CN115961587A - 一种飘行过坝的过鱼系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飘行过坝的过鱼系统及其使用方法,属于水利水电生态保护技术领域。该系统包括大坝和飘行载人过鱼机构,所述大坝的下游设有短鱼道,所述飘行载人过鱼机构通过牵引机构与大坝顶部,及大坝与短鱼道之间的地面连接。与地面连接的短鱼道和牵引机构对地形地质要求低,提高了过鱼系统的实用性,使其既适用于低水头水利水电工程,又适用于高水头水利水电工程,确保过鱼系统能够顺利实施。飘行载人过鱼机构的上升高度,可以通过其热气球和四台卷扬机调节牵引绳的长度进行调节,便于游客观赏坝体周围水利风景。
Description
技术领域
本发明涉及一种飘行过坝的过鱼系统及其使用方法,属于水利水电生态保护技术领域。
背景技术
目前,为减缓大坝阻隔对洄游鱼类的影响、促进坝址上下游鱼类种群的基因交流,国内外主要通过鱼道、仿自然通道、升鱼机、集运鱼设施和鱼闸等方式实现鱼类过坝。根据技术规范和实际经验,适宜用于高水头水利水电工程的过鱼设施主要有鱼道、升鱼机、集运鱼系统或它们之间的不同组合。由于受现场地形地质、场地布置条件等多因素影响,单独设计鱼道实现过鱼较为困难,往往需要布置较长距离鱼道达到消能效果,过鱼效果较差、经济代价较大;升鱼机、集运鱼系统在我国应用实践较少,运行过程较为复杂,过鱼效果尚未得到广泛认可。
为此,公开号为CN114673124A的中国专利文献,公开了一种具备旅游观赏功能的过鱼系统,包括坝体、摩天轮、补水组件和总控制器,所述坝体的上游设有放流滑道,且放流滑道的一端延伸到坝体库区水体中,所述坝体的下游设有过鱼中转机构,且过鱼中转机构通过鱼道与坝体下游的水体连接,所述摩天轮位于过鱼中转机构与放流滑道之间,且摩天轮上均布设有多个载人升鱼机构,所述补水组件的一端延伸到坝体库区水体中,另一端与过鱼中转机构连接,所述总控制器与摩天轮、过鱼中转机构和载人升鱼机构连接。将摩天轮与鱼类上溯需求相结合,通过做间歇等分运动的摩天轮逐步将坝体下游水体中的鱼类提升到坝体库区水体中,过鱼效果好,特别适合应用于高水头坝体上下游鱼类种群基因交流;同时,鱼道较传统鱼道短,仅用于诱集鱼群进入集水水平段,克服传统鱼道冗长的池身上溯空间对过鱼效果的制约作用,明显降低了工程投资。
但是,对高水头水利水电工程而言,要实现过鱼必然要相应地增大摩天轮的直径,而摩天轮固定安装在坝体周围的地面上,这就对坝体周围的地形地质提出了较高的要求,甚至会因地形地质条件不满足要求而导致该过鱼系统不能顺利实施;此外,游客在摩天轮上的上升高度有限,不能根据观赏坝体周围水利风景的实际需求调节游客的上升高度。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种飘行过坝的过鱼系统及其使用方法。
本发明通过以下技术方案得以实现:
一种飘行过坝的过鱼系统,包括大坝和飘行载人过鱼机构,所述大坝的下游设有短鱼道,所述飘行载人过鱼机构通过牵引机构与大坝顶部,及大坝与短鱼道之间的地面连接。
所述短鱼道为竖缝式鱼道,包括鱼道池室、闸门、门形架、电缸和滑道,鱼道池室的下游端延伸到下游水体中,且鱼道池室的上游端相对下游端倾斜向上布置,鱼道池室的内壁上在靠近其上游端的位置对称设有两个滑槽,闸门横跨鱼道池室,且闸门的两端与两个滑槽一一对应滑动连接,门形架设在鱼道池室的顶部,电缸设在门形架上,并与闸门连接,滑道的下游端与鱼道池室的上游端连接,且滑道的上游端相对下游端向下倾斜。
所述飘行载人过鱼机构的飘行过坝路径布置在远离大坝泄流坝段的一侧。
