CN204825814U - 水动力旋转门式鱼道 - Google Patents

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刘许柯
戎贵文
胡奥
李�杰
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Abstract

一种水动力旋转门式鱼道，主要包括过鱼隧洞、圆形室、旋转门和水轮。过水隧洞设置在大坝内部，圆形室与过鱼隧洞的下游端相连通，旋转门安放在圆形室内，旋转门的侧面固壁在平面上呈一个圆心角为270°的圆弧，旋转状态下圆形室内部空间交替着与过鱼隧洞和大坝下游水体相连通，实现过鱼并挡水的目的，旋转门设有大量的小孔洞以控制鱼道内水流流速，水轮的转轴通过减速齿轮与旋转门的转轴相连，起到为旋转门的转动提供动力的作用。本实用新型对坝高的适应能力强，与水库来水及水利枢纽运行之间的协调性较好。

Description

水动力旋转门式鱼道
技术领域
本实用新型属于水利水电工程中的过鱼设施技术领域，具体涉及一种水动力旋转门式鱼道。
背景技术
鱼道是在闸、坝或天然障碍处为沟通鱼类洄游通道而设置的一种过鱼建筑物。在鱼道中设置一定数量的隔板把鱼道水槽分割成一系列相互连通的水池，将上下游水位差分为若干级，利用消能减速和控制水流流量等措施创造适合于鱼类上溯的流速和流态。这种形式的传统鱼道由于其具有技术相对成熟、可连续过鱼、运行费用低、易于管理等特点，目前在国内外的低水头大坝中被广泛应用，而对于高水头大坝，需要很长的鱼道才能将流速降低到合适的范围，需要消耗鱼类的体能较大，因此，在坝高高于40m的工程通常选择鱼闸、升鱼机等运行费用相当大的机械过鱼设施。我国目前在建、已建高坝众多，高坝工程鱼道的设计基本没有现成经验可循。此外，我国鱼道过鱼对象一般为珍贵鱼类、鲤科鱼类和虾蟹幼苗，相对于国外鱼道一般针对鲑鱼、鳟鱼等具有强洄游性的鱼类，国内过鱼对象一般个体较小、洄游能力较弱，需要更低速的水流。因此，推动和促进高坝鱼道工程技术进步是我国水电行业水生生态保护工作者面对的重要任务。目前几乎所有鱼道的设计均是采用明渠流形式，基于消能原理降低水流速度以实现鱼类溯游，闸坝上下游水位差越大，则流速越难以降低。此外，鱼道运行时易受上游水位和流量的影响，流速、流态都不稳定，使过鱼效果难以保证。
发明内容
为了克服现有鱼道在高坝上应用的困难，本实用新型提供一种水动力旋转门式鱼道。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种水动力旋转门式鱼道，包括设置在大坝内部的过鱼隧洞，其特征在于，本实用新型还包括如下组成部分：
圆形室，所述圆形室与过鱼隧洞的下游端相连通；
旋转门，所述旋转门设置在圆形室内部，旋转门起到过鱼并挡水的作用，旋转门上设有大量的小孔洞，小孔洞的数量和面积根据所需的鱼道水流流速确定；
水轮，用于为旋转门的转动提供动力，所述水轮的进水管与大坝上游水域相连，水轮的出水管与大坝下游水域相连，水轮的转轴通过减速齿轮与旋转门的转轴相连。
优选的，所述旋转门的侧面固壁在平面上呈一个圆心角为270°的圆弧。
优选的，所述旋转门和所述圆形室之间的缝隙内设有数根可转动的圆柱形滚筒，用于堵住该缝隙并顶托旋转门同时又不影响旋转门的转动。
优选的，所述水轮的进水管上设有阀门，用于控制水轮的转速。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型可大大缩短鱼道长度，容易降低鱼道内水流流速，鱼类通过时体能消耗较少，对坝高的适应能力强；此外，所述过鱼隧洞的进水口可以设置在大坝上游水面一定深度之下，使得鱼道运行不受坝上水位的限制，从而与水库来水及水利枢纽运行之间的协调性较好。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构平面示意图；
图2为本实用新型的整体结构侧面示意图；
图3为水轮的侧面示意图。
图中：1-过鱼隧洞，2-旋转门，3-圆形室，4-滚筒，5-进水管，6-阀门，7-水轮，8-出水管，9-减速齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构做进一步说明。
如图1、图2和图3所示，本实用新型主要由过鱼隧洞1、旋转门2、圆形室3和水轮7组成。过鱼隧洞1的上游端与大坝上游水域相连通，过鱼隧洞1的下游端与圆形室3相连通，过鱼隧洞1的进水口设在大坝的中间高度上，以便保证在枯水季节和丰水季节该进水口都能淹没在水面之下，以解决现有鱼道常见的过鱼与水库来水之间协调性不佳的问题。圆形室3在过鱼隧洞1方向和下游水体方向设有两个圆心角为90°的对称缺口。在过鱼隧洞1和圆形室3内可设置一些诱鱼设施(如灯光、超声波等)以利用鱼类习性引诱其进入鱼道。旋转门2设置在圆形室3内部，旋转门2的侧面固壁在平面上呈一个圆心角为270°的圆弧，形成一个圆心角为90°的缺口，旋转门2上设有大量的小孔洞。旋转门2和圆形室3之间的缝隙内设有4根可转动的圆柱形滚筒4。水轮7竖向放置，设有8个叶片，水轮7安置在一个方形水箱内，水轮7的进水管5与大坝上游水域相连，水轮7的出水管8与大坝下游水域相连，水轮7的进水管5上设有阀门6，水轮7的转轴通过一套螺旋锥减速齿轮9与旋转门2的转轴相连，达到减速并省力的效果。
下面结合附图对本实用新型的工作过程做详细说明。
调整水轮7进水管5上阀门6的开度，通过水轮7流量控制使得旋转门2的转速适合过鱼对象的通行。当旋转门2缺口转到圆形室3水流出口时，鱼类在洄游本能驱动和诱鱼设施引诱下进入圆形室3，旋转门2继续旋转逐渐关闭圆形室3水流出口，此后，旋转门2缺口转到圆形室3水流进口，鱼类则可以游出圆形室3而进入过鱼隧洞1，最终沿过鱼隧洞游到大坝上游水域。
试验研究
为了研究本实用新型的可行性，发明人加工制作了本鱼道的物理模型，并进行了过鱼试验。模型主要采用有机玻璃材料制作，圆形室3内径为24cm，内部空间高度为7cm；旋转门2与圆形室3之间的缝隙为1mm，在旋转门2上开设有相互之间间距为2.5cm的孔径为2mm的小圆孔；过鱼隧洞1的过水断面尺寸为8cm×6cm，过鱼隧洞1的总高度为40cm；过鱼隧洞1的进水口和圆形室3的出水口均连接了一个大水箱(分别称为“上水箱”和“下水箱”)，以用来表示大坝的上游水域和下游水域。过鱼试验时在下水箱一次性投放了20条小的草金鱼，该鱼喜欢四处游动，通过20分钟的观察，发现共有8条小鱼进入了旋转门，其中5条游到了上水箱完成洄游。试验结果证明了本实用新型可以实现鱼类的洄游，具有较好的可行性。由于实验所用鱼类没有洄游的渴望，因而模型试验中过鱼效果还不是十分理想。

