CN114319260B - 一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道 - Google Patents

一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道 Download PDF

Info

Publication number
CN114319260B
CN114319260B CN202111662798.2A CN202111662798A CN114319260B CN 114319260 B CN114319260 B CN 114319260B CN 202111662798 A CN202111662798 A CN 202111662798A CN 114319260 B CN114319260 B CN 114319260B
Authority
CN
China
Prior art keywords
baffle
chamber
length
cell
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111662798.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114319260A (zh
Inventor
张帝
刘亚坤
曲颖敏
石小涛
刘春明
岑嘉豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202111662798.2A priority Critical patent/CN114319260B/zh
Publication of CN114319260A publication Critical patent/CN114319260A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114319260B publication Critical patent/CN114319260B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/60—Ecological corridors or buffer zones

Landscapes

  • Farming Of Fish And Shellfish (AREA)

Abstract

本发明提供一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，属于过鱼设施领域。包括底板，垂直于底板的两个侧壁面，底板和两个侧壁面组成过流通道，以矩形堰所在的平面为界限，过流通道被分隔成多个池室，侧面短挡板和其相邻的中部L型长挡板之间具有间隔，中部L型长挡板的顶部平行于水流方向，矩形堰连接中部L型长挡板和一个侧壁面，流道中的竖缝和矩形堰顶部均允许鱼类通过。本发为鱼类提供多个上溯通道，并为鱼类提供了充分的休息区域，减轻了水利水电工程对鱼类资源的不利影响，有助于保护鱼类资源，恢复河流的连通性。

