CN111893961A - 适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构。它包括闸门门槽、启闭机房和鱼道闸门；所述闸门门槽有多个；多个所述闸门门槽叠置在鱼道外侧边墙临水侧；所述鱼道闸门设置在所述闸门门槽上；所述鱼道闸门采用叠梁门形式；所述启闭机房设置在所述闸门门槽上方；所述启闭机房内设有启闭机；所述启闭机与所述鱼道闸门连接。本发明具有节约占地，降低出口段布置难度，减小工程量的优点。本发明还公开了所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法。

Description

适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及水利工程和环保工程技术领域，更具体地说它是适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构。本发明还涉及所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法。

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。鱼道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。

然而，对于上游水位变幅较大的工程，水位变化条件下，鱼道的流量、水面线、沿程流速均会受到影响，影响鱼道的过鱼效率。如何提高鱼道出口适应水位变化的能力，一直是国内外面临的技术难题，目前提高鱼道出口适应水位变化能力的方法主要是在鱼道沿程最低、最高水位之间设置多个出口，同时也需要设置多套出口闸门，但这种传统方法存在以下弊端：

1)多个出口需要多个出口闸门，并设置多套启闭机构及启闭机房，工程量大，上游出口闸门启闭设备多，成本较高；

2)多个出口闸门在鱼道中沿程间隔布置，彼此距离较远，操作调度维护不便利。

因此，现亟需开发一种适应上游大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构。

发明内容

本发明的第一目的是为了提供一种适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，节约占地，降低出口段布置难度，减小闸门及启闭机房数量及工程量。

本发明的第二目的是为了提供所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法，适应上游大水位变幅，更好地帮助鱼类过坝。

为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：一种适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，其特征在于：包括闸门门槽、启闭机房和鱼道闸门；

所述闸门门槽有多个；多个所述闸门门槽叠置在鱼道外侧边墙临水侧；

所述鱼道闸门设置在所述闸门门槽上；所述鱼道闸门采用叠梁门形式；

所述启闭机房设置在所述闸门门槽上方；

所述启闭机房内设有启闭机；所述启闭机与所述鱼道闸门连接。

在上述技术方案中，所述闸门门槽布置在出鱼口上；所述闸门门槽呈上下贯通的矩形槽状结构；外侧边墙设置在鱼道出口结构外周；所述出鱼口设置在所述外侧边墙的临水侧；所述出鱼口与所述鱼道出口结构相连通。

在上述技术方案中，还包括闸门门库；所述闸门门库位于鱼道外侧边墙的临水侧、且布置在所述出鱼口侧方。

在上述技术方案中，所述启闭机通过缆绳与所述鱼道闸门连接。

在上述技术方案中，

所述出鱼口包括多个出鱼口结构；多个所述出鱼口结构呈叠置设置；所述出鱼口结构与所述鱼道出口结构相连通；所述闸门门槽布置在所述出鱼口结构上。

为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：根据上游水位调节鱼道闸门，即关闭运行水位以下的鱼道闸门，打开运行水位以上的鱼道闸门；

步骤二：水体通过相应高程的出鱼口进入鱼道出口结构内，并在鱼道出口结构内盘旋，最后流入鱼道，再进入下游；

步骤三：鱼类上溯，从鱼道进入鱼道出口结构后，沿鱼道出口结构盘旋上溯，上溯至上游水位对应的出鱼口处，从出鱼口游出鱼道。

在上述技术方案中，在步骤一中，打开运行水位以上的鱼道闸门的方式为；启闭机驱动缆绳将运行水位以上的鱼道闸门提出闸门门槽，且转移放置在闸门门库内；

关闭运行水位以下的鱼道闸门方式为：启闭机驱动缆绳将运行水位以下的鱼道闸门从闸门门槽顶端放入闸门门槽。

本发明具有如下优点：

(1)本发明通过集中设置闸门门槽、启闭机房和鱼道闸门，减少了鱼道出口的启闭机房和启闭机数量，节省工程量；

(2)本发明中鱼道闸门布置较为集中，调度运行较为方便。

本发明适用于上游水位变幅大的水利水电工程，利用本发明进行鱼道出口段布置，能够节省工程占地、减小闸门及启闭机房数量及工程量、方便运行管理，提升鱼道过鱼效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明设置在鱼道出口的整体布置示意图。