所述飘行载人过鱼机构包括热气球、载人箱和载鱼箱,载人箱与热气球的底部连接,载鱼箱与载人箱的底部连接。
所述载人箱和载鱼箱的各个侧面上均安装有透明板。
所述载鱼箱上设有进鱼口和出鱼口,并在进鱼口和出鱼口处设有箱门,且箱门上靠近载鱼箱一侧的边缘处设有密封条。
所述牵引机构包括卷扬机A和卷扬机B,卷扬机A设在地面上靠近短鱼道上游端的位置,并通过牵引绳A与飘行载人过鱼机构的底部连接,卷扬机B设在大坝的顶部,并通过牵引绳B与飘行载人过鱼机构的底部连接。
所述地面上在卷扬机A的安装处固定设有下游停靠支撑架,大坝顶部在卷扬机B的安装处固定设有上游停靠支撑架,且下游停靠支撑架和上游停靠支撑架的顶部均设有过线孔;
所述地面上在下游停靠支撑架的两侧设有下游转运平台,大坝顶部在上游停靠支撑架的两侧设有上游转运平台。
所述牵引机构还包括卷扬机C和卷扬机D,卷扬机C设在大坝的顶部,并通过牵引绳C与飘行载人过鱼机构的底部连接,卷扬机D设在大坝的坝肩上,并通过牵引绳D与飘行载人过鱼机构的底部连接;
卷扬机C与卷扬机D的连接线位于卷扬机A和卷扬机B之间,且卷扬机A与卷扬机B的连接线位于卷扬机C和卷扬机D之间。
一种飘行过坝的过鱼系统的使用方法,包括以下步骤:
A、当飘行载人过鱼机构停靠在下游停靠支撑架上时,通过电缸向上提起闸门,将上溯至短鱼道中的鱼群放流到载鱼箱中,然后通过电缸下推闸门,游客则进入到载人箱中;
B、通过热气球中的加热装置使热气球带动载人箱和载鱼箱逐渐上升,并通过牵引机构牵引飘行载人过鱼机构逐渐向靠近上游停靠支撑架的方向飘行和移动,直至飘行载人过鱼机构停靠到上游停靠支撑架上;
C、将载鱼箱中的鱼群转移到放流车中,然后通过放流车将鱼群运至上游放流河段进行放流,从而将大坝下游的鱼群转运至大坝上游水域中;
D、同理,也可以将大坝上游的鱼群转运至大坝下游水域中。
本发明的有益效果在于:
1、与地面连接的短鱼道和牵引机构对地形地质要求低,提高了过鱼系统的实用性,使其既适用于低水头水利水电工程,又适用于高水头水利水电工程,确保过鱼系统能够顺利实施。
2、飘行载人过鱼机构的上升高度,可以通过其热气球和四台卷扬机调节牵引绳的长度进行调节,便于游客观赏坝体周围水利风景,载人箱中的游客既可以观赏宏伟壮阔的水利风景,还可以欣赏过鱼过程,极具观赏价值,是未来水利风景区建设提质升级、通过科普宣传增强社会效益的重要手段。
3、创新高坝大库新型过坝设施。将热气球与鱼类上溯需求相结合,通过“短鱼道—飘行载人过鱼机构—牵引机构”组成的过鱼设施,将需要上行或下行的鱼类诱集至短鱼道中,经短距离洄游后转运至飘行载人过鱼机构的载鱼箱中,并借助热气球加热装置、牵引机构的综合作用力运载鱼群上行或下行过坝,其中加热装置提供垂向动力、牵引机构提供纵横向动力。
4、创建平稳有序的过鱼方法。将传统鱼道的长度大大缩短,仅借助短鱼道实现鱼类的诱集和短距离洄游及转运;热气球运载鱼类垂向升空,同时四台卷扬机通过尼龙绳在纵向和横向牵引飘行载人过鱼机构,形成了“诱集-定转-飘行-放流”为一体的新型水利水电工程过鱼方法。
5、提供自由随性的飘行体验。在水利水电工程枢纽布置中融入了热气球旅游观赏的设计思路,在受大坝泄流影响较小、日常风速较为平稳的一侧设置了兼具过鱼功能的飘行过坝设施,且可以在牵引机构的作用下实现一定范围内多方向自由飘行,为旅客提供了总体路线安全稳定、局部空间自由随性飘行的过坝旅行体验,打破了传统水利水电工程单调刻板的设计思路。
附图说明
图1为本发明飘行载人过鱼机构位于大坝下游初始起飘位置时的平面示意图;
图2为本发明飘行载人过鱼机构升空飘行时的平面示意图;
图3为本发明飘行载人过鱼机构移动到上游转运平台时的平面示意图;
图4为本发明的飘行载人过鱼机构与短鱼道对接时的结构示意图;
图5为图4在另一视角的结构示意图;
图6为图4在另一视角的结构示意图;
图7为本发明飘行载人过鱼机构位于大坝下游初始起飘位置时的结构示意图;
图8为图7在另一视角的结构示意图;
图9为本发明飘行载人过鱼机构升空飘行时的结构示意图;
图10为图9在另一视角的结构示意图;
图11为本发明飘行载人过鱼机构移动到上游转运平台时的结构示意图;
图12为图11在另一视角的结构示意图。
图中:1-大坝,2-短鱼道,21-鱼道池室,22-门形架,23-闸门,24-滑道,25-电缸,3-飘行载人过鱼机构,31-热气球,32-加热装置,33-载人箱,34-载鱼箱,35-下游转运平台,36-上游转运平台,37-下游停靠支撑架,4-牵引机构,41-卷扬机A,42-吊钩,43-牵引绳A,44-卷扬机B,45-牵引绳B,46-卷扬机C,47-牵引绳C,48-卷扬机D,49-牵引绳D,5-坝肩。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图12所示,本发明所述的一种飘行过坝的过鱼系统,包括大坝1和飘行载人过鱼机构3,所述大坝1的下游建有短鱼道2,所述飘行载人过鱼机构3通过牵引机构4与大坝1顶部,及大坝1与短鱼道2之间的地面连接。在使用时,通过短鱼道2进行诱鱼和集鱼,通过飘行载人过鱼机构3承载和提升鱼群和游客,通过牵引机构4对载人过鱼机构3的飘行方向进行牵引,使飘行载人过鱼机构3能够将位于大坝1下游的鱼群和游客提升至大坝1顶部,同理,也可以通过飘行载人过鱼机构3将大坝1上游的鱼群和游客转运到大坝下游,实现了大坝1上下游鱼类种群的基因交流;与地面连接的短鱼道2和牵引机构4对地形地质要求低,提高了过鱼系统的实用性,使其既适用于低水头水利水电工程,又适用于高水头水利水电工程,确保过鱼系统能够顺利实施。飘行载人过鱼机构3的上升高度,可以通过其自身和牵引机构4进行调节,便于游客观赏坝体周围水利风景。
所述短鱼道2为竖缝式鱼道,包括鱼道池室21、闸门23、门形架22、电缸25和滑道24,鱼道池室21的下游端延伸到下游水体中,且鱼道池室21的上游端相对下游端倾斜向上布置,鱼道池室21的内壁上在靠近其上游端的位置对称设有两个滑槽,闸门23横跨鱼道池室21,且闸门23的两端与两个滑槽一一对应滑动连接,门形架22安装在鱼道池室21的顶部,电缸25安装在门形架22上,并与闸门23连接,滑道24的下游端与鱼道池室21的上游端连接,且滑道24的上游端相对下游端向下倾斜。通过短鱼道2诱鱼和集鱼。如图1所示,当飘行载人过鱼机构3处于下游初始起飘状态时,飘行载人过鱼机构3中的载鱼箱34与滑道24对正,电缸25上拉闸门23打开短鱼道2后,鱼道池室21中的鱼群可沿滑道24顺势滑入载鱼箱34中。当飘行载人过鱼机构3处于上游终止降落状态时,载鱼箱34与上游滑道对正,鱼群顺势从滑道上滑入上游接收转运车,并由转运车转运至放流河段进行放流。
所述飘行载人过鱼机构3的飘行过坝路径布置在远离大坝1泄流坝段的一侧。以尽量减小大坝1泄流过程产生的不规则风向对转运鱼过程的干扰。
所述飘行载人过鱼机构3包括热气球31、载人箱33和载鱼箱34,载人箱33与热气球31的底部连接,载鱼箱34与载人箱33的底部连接。热气球是一个比空气轻,上半部是一个大气球,下半部是吊篮的飞行器;气球的内部加热空气,这样相对于外部冷空气具有更低的密度,作为浮力来使整体发生位移;吊篮可以携带乘客和热源,热源为加热装置32,即燃烧器;热气球为现有技术,在此不再赘述。载人箱33为专门提供给观光游客上、下行飘行过坝的长方体状箱体,载鱼箱34为专门提供给鱼群,并与载人箱33同步上、下行飘行过坝的长方体状箱体。
所述载人箱33和载鱼箱34的各个侧面上均安装有透明板。方便游客观赏坝体周围水利风景,及载鱼箱34中的游鱼。
所述载鱼箱34上设有进鱼口和出鱼口,并在进鱼口和出鱼口处安装有箱门,且箱门上靠近载鱼箱34一侧的边缘处安装有密封条。在使用时,鱼群可以通过进鱼口进入载鱼箱34,载鱼箱34中的鱼群可以通过出鱼口流出或滑出。箱门用于开闭进鱼口、出鱼口,密封条用于对箱门与载鱼箱34之间的缝隙进行密封。
所述牵引机构4包括卷扬机A41和卷扬机B44,卷扬机A41安装在地面上靠近短鱼道2上游端的位置,并通过牵引绳A43与飘行载人过鱼机构3的底部连接,卷扬机B44安装在大坝1的顶部,并通过牵引绳B45与飘行载人过鱼机构3的底部连接。在使用时,各牵引绳为柔性尼龙绳,柔性尼龙绳的一端与相对应的卷扬机连接,另一端与载鱼箱34底部的吊钩42连接。卷扬机A41和牵引绳A43用于为飘行载人过鱼机构3提供沿下游的纵向牵引力,卷扬机B44和牵引绳B45用于为飘行载人过鱼机构3提供沿上游的纵向牵引力,在两个纵向牵引力的牵引下,飘行载人过鱼机构3能够实现飘行过坝。
所述地面上在卷扬机A41的安装处固定安装有下游停靠支撑架37,大坝1顶部在卷扬机B44的安装处固定安装有上游停靠支撑架,且下游停靠支撑架37和上游停靠支撑架的顶部均加工有过线孔。在使用时,卷扬机A41位于下游停靠支撑架37的内侧,卷扬机B44位于上游停靠支撑架的内侧。飘行载人过鱼机构3位于下游初始飘行位置时,其停靠在下游停靠支撑架37上;飘行载人过鱼机构3位于上游终止飘行位置时,其停靠在上游停靠支撑架上,上游停靠支撑架的形状和尺寸与下游停靠支撑架37相同;由此可见,通过上游停靠支撑架和下游停靠支撑架37可以实现飘行载人过鱼机构3稳定停靠,为游客安全进出载人箱33创造有利条件,避免飘行载人过鱼机构3直接停靠在卷扬机A41或卷扬机B44上,从而避免造成飘行载人过鱼机构3、卷扬机A41或卷扬机B44损伤。
所述地面上在下游停靠支撑架37的两侧建有下游转运平台35,大坝1顶部在上游停靠支撑架的两侧建有上游转运平台36。下游转运平台35和上游转运平台36的侧面建有梯步,当飘行载人过鱼机构3停靠在下游停靠支撑架37上时,载人箱33内侧的底面与下游转运平台35的顶面平齐;当飘行载人过鱼机构3停靠在上游停靠支撑架上时,载人箱33内侧的底面与上游转运平台36的顶面平齐,方便游客进出载人箱33。
所述牵引机构4还包括卷扬机C46和卷扬机D48,卷扬机C46安装在大坝1的顶部,并通过牵引绳C47与飘行载人过鱼机构3的底部连接,卷扬机D48安装在大坝1的坝肩5上,并通过牵引绳D49与飘行载人过鱼机构3的底部连接。通过卷扬机C46和牵引绳C47为飘行载人过鱼机构3提供左向横向力,通过卷扬机D48和牵引绳D49为飘行载人过鱼机构3提供右向横向力。通过左向横向力、右向横向力提高飘行载人过鱼机构3的飘行稳定性,及抗风载能力。
卷扬机C46与卷扬机D48的连接线位于卷扬机A41和卷扬机B44之间,且卷扬机A41与卷扬机B44的连接线位于卷扬机C46和卷扬机D48之间。通过两个纵向牵引力和两个横向牵引力进行牵引,使飘行载人过鱼机构3升空后能够顺利飘行过坝,并确保了飘行载人过鱼机构3具有良好的飘行稳定性和抗风载能力。
一种飘行过坝的过鱼系统的使用方法,包括以下步骤:
A、当飘行载人过鱼机构3停靠在下游停靠支撑架37上时,通过电缸25向上提起闸门23,将上溯至短鱼道2闸门23处的鱼群放流到载鱼箱34中,然后通过电缸25下推闸门23,继续通过短鱼道2诱集下游鱼群,游客则进入到载人箱33中。
B、通过热气球31中的加热装置32使热气球31带动载人箱33和载鱼箱34逐渐上升,并通过牵引机构4牵引飘行载人过鱼机构3逐渐向靠近上游停靠支撑架的方向飘行和移动,直至飘行载人过鱼机构3停靠到上游停靠支撑架上。加热装置32即为热气球配备的燃烧器。在热气球31飘行过程中,根据实地风速风向变化情况,启动卷扬机A41、卷扬机B44、卷扬机C47和卷扬机D48,调整对应牵引绳伸出卷扬机的长度,确保热气球在升空的同时,能平稳地按照既定路线翻越过坝。
C、将载鱼箱34中的鱼群转移到放流车中,然后通过放流车将鱼群运至上游放流河段进行放流,从而将大坝1下游的鱼群转运至大坝1上游水域中。
D、同理,也可以将大坝1上游的鱼群转运至大坝1下游水域中。
本发明提供的一种飘行过坝的过鱼系统,其有益效果如下:
1、与地面连接的短鱼道2和牵引机构4对地形地质要求低,提高了过鱼系统的实用性,使其既适用于低水头水利水电工程,又适用于高水头水利水电工程,确保过鱼系统能够顺利实施。
2、飘行载人过鱼机构3的上升高度,可以通过其热气球31和四台卷扬机调节牵引绳的长度进行调节,便于游客观赏坝体周围水利风景,载人箱33中的游客既可以观赏宏伟壮阔的水利风景,还可以欣赏过鱼过程,极具观赏价值,是未来水利风景区建设提质升级、通过科普宣传增强社会效益的重要手段。
3、创新高坝大库新型过坝设施。将热气球31与鱼类上溯需求相结合,通过“短鱼道—飘行载人过鱼机构—牵引机构”组成的过鱼设施,将需要上行或下行的鱼类诱集至短鱼道2中,经短距离洄游后转运至飘行载人过鱼机构3的载鱼箱34中,并借助热气球31加热装置32、牵引机构4的综合作用力运载鱼群上行或下行过坝,其中加热装置32提供垂向动力、牵引机构4提供纵横向动力。
4、创建平稳有序的过鱼方法。将传统鱼道的长度大大缩短,仅借助短鱼道2实现鱼类的诱集和短距离洄游及转运;热气球31运载鱼类垂向升空,同时四台卷扬机通过尼龙绳在纵向和横向牵引飘行载人过鱼机构3,形成了“诱集-定转-飘行-放流”为一体的新型水利水电工程过鱼方法。
5、提供自由随性的飘行体验。在水利水电工程枢纽布置中融入了热气球31旅游观赏的设计思路,在受大坝泄流影响较小、日常风速较为平稳的一侧设置了兼具过鱼功能的飘行过坝设施,且可以在牵引机构4的作用下实现一定范围内多方向自由飘行,为旅客提供了总体路线安全稳定、局部空间自由随性飘行的过坝旅行体验,打破了传统水利水电工程单调刻板的设计思路。
Claims (10)
1.一种飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:包括大坝(1)和飘行载人过鱼机构(3),所述大坝(1)的下游设有短鱼道(2),所述飘行载人过鱼机构(3)通过牵引机构(4)与大坝(1)顶部,及大坝(1)与短鱼道(2)之间的地面连接。
2.如权利要求1所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述短鱼道(2)为竖缝式鱼道,包括鱼道池室(21)、闸门(23)、门形架(22)、电缸(25)和滑道(24),鱼道池室(21)的下游端延伸到下游水体中,且鱼道池室(21)的上游端相对下游端倾斜向上布置,鱼道池室(21)的内壁上在靠近其上游端的位置对称设有两个滑槽,闸门(23)横跨鱼道池室(21),且闸门(23)的两端与两个滑槽一一对应滑动连接,门形架(22)设在鱼道池室(21)的顶部,电缸(25)设在门形架(22)上,并与闸门(23)连接,滑道(24)的下游端与鱼道池室(21)的上游端连接,且滑道(24)的上游端相对下游端向下倾斜。