Description

一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道
技术领域
本发明属于一种含有垂直多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道。该鱼道包含多竖缝和矩形堰两种过流结构，为拥有不同喜好的多种鱼类提供上溯通道。
背景技术
在全球范围内，河流破碎化和大坝建设对淡水生态系统的生物多样性和生态功能构成了重大威胁。多年来，鱼道被认为是恢复河流纵向连通性的主要技术方案。如果设计得当，鱼道结构能够让目标鱼类安全地进入、通过和离开，避免过度的压力和水动力伤害，从而允许鱼类种群之间的遗传流动。
由于水利水电建筑物和相应水库的数量将会继续增加，为了满足人类对水(水电、灌溉和饮用水)不断增长的需求，新的工程解决方案有必要尽量减少分配给鱼道的流量，但同时要求尽可能地提高鱼类的通行效率。池式鱼道是最古老、最常见和分布最广的鱼道类型之一，在几种池式鱼道(即带有底部孔口或凹口或竖缝的池式)中，竖缝式鱼道被认为是最好的技术鱼道之一，因为(1)鱼在池室之间移动时可以选择其喜欢的深度；(2)竖缝式鱼道可以适应上游和下游水位的显著变化，使其能够适应河道流量的变化；(3)与带有孔口或凹口的池式鱼道相比，更不容易被碎片和沉积物堵塞。然而，与其他配备孔口或槽口的鱼道相比，竖缝式鱼道需要相对更高的水流流量，这增加了与水相关的运营成本。为了降低这些成本，本发明提供了一种具有成本效益的解决方案，该设计汇集了竖缝式鱼道的一些最佳特性，但能够以较低的流量、较低的速度和较低的湍动水平运行，同时保持其对鱼类物种洄游上溯的有效性。
发明内容
本发明旨在提出具有成本效益的鱼道解决方案，即提出了一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道。和传统单竖缝鱼道相比，新型组合式鱼道通过采用多竖缝式结构能够有效降低其运行所需的流量、并减小池室内的流速和湍动水平，这将有利于多种类、不同游泳能力的鱼类通过鱼道成功上溯。此外，新型组合式鱼道中的矩形堰结构能够增加过流通道，使池室内适合鱼类上溯和休息的区域在空间分布上更为合理，大大提高了池室的利用率。对游泳能力强且喜欢浅水深的鱼类来说，提供了额外的上溯通道。
为了达到上述目的，本发明技术方案：
一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，所述的组合式鱼道包括底板1、侧壁面2、侧面短挡板3、中部L型长挡板4和矩形堰5；底板1和底板1两侧的侧壁面2组成过流通道；以矩形堰5所在的平面为界限，过流通道被分隔成多个池室；每个池室包括一个底板1、两个侧壁面2、一个侧面短挡板3、一个中部L型长挡板4和一个矩形堰5；
中部L型长挡板4位于池室中部，包括相互垂直的竖向挡板和横向挡板；竖向挡板平行于侧壁面2，竖向挡板的顶端指向与水流方向相反的方向；矩形堰5垂直于竖向挡板，与横向挡板共面，且一端与中部L型长挡板4的拐角相连，另一端与池室的一个侧壁面2连接，矩形堰5的高度低于池室高度；
侧面短挡板3与池室的另一个侧壁面2垂直连接，且位于中部L型长挡板4中竖向挡板的顶端与横向挡板之间。
进一步地，底板1纵向坡度为1％～10％；每个池室的长宽比为3:2.2。
进一步地，侧面短挡板3的长度l0与池室宽度B之比为0.25：2.2，侧面短挡板3的厚度b0与池室长度L之比为0.2:3；中部L型长挡板4竖向挡板的长度l与池室长度L之比为1.32:3，中部L型长挡板4竖向挡板的厚度b0与池室宽度B之比为0.2:2.2；侧面短挡板3和中部L型长挡板4之间的距离bs与池室宽度B之比为0.62:2.2。
进一步地，中部L型长挡板4的横向挡板的长度l1与池室宽度B之比为0.25:2.2，中部L型长挡板4的横向挡板的厚度b0与池室长度L之比为0.2:3；中部L型长挡板4的横向挡板和设置有侧面短挡板3一侧的侧壁面2之间的距离bs和池室宽度B之比为0.62：2.2；侧面短挡板3和中部L型长挡板4的横向挡板之间的距离l2与池室长度L之比为0.98:3。
进一步地，矩形堰5的长度bw与池室宽度B之比为1.13：2.2，矩形堰5的厚度b0与池室长度L之比为0.2:3。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明涉及一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道，多竖缝结构产生较低的速度和湍动水平，可以为尺寸较小、游泳能力较弱的鱼类提供更好的水动力条件，为鱼类提供了在其首选深度通过鱼道的机会；这种设计提供了更低的运营成本，运行使用的水量也低于传统的单竖缝式鱼道。
(2)当堰和竖缝的组合使用时，矩形堰分担了竖缝处的过流压力，进一步降低了竖缝处的速度，减少了从竖缝处通过的鱼类的能量消耗，提高了鱼类顺利上溯的效率。此外，矩形堰结构使得池室内的流速分布更加合理，为鱼类提供了适当的休息区域，为能够跳跃、喜欢浅水深的鱼类提供额外的通道。
附图说明
图1为本发明的一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道的单个池室结构的三维示意图；
图2为本发明的一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道的单个池室结构的二维平面示意图；
图3为本发明的一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道的多个池室结构的三维示意图；
图4为本发明的一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道的多个池室结构的二维平面示意图。
图中：1底板；2侧壁面；3侧面短挡板；4中部L型长挡板；5矩形堰。
B池室宽度；L池室长度；bs竖缝宽度；b0侧面短挡板、中部L型长挡板和矩形堰的厚度；l0侧面短挡板的长度；l中部L型长挡板的顶部的长度；l1中部L型长挡板的底部的长度；l2两个竖缝之间的间隔；bw矩形堰的宽度；H挡板和侧壁面的高度；h矩形堰的高度。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道包括底板1；侧壁面2；侧面短挡板3；中部L型长挡板4；矩形堰5，且连接处均为固定连接。
图1中箭头的方向为水流方向，鱼道底板的纵向坡度为1.67％，入口水流分别从竖缝处或矩形堰的顶部流向鱼道出口，流经竖缝的水流一部分在侧面短挡板的下游侧形成一个小回流区域，另一部分直接流向下一个竖缝；从矩形堰顶部通过的水流一部分在堰体下游侧形成一个回流区域，另一部分直接流向下一个池室；流经竖缝和矩形堰顶部的部分水流会汇集在下一个池室的中部L型长挡板的顶部的前端，从而形成另一个较小的回流区域。
图2为本发明的一种带有多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道的单个池室结构的二维平面图。池室宽度B＝2.2m；池室长度L＝3.00m；竖缝宽度bs＝0.62m；侧面短挡板、中部L型长挡板和矩形堰的厚度b0＝0.20m；侧面短挡板的长度l0＝0.25m；中部L型长挡板的顶部的长度l＝1.32m；中部L型长挡板的底部的长度l1＝0.25m；两个竖缝之间的间隔l2＝0.98m；矩形堰的宽度bw＝1.13m；挡板和侧壁面的高度H＝1.50m；矩形堰的高度h＝0.60m。
水流从鱼道入口流向出口的过程中，流经竖缝处的水流在侧面短挡板的下游侧形成的、从矩形堰顶部通过的水流在堰体下游侧形成的、以及部分水流汇聚在中部L型长挡板的前端形成的以低流速、低湍动能为主要特征的回流区域，为鱼类的上溯过程提供了恢复能量、减轻疲劳的休息区，提高鱼道的过鱼效率。
数值模拟研究表明，在流量Q＝0.60m3/s、坡度S＝1.67％时，鱼道池室内部的平均的时均水深、最大的时均流速、平均的时均流速、平均的时均湍动能、最大的时均雷诺剪切应力的对比结果如表1所示：
表1两种鱼道结构型式的水深、流速、湍动能和雷诺剪切应力值对比表
Figure BDA0003447727350000051
结果对比发现，在相同运行流量下，采用本发明带有垂直多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道的池室内部平均水深要高于传统的单竖缝式鱼道，也就是说当保持鱼道内的水深一致时，新型组合式鱼道在更低的流量下就可以运行，这在水资源有限的地区无疑是一个优势。此外，本发明带有垂直多竖缝和矩形堰的新型组合式鱼道产生的最大时均流速和平均时均流速都更小，能够减少鱼类上溯时的能量损耗，并允许体型较小、游泳能力较弱的物种通过；池室内的平均时均湍动能值也处在较低水平，能够为上溯鱼类提供充足的休息区域；池室内的最大时均雷诺剪切应力值也要小得多，从而降低对鱼类造成伤害的可能性。