图3为图2的A处放大图。

图4为本发明实施例设置在鱼道出口段整体结构图。

图5为本发明实施例设置在鱼道出口段整体俯视图。

图6为本发明实施例设置在鱼道出口段整体前视图。

图7为本发明实施例设置在鱼道出口段横剖面图。

图8为本发明实施例设置在鱼道出口段各出鱼口布置示意图。

图9为本发明实施例在最高水位运行状态下鱼道闸门的启闭状态。

图10为本发明实施例设置在鱼道出口段的局部俯视结构示意图。

图2中，水填充在下游3和上游4。

图5可以看出，水体从第一出鱼口结构7.11流入鱼道出口结构2，在鱼道结构内盘旋，最后流入鱼道11；图5中的箭头表示水体流向；鱼类流向与水体流向相反。

图8中，出鱼口有二列，二列出鱼口分别位于外侧边墙迎水面两端；位于一端的出鱼口包括叠置设置的五个出鱼口结构，五个出鱼口结构自上而下依次为第一出鱼口结构7.11、第二出鱼口结构7.12、第三出鱼口结构7.13、第四出鱼口结构7.14、第五出鱼口结构7.15。图9中，第二出鱼口结构7.12、第三出鱼口结构7.13、第四出鱼口结构7.14、第五出鱼口结构7.15上均设置有鱼道闸门。

图8中，位于另一端的出鱼口包括叠置设置的四个出鱼口结构，四个出鱼口结构自上而下依次为第一出鱼口结构7.11、第二出鱼口结构7.12、第三出鱼口结构7.13、第四出鱼口结构7.14。图9中，第二出鱼口结构7.12、第三出鱼口结构7.13、第四出鱼口结构7.14上均设置有鱼道闸门。出鱼口的列数可根据需要设置呈其他数量。

图8中，闸门门库有二个；启闭机房有二个；位于两侧的出鱼口数量根据水位确定，两侧出鱼口数量可相同、可不同。

图中1-大坝，2-鱼道出口结构，3-下游，4-上游，5-鱼道结构，5.1-第一鱼道结构，5.2-第二鱼道结构，6-鱼道隔板，7-出鱼口，7.1-出鱼口结构，7.11-第一出鱼口结构，7.12-第二出鱼口结构，7.13-第三出鱼口结构，7.14-第四出鱼口结构，7.15-第五出鱼口结构，8-启闭机房，8.1-启闭机，8.2-缆绳，9-外侧边墙，10-闸门门库，11-鱼道，12-鱼道闸门，13-闸门门槽。

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：一种适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，包括闸门门槽13、启闭机房8和鱼道闸门12；

所述闸门门槽13有多个；多个所述闸门门槽13叠置在鱼道外侧边墙9临水侧；

所述鱼道闸门12设置在所述闸门门槽13上；所述鱼道闸门12有多个；保证每个出鱼口结构7.1对应设有鱼道闸门12，根据上游4水位调节鱼道闸门12，即关闭运行水位以下的鱼道闸门12，打开运行水位以上的鱼道闸门12，适应大水位变幅条件下过鱼；

所述启闭机房8设置在所述闸门门槽13上方；

所述启闭机房8内设有启闭机8.1；所述启闭机8.1与所述鱼道闸门12连接(如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示)，启闭机房8内的启闭机8.1通过缆绳8.2将鱼道闸门12提出闸门门槽13，便于根据上游4水位调节鱼道闸门12，即启闭机8.1驱动缆绳8.2关闭运行水位以下的鱼道闸门12，打开运行水位以上的鱼道闸门12(如图1所示)。

进一步地，所述闸门门槽13布置在出鱼口7；所述的闸门门槽13呈上下贯通的矩形槽状结构(如图9所示)，鱼道闸门12可从闸门门槽13顶端放入；外侧边墙9设置在鱼道出口结构2外周；所述出鱼口7设置在所述外侧边墙9的临水侧；鱼道11与所述外侧边墙9的侧面底端相连通。

进一步地，所述鱼道闸门12采用叠梁门形式，鱼道闸门12可以叠放。

进一步地，还包括闸门门库10；闸门门库10位于鱼道外侧边墙9的临水侧、且布置在出鱼口7侧方(如图8、图9所示)，不使用的鱼道闸门12可通过启闭机8.1转移放置在闸门门库10内。

进一步地，所述启闭机8.1驱动缆绳8.2与所述鱼道闸门12连接，启闭机8.1能够驱动缆绳8.2将鱼道闸门12提出/放入闸门门槽13(如图1、图10所示)。

更进一步地，所述出鱼口7至少有二个(如图8、图9所示)，分别设置在外侧边墙9两侧；提高过鱼效率；外侧边墙9起到防止上游水体溢流进入鱼道中的作用；每个所述出鱼口7包括多个出鱼口结构7.1；多个所述出鱼口结构7.1呈叠置设置；所述出鱼口结构7.1与所述鱼道结构5相连通；多个出鱼口结构7.1纵向垂直分布，闸门门槽13位于出鱼口结构7.1上、鱼道闸门12位于闸门门槽13上、保证鱼道闸门12纵向分层放置；出鱼口7和出鱼口结构7.1的数量根据实际情况设置；水流通过出鱼口7进入鱼道出口结构2诱鱼。

参阅附图可知：所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法，包括如下步骤，

步骤一：根据上游4水位调节鱼道闸门12，即关闭运行水位以下的鱼道闸门12，打开运行水位以上的鱼道闸门12(如图2、图3、图9所示)；

步骤二：水体通过相应高程的出鱼口7进入鱼道出口结构2内，并在鱼道出口结构2内盘旋，最后流入鱼道11，再进入下游3；

步骤三：鱼类上溯，从鱼道11进入鱼道出口结构2后，沿鱼道出口结构2盘旋上溯，上溯至上游4水位对应的出鱼口7处，从出鱼口7游出鱼道(如图4、图5、图6、图7、图8所示)。

更进一步地，在步骤一中，打开运行水位以上的鱼道闸门12的方式为；启闭机8.1驱动缆绳8.2将运行水位以上的鱼道闸门12提出闸门门槽13，启闭机8.1驱动缆绳8.2将运行水位以上的鱼道闸门12转移放置在闸门门库10内；

关闭运行水位以下的鱼道闸门12方式为：启闭机8.1驱动缆绳8.2将运行水位以下的鱼道闸门12从闸门门槽13顶端放入闸门门槽13。

实施例

某水利枢纽坝上水位变幅为30m，采用传统鱼道出口沿岸布置方式，坝上出口段将长达1.5km以上，需要修建多座(约9座)启闭机房及多个(约9座)鱼道出口闸门，闸门高度在5m至35m之间，工程量巨大，对启闭机房的高度要求也非常高，运行也十分不方便。

本实施例布置鱼道出口闸门的鱼道出口结构2的结构如下：

鱼道出口结构2整体呈长方体或跑道型结构；所述鱼道出口结构2包括鱼道结构5和出鱼口7；所述鱼道结构5采用集中盘旋式布置在外侧边墙9，并按照鱼道所需要的坡度盘旋布置；外侧边墙9起到防止上游水体溢流进入鱼道中的作用。

鱼道结构5与所述出鱼口7相连通(如图2、图3、图9所示)，水流通过出鱼口7进入鱼道结构5诱鱼。

所述鱼道结构5包括第一鱼道结构5.1和第二鱼道结构5.2；所述第一鱼道结构5.1与所述第二鱼道结构5.2连通；所述第一鱼道结构5.1呈一定坡度；所述第二鱼道结构5.2呈垂直或圆角转弯平坡结构(如图3、图4、图7、图8、图9所示)；鱼类盘旋上溯时从鱼道11进入第一鱼道结构5.1，然后通过第二鱼道结构5.2(第二鱼道结构5.2为平坡)再回头进入反向的第一鱼道结构5.1段，这是一个回字形，根据水位高低，鱼类盘旋次数不一，直至鱼类盘旋出鱼口7处(如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示)；所述出鱼口7设置在所述外侧边墙9临水侧；所述出鱼口7与所述鱼道结构5相连通；所述的休息池位于鱼道出口结构2的上下游两侧；所述的出鱼口7位于休息池的临水侧；休息池即转弯段，也就是第二鱼道结构5.2。