3.如权利要求1所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述飘行载人过鱼机构(3)的飘行过坝路径布置在远离大坝(1)泄流坝段的一侧。
4.如权利要求1所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述飘行载人过鱼机构(3)包括热气球(31)、载人箱(33)和载鱼箱(34),载人箱(33)与热气球(31)的底部连接,载鱼箱(34)与载人箱(33)的底部连接。
5.如权利要求4所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述载人箱(33)和载鱼箱(34)的各个侧面上均安装有透明板。
6.如权利要求4所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述载鱼箱(34)上设有进鱼口和出鱼口,并在进鱼口和出鱼口处设有箱门,且箱门上靠近载鱼箱(34)一侧的边缘处设有密封条。
7.如权利要求1所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述牵引机构(4)包括卷扬机A(41)和卷扬机B(44),卷扬机A(41)设在地面上靠近短鱼道(2)上游端的位置,并通过牵引绳A(43)与飘行载人过鱼机构(3)的底部连接,卷扬机B(44)设在大坝(1)的顶部,并通过牵引绳B(45)与飘行载人过鱼机构(3)的底部连接。
8.如权利要求7所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述地面上在卷扬机A(41)的安装处固定设有下游停靠支撑架(37),大坝(1)顶部在卷扬机B(44)的安装处固定设有上游停靠支撑架,且下游停靠支撑架(37)和上游停靠支撑架的顶部均设有过线孔;
所述地面上在下游停靠支撑架(37)的两侧设有下游转运平台(35),大坝(1)顶部在上游停靠支撑架的两侧设有上游转运平台(36)。
9.如权利要求7所述的飘行过坝的过鱼系统,其特征在于:所述牵引机构(4)还包括卷扬机C(46)和卷扬机D(48),卷扬机C(46)设在大坝(1)的顶部,并通过牵引绳C(47)与飘行载人过鱼机构(3)的底部连接,卷扬机D(48)设在大坝(1)的坝肩(5)上,并通过牵引绳D(49)与飘行载人过鱼机构(3)的底部连接;
卷扬机C(46)与卷扬机D(48)的连接线位于卷扬机A(41)和卷扬机B(44)之间,且卷扬机A(41)与卷扬机B(44)的连接线位于卷扬机C(46)和卷扬机D(48)之间。
10.一种飘行过坝的过鱼系统的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、当飘行载人过鱼机构(3)停靠在下游停靠支撑架(37)上时,通过电缸(25)向上提起闸门(23),将上溯至短鱼道(2)中的鱼群放流到载鱼箱(34)中,然后通过电缸(25)下推闸门(23),游客则进入到载人箱(33)中;
B、通过热气球(31)中的加热装置(32)使热气球(31)带动载人箱(33)和载鱼箱(34)逐渐上升,并通过牵引机构(4)牵引飘行载人过鱼机构(3)逐渐向靠近上游停靠支撑架的方向飘行和移动,直至飘行载人过鱼机构(3)停靠到上游停靠支撑架上;
C、将载鱼箱(34)中的鱼群转移到放流车中,然后通过放流车将鱼群运至上游放流河段进行放流,从而将大坝(1)下游的鱼群转运至大坝(1)上游水域中;
D、同理,也可以将大坝(1)上游的鱼群转运至大坝(1)下游水域中。
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