Claims (7)

1.一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，所述的组合式鱼道包括底板（1）、侧壁面（2）、侧面短挡板（3）、中部L型长挡板（4）和矩形堰（5）；底板（1）和底板（1）两侧的侧壁面（2）组成过流通道；以矩形堰（5）所在的平面为界限，过流通道被分隔成多个池室；每个池室包括一个底板（1）、两个侧壁面（2）、一个侧面短挡板（3）、一个中部L型长挡板（4）和一个矩形堰（5）；
中部L型长挡板（4）位于池室中部，包括相互垂直的竖向挡板和横向挡板；竖向挡板平行于侧壁面（2），竖向挡板的顶端指向与水流方向相反的方向；矩形堰（5）垂直于竖向挡板，与横向挡板共面，且一端与中部L型长挡板（4）的拐角相连，另一端与池室的一个侧壁面（2）连接，矩形堰（5）的高度低于池室高度；
侧面短挡板（3）与池室的另一个侧壁面（2）垂直连接，且位于中部L型长挡板（4）中竖向挡板的顶端与横向挡板之间；
流经竖缝的水流一部分在侧面短挡板（3）的下游侧形成一个小回流区域，另一部分直接流向下一个竖缝；从矩形堰（5）顶部通过的水流一部分在堰体下游侧形成一个回流区域，另一部分直接流向下一个池室；流经竖缝和矩形堰（5）顶部的部分水流会汇集在下一个池室的中部L型长挡板（4）的顶部的前端，从而形成另一个较小的回流区域。
2.根据权利要求1所述的一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，底板（1）纵向坡度为1%~10%；每个池室的长宽比为3:2.2。
3.根据权利要求1或2所述的一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，侧面短挡板（3）的长度l 0 与池室宽度B之比为0.25：2.2，侧面短挡板（3）的厚度b 0 与池室长度L之比为0.2:3；中部L型长挡板（4）竖向挡板的长度l与池室长度L之比为1.32:3，中部L型长挡板（4）竖向挡板的厚度b 0 与池室宽度B之比为0.2:2.2；侧面短挡板（3）和中部L型长挡板（4）之间的距离b s 与池室宽度B之比为0.62:2.2。
4.根据权利要求1或2所述的一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，中部L型长挡板（4）的横向挡板的长度l 1与池室宽度B之比为0.25:2.2，中部L型长挡板（4）的横向挡板的厚度b 0 与池室长度L之比为0.2:3；中部L型长挡板（4）的横向挡板和设置有侧面短挡板（3）一侧的侧壁面（2）之间的距离b s 和池室宽度B之比为0.62：2.2；侧面短挡板（3）和中部L型长挡板（4）的横向挡板之间的距离l 2与池室长度L之比为0.98:3。
5.根据权利要求3所述的一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，中部L型长挡板（4）的横向挡板的长度l 1与池室宽度B之比为0.25:2.2，中部L型长挡板（4）的横向挡板的厚度b 0 与池室长度L之比为0.2:3；中部L型长挡板（4）的横向挡板和设置有侧面短挡板（3）一侧的侧壁面（2）之间的距离b s 和池室宽度B之比为0.62：2.2；侧面短挡板（3）和中部L型长挡板（4）的横向挡板之间的距离l 2与池室长度L之比为0.98:3。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，矩形堰（5）的长度b w 与池室宽度B之比为1.13：2.2，矩形堰（5）的厚度b 0 与池室长度L之比为0.2:3。
7.根据权利要求3所述的一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道，其特征在于，矩形堰（5）的长度b w 与池室宽度B之比为1.13：2.2，矩形堰（5）的厚度b 0 与池室长度L之比为0.2:3。
CN202111662798.2A 2021-12-30 2021-12-30 一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道 Active CN114319260B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111662798.2A CN114319260B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111662798.2A CN114319260B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114319260A CN114319260A (zh) 2022-04-12
CN114319260B true CN114319260B (zh) 2023-02-03