有鱼道隔板6设置在第一鱼道结构5.1段；鱼道隔板6有多个，多个鱼道隔板6呈间隔设置；鱼道隔板的作用是起到消能作用，减缓鱼道内部水流速度，以达到鱼类克流能力要求，保证鱼类可以上溯(如图1、图2、图3、图4、图6所示)。

所述出鱼口7有多列(如图8、图9所示)，分别设置在外侧边墙9两端；提高过鱼效率；外侧边墙9起到防止上游水体溢流进入鱼道中的作用；每个所述出鱼口7包括多个出鱼口结构7.1；多个所述出鱼口结构7.1呈叠置设置；所述出鱼口结构7.1与所述鱼道结构5相连通；多个出鱼口结构7.1纵向垂直分布，闸门门槽13位于出鱼口结构7.1上、鱼道闸门12位于闸门门槽13上、保证鱼道闸门12纵向分层放置；出鱼口7和出鱼口结构7.1的数量根据实际情况设置；水流通过出鱼口7进入鱼道出口结构2诱鱼。

启闭机房8有多个；启闭机房8的数量与出鱼口7的数量相等；启闭机房8内设有启闭机，启闭机与鱼道闸门12连接，用于运转鱼道闸门12。

所述第一鱼道结构5.1为鱼道段，所述第二鱼道结构5.2为转弯段。

本实施例鱼道出口结构2的鱼道出口闸门布置结构如下：

一种适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，包括闸门门槽13、启闭机房8、闸门门库10和鱼道闸门12；

所述闸门门槽13有多个；多个所述闸门门槽13叠置在鱼道外侧边墙9临水侧；

闸门门库10位于鱼道外侧边墙9的临水侧、且布置在出鱼口7侧方(如图8、图9所示)，不使用的鱼道闸门12可通过启闭机8.1转移放置在闸门门库10内；

所述鱼道闸门12设置在所述闸门门槽13上；所述鱼道闸门12有多个；保证每个出鱼口结构7.1对应设有鱼道闸门12，根据上游4水位调节鱼道闸门12，即关闭运行水位以下的鱼道闸门12，打开运行水位以上的鱼道闸门12，适应大水位变幅条件下过鱼；

所述启闭机房8设置在所述闸门门槽13上方；

所述启闭机房8内设有启闭机8.1；所述启闭机8.1通过缆绳8.2与所述鱼道闸门12连接，启闭机8.1能够驱动缆绳8.2将鱼道闸门12提出/放入闸门门槽13(如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示)，启闭机房8内的启闭机8.1驱动缆绳8.2将鱼道闸门12提出闸门门槽13，便于根据上游4水位调节鱼道闸门12，即启闭机8.1驱动缆绳8.2关闭运行水位以下的鱼道闸门12，打开运行水位以上的鱼道闸门12(如图1所示)。

所述闸门门槽13布置在出鱼口7；所述的闸门门槽13呈上下贯通的矩形槽状结构(如图9所示)，鱼道闸门12可从闸门门槽13顶端放入；外侧边墙9设置在鱼道出口结构2外周；所述出鱼口7设置在所述外侧边墙9的临水侧；鱼道11与所述外侧边墙9的侧面底端相连通。

所述鱼道闸门12采用叠梁门形式，鱼道闸门12可以叠放。

参阅附图可知：所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法，包括如下步骤，

步骤一：根据上游4水位调节鱼道闸门12，即关闭运行水位以下的鱼道闸门12，打开运行水位以上的鱼道闸门12(如图2、图3、图9所示)；

打开运行水位以上的鱼道闸门12的方式为；启闭机8.1驱动缆绳8.2将运行水位以上的鱼道闸门12提出闸门门槽13，启闭机8.1驱动缆绳8.2将运行水位以上的鱼道闸门12转移放置在闸门门库10内；

关闭运行水位以下的鱼道闸门12方式为：启闭机8.1驱动缆绳8.2将运行水位以下的鱼道闸门12从闸门门槽13顶端放入闸门门槽13；

步骤二：水体通过相应高程的出鱼口7进入鱼道出口结构2内，并在鱼道结构5内盘旋，最后流入鱼道11，再进入下游3；

步骤三：鱼类上溯，从鱼道11进入鱼道出口结构2后，沿鱼道结构5盘旋上溯，上溯至上游4水位对应的出鱼口7处，从出鱼口7游出鱼道(如图4、图5、图6、图7、图8所示)。

结论：本实施例采用本发明所述的适应大水为变幅的鱼道出口闸门结构及使用方法后，启闭机房数量减少至2座，闸门高度均减小至5m，极大节省了工程量，同时方便出口闸门的调度运行。本实施例仅对本发明进行举例说明，布置鱼道出口闸门的鱼道出口结构2还可以为其他结构。

为了能够更加清楚的说明本发明所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构及其使用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，本发明所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构及其使用方法与现有技术相比，一个鱼道只需二套启闭机构及启闭机房、易统一调度运行，多个出口闸门呈叠置设置、工程量小、成本低，适应上游大水位变幅的鱼道过鱼。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (7)

1.一种适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，其特征在于：包括闸门门槽(13)、启闭机房(8)和鱼道闸门(12)；

所述闸门门槽(13)有多个；多个所述闸门门槽(13)叠置在鱼道外侧边墙(9)临水侧；

所述鱼道闸门(12)设置在所述闸门门槽(13)上；所述鱼道闸门(12)采用叠梁门形式；

所述启闭机房(8)设置在所述闸门门槽(13)上方；

所述启闭机房(8)内设有启闭机(8.1)；所述启闭机(8.1)与所述鱼道闸门(12)连接。

2.根据权利要求1所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，其特征在于：所述闸门门槽(13)布置在出鱼口(7)上；所述闸门门槽(13)呈上下贯通的矩形槽状结构；外侧边墙(9)设置在鱼道出口结构(2)外周；所述出鱼口(7)设置在所述外侧边墙(9)的临水侧；所述出鱼口(7)与所述鱼道出口结构(2)相连通。

3.根据权利要求2所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，其特征在于：还包括闸门门库(10)；所述闸门门库(10)位于所述鱼道外侧边墙(9)的临水侧、且布置在所述出鱼口(7)侧方。

4.根据权利要求3所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，其特征在于：所述启闭机(8.1)通过缆绳(8.2)与所述鱼道闸门(12)连接。

5.根据权利要求4所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构，其特征在于：所述出鱼口(7)包括多个出鱼口结构(7.1)；多个所述出鱼口结构(7.1)呈叠置设置；所述出鱼口结构(7.1)与所述鱼道出口结构(2)相连通；所述闸门门槽(13)布置在所述出鱼口结构(7.1)上。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：根据上游(4)水位调节鱼道闸门(12)，即关闭运行水位以下的鱼道闸门(12)，打开运行水位以上的鱼道闸门(12)；

步骤二：水体通过相应高程的出鱼口(7)进入鱼道出口结构(2)内，并在鱼道出口结构(2)内盘旋，最后流入鱼道(11)，再进入下游(3)；

步骤三：鱼类上溯，从鱼道(11)进入鱼道出口结构(2)后，沿鱼道出口结构(2)盘旋上溯，上溯至上游(4)水位对应的出鱼口(7)处，从出鱼口(7)游出鱼道。

7.根据权利要求6所述的适应大水位变幅的鱼道出口闸门布置结构的使用方法，其特征在于：在步骤一中，打开运行水位以上的鱼道闸门(12)的方式为；启闭机(8.1)驱动缆绳(8.2)将运行水位以上的鱼道闸门(12)提出闸门门槽(13)，且转移放置在闸门门库(10)内；

关闭运行水位以下的鱼道闸门(12)方式为：启闭机(8.1)驱动缆绳(8.2)将运行水位以下的鱼道闸门(12)从闸门门槽(13)顶端放入闸门门槽(13)。

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