Claims (5)

1.一种水动力旋转门式鱼道，包括设置在大坝内部的过鱼隧洞，其特征在于，本实用新型还包括如下组成部分：
圆形室，所述圆形室与过鱼隧洞的下游端相连通；
旋转门，所述旋转门设置在圆形室内部，旋转门起到过鱼并挡水的作用，旋转门上开有大量的小孔洞，小孔洞的数量和面积根据所需的鱼道水流流速确定；
水轮，用于为旋转门的转动提供动力，所述水轮的进水管与大坝上游水域相连，水轮的出水管与大坝下游水域相连，水轮的转轴通过减速齿轮与旋转门的转轴相连。
2.根据权利要求1所述的水动力旋转门式鱼道，其特征在于：所述旋转门的侧面固壁在平面上呈一个圆心角为270°的圆弧。
3.根据权利要求1所述的水动力旋转门式鱼道，其特征在于：所述旋转门和所述圆形室之间的缝隙内设有数个滚筒，用于堵住该缝隙并顶托旋转门同时又不影响旋转门的转动。
4.根据权利要求1所述的水动力旋转门式鱼道，其特征在于：所述水轮竖向放置。
5.根据权利要求1所述的水动力旋转门式鱼道，其特征在于：所述水轮的进水管上设有阀门，用于控制水轮的转速。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104988886A (zh) * 2015-07-14 2015-10-21 安徽理工大学 水动力旋转门式鱼道
CN105850918A (zh) * 2016-04-12 2016-08-17 张金武 一种拦鱼装置
CN106320293A (zh) * 2016-10-17 2017-01-11 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种用于鱼道进口的旋转式闸门

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