Family

ID=81021630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111662798.2A Active CN114319260B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114319260B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100959915B1 (ko) * 2008-04-22 2010-05-26 변찬우 수질정화 및 수위조절가능한 어도보 시스템
CN204982817U (zh) * 2015-07-06 2016-01-20 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种双竖缝式鱼道
CN207828931U (zh) * 2017-12-28 2018-09-07 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种鱼道结构
CN208996001U (zh) * 2018-07-05 2019-06-18 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种设有过沙缝的鱼道隔板型式
CN110616695A (zh) * 2019-09-16 2019-12-27 浙江工业大学 一种适于洄游性鱼类通过的游道

Also Published As

Publication number Publication date
CN114319260A (zh) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104234174B (zh) 一种组合式消泡虹吸井和方法
CN112127325B (zh) 汇流口整流装置
CN102966080B (zh) 一种火、核电厂防盐雾消减泡沫设施
CN209221573U (zh) 一种沉沙池
CN106337401A (zh) 一种堰流前导流式分级消能消泡虹吸井和方法
CN114319261B (zh) 一种带有h形墩和短挡板的竖缝式鱼道
CN103225292A (zh) 一种坝面消能工
CN103669301B (zh) 双层分散消能的高低坎消力池
CN106884406A (zh) 一种用于火核电厂的排水消泡系统和方法
CN114319260B (zh) 一种带有多竖缝和矩形堰的组合式鱼道
CN109594533B (zh) 一种涡流室消力池
CN203475400U (zh) 坝面消能工
CN109260776A (zh) 一种沉沙池
CN209025057U (zh) 底部镂空的消力坎
CN106013009A (zh) 一种多反坡式消力池
CN106400753B (zh) 一种琴键堰流式分级消能消泡虹吸井和方法
CN103437329A (zh) 具有挑流结构的组合式高低坎消力池
CN209412796U (zh) 一种适用于宽尾墩延伸至消力池的底流消能结构
CN214530556U (zh) 一种多功能水坝
CN212347826U (zh) 一种非均相混合物重力沉降分离器
CN203296025U (zh) 一种坝面消能工
CN212103957U (zh) 用于泥沙含量高水头波动大的低水头坝鱼道
CN203603126U (zh) 双层分散消能的高低坎消力池
CN202969349U (zh) 一种新型火、核电厂防盐雾消减泡沫设施
CN207739232U (zh) 一种与消力塘联合消能的y型宽尾墩

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant