水孔22，灌水阀门23，蓄水调节池3，补水管道31，补水控制阀32，鱼道4，鱼道出口41，鱼道槽身42，鱼道进口43，鱼道竖缝44，下游河道5，上游水库6，河岸7，下游引航道8。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

实施例一

如图1-图5所示，一种与船闸联合运用的鱼道补水系统，包括船闸1、以及与船闸1通过泄水管道2相连接的蓄水调节池3，蓄水调节池3用于蓄集船闸泄水，并为鱼道4提供补水水源。

具体地，本申请中具体有关蓄水调节池的规格尺寸、蓄水水位、充水方式以及与船闸和泄水管道的连接方式，均需结合具体的工程实际，设计得出。

实施例二

如图1、图2和图5所示，与实施例一的区别在于，进一步地，泄水管道2进水口延伸至船闸1的闸室12内，其出水口上连接蓄水调节池3，且其排水口延伸至下游河道5内，泄水管道延伸至下游河道内的泄水方式，可实现闸室的旁侧泄水，以降低直接泄水至下游引航道内，易引起下游引航道内水位波动较大，影响船舶停靠的问题，而旁侧泄水由于其排入至下游河道，故可以控制较快完成排水，从而改善船闸下游引航道通航条件，提高船闸通航效率。

其中，泄水管道2进水口可插入船闸1的闸室12中，也可直接连通于闸室12的出水口上，其出水口通过三通阀与蓄水调节池3和排水口连接，其排水口可位于下游河道5河流上方或者穿设于其河流中。另外，为使得闸室12内水体更加顺利进入蓄水调节池3中，对出水口与蓄水调节池3间设置的其他辅助结构或设备(如可采用如抽水泵等外部辅助设备连接于泄出水口上)，也均涵盖于本申请的保护范围之下。

进一步地，泄水管道2至少为一组。

具体地，泄水管道2可设置一组、两组或多组，根据船闸1的闸室12规格及成本核算等综合考量，在保证船舶正常过闸的情况下，提高船闸1的闸室12内灌水或泄水效率，其中，优选泄水管道2设置两组。

进一步地，多组泄水管道2间可依次水平布设、依次上下布设、呈对角线布设或者散乱布设，以在不影响船舶正常进出船闸1的闸室12的情况下，进行相应布设。

进一步地，泄水管道2上设置泄水阀门21。

进一步地，蓄水调节池3上连接补水管道31，由补水管道31将蓄水调节池3中蓄集的船闸泄水补给至鱼道4。

其中，蓄水调节池3对鱼道4的补水过程中，还可在两者之间增设实现船闸泄水处理的结构等，只要其最终是将蓄水调节池3中的船闸泄水补入鱼道4中即可。

进一步地，补水管道31上设置一补水控制阀32。

上述结构的具体应用，如将两组相对应布设的泄水管道2进水口插入闸室12中，在其出水口通过三通阀连接蓄水调节池3和排水口，其中，两组泄水管道1出水口与蓄水调节池3间的管道上分别设置泄水阀门一和泄水阀门二，而两组泄水管道1出水口与排水口间的管道上分别设置泄水阀门三和泄水阀门四，在船闸泄水时，首先打开泄水阀门一和泄水阀门二，依靠水压力自流情况，使得闸室12向蓄水调节池3充水，当蓄水达到设计要求后，关闭泄水阀门一和泄水阀门二，同时开启泄水阀门三和泄水阀门四，使得闸室12内的水体泄入下游河道5，直至闸室12内水位与下游水位齐平，打开下闸首13处的闸门，船舶驶出闸室。

实施例三

如图3-图5所示，与实施例二的区别在于，进一步地，泄水管道2进水口延伸至船闸1的闸室12内，其出水口上连接蓄水调节池3，且其排水口延伸至下游引航道8内。

前述结构的具体应用，如将两组相对应布设的泄水管道2进水口插入闸室12中，在其插入闸室12的部分上通过相邻布设的两组旁路管道连接蓄水调节池3，而其排水口延伸至下游引航道8内，其中，两组泄水管道1排水口的管道上分别设置泄水阀门一和泄水阀门二，而两组旁路管道上分别设置泄水阀门三和泄水阀门四，在船闸泄水时，可以先打开泄水阀门三和泄水阀门四，也可以同时打开泄水阀门一、泄水阀门二、泄水阀门三和泄水阀门四，依靠水压力自流情况，使得闸室12向蓄水调节池3充水，当蓄水达到设计要求后，关闭泄水阀门三和泄水阀门四，保留泄水阀门一和泄水阀门二继续泄水至下游引航道8，直至闸室12内水位与下游水位齐平，打开下闸首13处的闸门，船舶驶出闸室。

实施例四

如图1-图4所示，与实施例二和实施例三的区别在于，相对应布设的两组泄水管道2中，其一连接蓄水调节池3充水，另一延伸至下游河道5或下游引航道8内，且两者进水口均延伸至船闸1的闸室12内，另外，两者上均设置泄水阀门21，以控制与蓄水调节池3或下游河道5(下游引航道8)间的通断。

实施例五

如图2和图4所示，与实施例一至实施例四的区别在于，对泄水管道2的作用进一步拓展，进一步地，泄水管道2一端还可穿过船闸1的闸室12延伸至上游水库6中，且其穿设于船闸1的闸室12中的部分上开设进出水孔22，另一端连接蓄水调节池3，泄水管道2延伸至上游水库6中，能够在船舶过闸，需要进行闸室12灌水时，由泄水管道2辅助将上游水库6中的水引入闸室12，并通过其上的进出水孔流出灌入闸室12内，以提高船舶通航效率。

进一步地，泄水管道2上还设置灌水阀门23。

泄水管道2采用该结构，可辅助提高闸室12的泄水或者灌水效率，其中，泄水管道2一端插入上游水库6中。

实施例六

一种鱼道补水系统的布设方式，采用实施例一至实施例五中的与船闸联合运用的鱼道补水系统。

如图1和图3所示，进一步地，与船闸联合运用的鱼道补水系统中的蓄水调节池3布设于船闸1与鱼道4之间。

进一步地，与船闸联合运用的鱼道补水系统中的蓄水调节池3与鱼道4分设于船闸1两侧(图中未示出)。

具体地布设方式，可通过综合考虑闸坝实际情况、水流流态以及成本核算等选用。

实施例七

如图1、图3和图5所示，一种鱼道，包括实施例一至实施例五中的与船闸联合运用的鱼道补水系统。

本申请主要用于和船闸1同岸布置的鱼道4工程中。

进一步地，鱼道4还包括延伸至上游水库6中的鱼道出口41、连通鱼道出口41的鱼道槽身42、以及与鱼道槽身42相连通的鱼道进口43，鱼道进口43由与船闸联合运用的鱼道补水系统补水。

其中，与船闸联合运用的鱼道补水系统中的补水管道31可连通于远离鱼道进口43处的鱼道槽身42上、或者连通于鱼道槽身42鱼道进口43衔接处、或者连通于鱼道进口43上，后两种方式与鱼道槽身42来流直接汇集，降低补水水流连通于远离鱼道进口43处的鱼道槽身42上时，在其流动至鱼道进口处时，易造成补水水流能耗的问题，保证鱼道进口水流有较好的诱鱼效果。另外，具体地连接位置，可通过闸坝实际情况，经数值模拟计算与试验研究优化后确定。

进一步地，鱼道槽身42内设置鱼道竖缝44，鱼道竖缝44间形成鱼道槽身42来流流道，具体地，鱼道竖缝44可由相对应设置于鱼道槽身42内腔的挡板形成。

实施例八

如图1-图5所示，一种鱼道补水方法，根据实施例一至实施例五所述与船闸联合运用的鱼道补水系统的鱼道补水方法为：

S1、通过一泄水管道2连通船闸1的闸室12，由泄水管道2导出闸室12中的船闸泄水；

S2、布设一蓄水调节池3，以使得泄水管道2将船闸泄水蓄集至该蓄水调节池3中；

S3、将蓄水调节池3中的船闸泄水，引入至鱼道4中，对鱼道4补水，以与鱼道4中的鱼道槽身42来流相配合，形成诱鱼吸引流。

具体地，前述泄水管道2是将船闸泄水的部分蓄集至蓄水调节池3中，达到蓄水调节池3的设计要求后，其余部分下泄至下游河道5或下游引航道8中。

进一步地，蓄水调节池3与鱼道4之间通过补水管道31连接，以使得船闸泄水沿补水管道31进入鱼道4补水。

实施例九

如图1-图5所示，一种根据实施例一至实施例五所述与船闸联合运用的鱼道补水系统的船闸过闸方法，其中船闸过闸方法为，

步骤一、船舶由上游向下游过闸时，打开上闸首11处的进水阀门，使得上游水库6内的水通过进水阀门灌入闸室12，闸室12内的水位上升至和上游水库6的水位持平，之后，打开上闸首11处的闸门，船舶行驶入闸室12中，关闭上闸首11处的进水阀门和闸门；

步骤二、打开下闸首13处的出水阀门，闸室12中的水通过出水阀门下泄至下游引航道5；或者打开泄水阀门21，通过泄水管道2将其部分水蓄集至蓄水调节池3中，而其余水则下泄至下游河道5或下游引航道8；或者通过前述两种相组合的方式，以使得闸室12内的水位下降至和下游引航道5的水位持平，之后，打开下闸首13处的闸门，船舶驶出闸室12，关闭下闸首13处的出水阀门或/和泄水阀门21，从而完成船舶从上游向下游的过闸；

步骤三、当船舶从下游向上游过闸时，则反向依次重复上述步骤二和步骤一，从而完成船舶由下游向上游的过闸。

以实施例五的技术方案为基础，进一步地，上述步骤一中，将上游水库6内的水灌入闸室12，还可包括同时打开灌水阀门23，使得上游水库6中的水沿泄水管道2引入闸室12，并于闸室12内由泄水管道2上的进出水孔22流出的方式。

进一步地，上述步骤二中，进行闸室12内水的下泄，还可包括使得闸室12内的水由进出水孔22流入泄水管道2中，将船闸泄水蓄集至蓄水调节池3中的方式。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种与船闸联合运用的鱼道补水系统，其特征在于：所述与船闸联合运用的鱼道补水系统包括船闸（1）、以及与船闸（1）通过泄水管道（2）相连接的蓄水调节池（3），所述蓄水调节池（3）用于蓄集船闸（1）泄水，并为鱼道（4）提供补水水源；

所述泄水管道（2）进水口延伸至船闸（1）的闸室（12）内，且其出水口上连接蓄水调节池（3）；

所述泄水管道（2）排水口延伸至下游河道（5）或下游引航道（8）内。

2.根据权利要求1所述的与船闸联合运用的鱼道补水系统，其特征在于：所述泄水管道（2）至少为一组。

3.根据权利要求2所述的与船闸联合运用的鱼道补水系统，其特征在于：所述泄水管道（2）上设置泄水阀门（21）。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的与船闸联合运用的鱼道补水系统，其特征在于：所述蓄水调节池（3）上连接补水管道（31），由所述补水管道（31）将蓄水调节池（3）中蓄集的船闸泄水补给至鱼道（4）。

5.一种鱼道，其特征在于：所述鱼道包括权利要求1-4中任意一项所述的与船闸联合运用的鱼道补水系统。

6.一种鱼道补水方法，其特征在于：所述鱼道补水方法为：

S1、通过一泄水管道（2）连通船闸（1）的闸室（12），由所述泄水管道（2）导出闸室（12）中的船闸泄水；

S2、布设一蓄水调节池（3），以使得所述泄水管道（2）将船闸泄水蓄集至该蓄水调节池（3）中；

S3、将所述蓄水调节池（3）中的船闸泄水，引入至鱼道（4）中，对所述鱼道（4）补水，以与所述鱼道（4）中的鱼道（4）槽身来流相配合，形成诱鱼吸引流；

所述泄水管道（2）排水口延伸至下游河道（5）或下游引航道（8）内。

7.根据权利要求6所述的鱼道补水方法，其特征在于：所述蓄水调节池（3）与鱼道（4）之间通过补水管道（31）连接，以使得船闸（1）泄水沿补水管道（31）进入鱼道（4）补水。

8.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的与船闸联合运用的鱼道补水系统的船闸过闸方法，其特征在于：所述船闸过闸方法为，

步骤一、船舶由上游向下游过闸时，打开上闸首（11）处的进水阀门，使得上游水库（6）内的水通过进水阀门灌入闸室（12），闸室（12）内的水位上升至和上游水库（6）的水位持平，之后，打开上闸首（11）处的闸门，船舶行驶入闸室（12）中，关闭上闸首（11）处的进水阀门和闸门；

步骤二、打开泄水阀门（21），通过泄水管道（2）将其部分水蓄集至蓄水调节池（3）中，而其余水则下泄至下游河道（5）或下游引航道（8）；使得闸室（12）内的水位下降至和下游引航道（5）的水位持平，之后，打开下闸首（13）处的闸门，船舶驶出闸室（12），关闭泄水阀门（21），从而完成船舶从上游向下游的过闸；

步骤三、当船舶从下游向上游过闸时，则反向依次重复上述步骤二和步骤一，从而完成船舶由下游向上游的过闸。

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