CN207727507U - 鱼道模型实验装置 - Google Patents

Abstract

一种鱼道模型实验装置，包括布置于支撑架上的顶部开口的上游补水水箱，支撑架布置于水平地面上，支撑架一侧的水平地面上还布置有下游水箱，上游补水水箱及下游水箱之间还设有鱼道；上游鱼道水箱布置于上游补水水箱内，上游鱼道水箱通过鱼道内侧壁与下游水箱连通，上游补水水箱一侧与鱼道外侧壁连接，鱼道内侧壁与鱼道外侧壁之间形成鱼道侧壁补水通道；上游补水水箱底部通过进水补水管道与鱼道底部连通，两鱼道内侧壁上开设有多个侧壁补水通道。本实用新型提供的一种鱼道模型实验装置，可以解决不可调节、流态不稳、补水效果差等的缺陷，实现了实验装置的多功能化。

Description

鱼道模型实验装置

技术领域

本实用新型涉及生物学研究领域，尤其是一种鱼道模型实验装置。

背景技术

水利工程的修建对国家和人民带来了巨大利益的同时也阻碍了河流的连通性，破坏了生态环境，尤其是截断了鱼类的洄游通道，阻碍了鱼类的洄游性，导致鱼类无法回到上游进行产卵。从而过鱼设施的建设被提上了日程，鱼道作为国外最成熟的过鱼设施之一，为鱼类洄游提供了解决方案。而在国内，对于过鱼设施的研究还比较少，鱼道过鱼的效果也一直不是很好，需要做大量的基础研究对鱼道等过鱼设施进行优化，改良其过鱼效果。

水生生物的生存和繁衍受到自然水域中诸多环境因子的影响，如声音、温度、光环境、水流、底质、溶氧量等。其中，水流、光照作为影响鱼类摄食、生长、繁殖的重要因素，在其生活史中起着重要作用。例如巩建华研究表明红鲫鱼是正趋光性鱼类，其偏好蓝光。白艳勤研究表明不同密度气泡幕对白甲鱼都存在着阻拦效果，不同的气量效果也不同。岳旺研究表明不同带下的电流刺激下，斑马鱼的行为反应也不同，找到即可以驱赶鱼，又不会对鱼造成伤害的电流非常有需要。王丛峰研究表明一定的水流对于鱼类具有引诱的效果，但其引诱效果不随着水流的增大而增大。

光诱鱼系统、气泡幕系统、电驱鱼系统、水流补水诱鱼系统这类系统可以作为辅助措施应用在鱼道中，作为辅助诱驱鱼措施帮助鱼类进行上溯。所以弄清楚过鱼对象在这些因子环境下的行为反应是及其必要的。

目前，相关科研工作在国内外均存在不足，大量基础实验的展开和验证迫在眉睫。为了研究鱼类的行为反应，有国内外学者做了部分室内研究，但所采用实验方法和实验装置参差不齐，多数研究装置普遍存在有以下缺点，

1、不可调节：现有的鱼道模型实验装置大多固定化，仅通过调节流量等来研究不同流量下鱼道的过鱼效果，而并没有考虑现有的鱼道在结构上是否有问题。国内外的鱼种不同，各项生理反应，生活习性都不同，应当对于不同的过鱼对象设置其对应的鱼道。

2、内部流态不稳：现有的实验装置，直接利用水泵通往实验装置中，造成是实验区域流态紊乱，影响实验结果的分析。

3、补水效果差：现有的补水诱鱼实验装置大多数利用管道在水面上部直接对着实验装置顶端部冲水补水，这样容易造成鱼类的感知紊乱。

4、功能单一化：现有的实验装置无法做到多种环境因子同时进行实验，一般的仅能考虑一种环境因子作为单独实验装置。

5、实验理论化：现有的实验（光实验、电驱鱼实验、气泡幕实验等）仅仅在简单的矩形水槽中进行实验，仅能提取出理论值，例如某种鱼偏好的光色，而没有考虑如果在实际工程中（例如鱼道）中灯光的布置方式是否可以帮助鱼类上溯。

使得实验的可控性和实验结果的可靠性大打折扣。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种鱼道模型实验装置，可以解决不可调节、流态不稳、补水效果差等的缺陷，实现了实验装置的多功能化。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种鱼道模型实验装置，包括布置于支撑架上的顶部开口的上游补水水箱，支撑架布置于水平地面上，

支撑架一侧的水平地面上还布置有下游水箱，上游补水水箱及下游水箱之间还设有鱼道；

上游鱼道水箱布置于上游补水水箱内，上游鱼道水箱通过鱼道内侧壁与下游水箱连通，上游补水水箱一侧与鱼道外侧壁连接，鱼道内侧壁与鱼道外侧壁之间形成鱼道侧壁补水通道；

上游补水水箱底部通过进水补水管道与鱼道底部连通，两鱼道内侧壁上开设有多个侧壁补水通道；

上游鱼道水箱内的下游侧设置有堰形隔板，鱼道内部两侧交错设置有多个可伸缩上挡板和可伸缩下挡板，鱼道内侧壁内侧设置有多个诱鱼灯，下游水箱内安装有电栅，电栅下游处的下游水箱内设置有气泡幕管。

下游水箱的容积大于上游补水水箱和上游鱼道水箱的容积。

上游补水水箱通过带补水泵的补水水泵管道与下游水箱连通，上游鱼道水箱通过带鱼道水泵的鱼道水泵管道与下游水箱连通。

侧壁补水通道中，侧壁补水口上安装有侧壁补水口闸门。

可伸缩上挡板和可伸缩下挡板中，挡板基座内嵌套有板体。

可伸缩上挡板和可伸缩下挡板均为可滑动挡板体。

可伸缩上挡板和可伸缩下挡板为悬挂式，其中，挡板基座底部为“凹”字形底座，“凹”字形底座通过滑轮套设于鱼道外侧壁和鱼道内侧壁组成的鱼道侧壁上，“凹”字形底座通过螺栓与鱼道侧壁连接。

本实用新型提供的鱼道模型实验装置，有益效果如下：

1、实现了可调节：上挡板和下挡板均可以伸缩和沿着鱼道侧壁移动。可以通过不同的实验来调节实验装置，从而在结构上为不同的鱼道提供优化设计方案。

2、内部流态稳定：通过设置上游鱼道水箱，并且在上游鱼道水箱下游侧设置有堰形隔板，通过水泵进行装置加水时，当水蓄积超过堰形隔板的高度时便可以溢出至鱼道内部，可以使得进入鱼道内部的水流稳定均匀。

3、补水效果好：设置有多种补水方式，分别是鱼道内部侧面补水，以及鱼道进口底部补水，并且为补水专门设置有上游补水水箱，为补水通道提供水源，这样的布置方式不会影响鱼道内部的水流流态。

4、功能多样化：通过设置有诱鱼灯、补水水流、电栅、气泡幕管。并且其挡板可以伸缩和移动，可以在实验装置中分别进行单项实验，也可在装置中多种实验同时进行。

5、实验工程化：本实验装置的目的不仅仅为获取理论值，更为实际工程提供优化设计，提供更好的方案。例如在单项实验中何种光色下，目标鱼类在鱼道中上溯率最高，而在多种影响因子的综合系统中，何种组合方式下目标鱼道的通过率最高等等。

可以解决不可调节、流态不稳、补水效果差等的缺陷，实现了实验装置的多功能化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的俯视图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的上挡板和下挡板的示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，一种鱼道模型实验装置，包括布置于支撑架22上的顶部开口的上游补水水箱1，支撑架22布置于水平地面上，

支撑架22一侧的水平地面上还布置有下游水箱7，上游补水水箱1及下游水箱7之间还设有鱼道；

上游鱼道水箱2布置于上游补水水箱1内，其用处为鱼道内部提供水源，上游鱼道水箱2通过鱼道内侧壁26与下游水箱7连通,上游补水水箱1一侧与鱼道外侧壁14连接，鱼道内侧壁26与鱼道外侧壁14之间形成鱼道侧壁补水通道25，上游补水水箱1中的水可以自然流入鱼道侧壁补水通道25中下游水箱7的用处是蓄满水后为上游补水水箱1和上游鱼道水箱2提供水源；

上游补水水箱1底部开有进口补水进水口8，进口补水进水口8通过进水补水管道9与鱼道底部的进水补水出水口10连通，进水补水出水口10上安装有进水补水出水口闸门13,两鱼道内侧壁26上开设有多个侧壁补水通道, 利用高程差使得上游补水水箱1中的水流入进口补水进水口8，并且产生一定的吸引流，在进口补水出水口10处设置有进水补水出水口闸门13，可以通过调节进水补水出水口闸门13的开度来控制进口补水水量；

上游鱼道水箱2内的下游侧设置有堰形隔板15，因为利用鱼道水泵4进行上游鱼道水箱2的蓄水时，水流通过管道传送过来，是一股射流，流态紊乱，堰形隔板15的目的为当上游鱼道水箱2蓄水后，其水流通过堰形隔板15后，使得进入鱼道的水流稳定平顺。

鱼道内部两侧交错设置有多个可伸缩上挡板16和可伸缩下挡板17，鱼道内侧壁26内侧设置有多个诱鱼灯18，诱鱼灯18为若干LED灯珠构成。可以通过控制计算机发出不同的光色和光强，通过控制计算机选择性的开启诱鱼灯，可以实现单个池室有光、其他无光，或者实现不同池室的灯光条件不同，从而进行研究在实际鱼道的流态下，目标鱼类究竟偏好何种光场。

下游水箱7内安装有电栅19，电栅19下游处的下游水箱7内设置有气泡幕管20，气泡幕管20与空压机21连通。

电栅19嵌入下游水箱7的底部和侧面，当电栅19进行通电时，可以在其断面处行成一股肉眼看不见的电场，迫使鱼类找到鱼道进口并且进行上溯，通过本设计可以找到何种电量下目标鱼类不会受伤并且快速的找到鱼道入口。

气泡幕管20嵌入在下游水箱7的底部，并且管道上设有若干孔洞，气泡幕管外连接空压机21，通过调控空压机21的大小可以控制气泡幕管20产生不同大小的气量，从而在下游水箱中产生一股气泡幕墙。其目的也是为了阻隔目标鱼类，使得目标鱼类快速找到入口，区别是气泡幕作为非结构性措施对鱼类无损伤，可将其配合共同使用。

多个可伸缩上挡板16之间平行设置，多个可伸缩下挡板17之间平行设置。

下游水箱7的容积大于上游补水水箱1和上游鱼道水箱2的容积。

上游补水水箱1通过带补水泵3的补水水泵管道5与下游水箱7连通，上游鱼道水箱2通过带鱼道水泵4的鱼道水泵管道6与下游水箱7连通。

侧壁补水通道中，侧壁补水口11上安装有侧壁补水口闸门12, 可以通过调节侧壁补水口闸门12的开度来控制补水量和选择性的在某一块驱鱼单独补水。

可伸缩上挡板16和可伸缩下挡板17中，挡板基座27内嵌套有板体28，一般的鱼道中利用上下挡板束窄通道，使得挡板间流速加快，进而吸引鱼类，但某些鱼类的游泳能力或许无法通过所设置的高流速水流，而本实用新型中其上下挡板采用嵌套模式，即上挡板和下挡板可以伸缩。通过控制上下挡板的伸缩，可以调整上下挡板之间的间距，从而找到目标鱼类的偏好上下挡板间距。

可伸缩上挡板16和可伸缩下挡板17均为可滑动挡板体。

可伸缩上挡板16和可伸缩下挡板17为悬挂式，其中，挡板基座27底部为“凹”字形底座，“凹”字形底座通过滑轮23套设于鱼道外侧壁14和鱼道内侧壁26组成的鱼道侧壁上，“凹”字形底座通过螺栓24与鱼道侧壁连接，使得上挡板和下挡板可以沿着鱼道侧壁进行滑动，螺栓24起到了固定上下挡板的位置的作用，从而改变鱼道内部的流场。通过模拟或者实测来观测目标鱼类在哪种池室尺寸下偏好何种流场。

支撑架22的是支撑上游补水水箱1、上游鱼道水箱2及各水箱中的水流的重量，故其采用质量高且耐久性好的不锈钢制作而成，并且其可以调整高度，从而使得鱼道坡度可调。

本实用新型的工作过程如下：

实验装置布置完毕，在非工作状态下，各项设备应处于关闭状态、上游水箱应处于干燥状态。

实验前进行装置的检验工作，开启和关闭各水泵、诱鱼灯18、电栅19、空压机21等设备，观察其能否正常工作，整个系统是否完好。

检查完毕后，根据实验方案，控制上下挡板之间的间距和距离，根据鱼道内部所需流速，开启鱼道水泵4，待鱼道内部流态稳定后，使用流速仪测定流速进而确定流速工况。

根据实验需求选择是否开启补水泵3，诱鱼灯18、电栅19及气泡幕管20等设备，可选择单独进行某个实验如进行光选择实验时，关闭电栅19、气泡幕管20、补水等设备。若进行气泡幕实验时，则关闭与气泡幕实验无关的设备，其他类似，若需要进行综合诱驱鱼时，即进行光、气泡幕、水流、电共同进行实验时，则只要开启诱鱼灯18、电栅19、气泡幕、空压机21以及补水泵3即可。

在进行补水实验时，可以调控鱼道侧壁补水口闸门12和进口补水出水口闸门13的开度来调控补水流量。

本装置可以进行多种单项实验，也可以进行多种组合实验。根据实验需求自由控制。找到不同影响因子对目标鱼类的影响，以及影响因子之间的影响。

实验结束后，关闭诱鱼灯18、电栅19、空压机21、各水泵等设备。将实验鱼捞起，清理实验水槽。

当实验工作全部结束后，进行装置的检查，确定循环水系统、装置实验区主体，是否完好，为了装置得到充分的利用，每月必须进行装置的保养工作。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种鱼道模型实验装置，包括布置于支撑架（22）上的顶部开口的上游补水水箱（1），支撑架（22）布置于水平地面上，其特征在于：

支撑架（22）一侧的水平地面上还布置有下游水箱（7），上游补水水箱（1）及下游水箱（7）之间还设有鱼道；

上游鱼道水箱（2）布置于上游补水水箱（1）内，上游鱼道水箱（2）通过鱼道内侧壁（26）与下游水箱（7）连通，上游补水水箱（1）一侧与鱼道外侧壁（14）连接，鱼道内侧壁（26）与鱼道外侧壁（14）之间形成鱼道侧壁补水通道（25）；

上游补水水箱（1）底部通过进水补水管道（9）与鱼道底部连通；

上游鱼道水箱（2）内的下游侧设置有堰形隔板（15），鱼道内部两侧交错设置有多个可伸缩上挡板（16）和可伸缩下挡板（17）。

2.根据权利要求1所述的鱼道模型实验装置，其特征在于：下游水箱（7）的容积大于上游补水水箱（1）和上游鱼道水箱（2）的容积。

3.根据权利要求1所述的鱼道模型实验装置，其特征在于：上游补水水箱（1）通过带补水泵（3）的补水水泵管道（5）与下游水箱（7）连通，上游鱼道水箱（2）通过带鱼道水泵（4）的鱼道水泵管道（6）与下游水箱（7）连通。

4.根据权利要求1所述的鱼道模型实验装置，其特征在于：可伸缩上挡板（16）和可伸缩下挡板（17）中，挡板基座（27）内嵌套有板体（28）。

5.根据权利要求1所述的鱼道模型实验装置，其特征在于：可伸缩上挡板（16）和可伸缩下挡板（17）均为可滑动挡板体。

6.根据权利要求5所述的鱼道模型实验装置，其特征在于：可伸缩上挡板（16）和可伸缩下挡板（17）为悬挂式，其中，挡板基座（27）底部为“凹”字形底座，“凹”字形底座通过滑轮（23）套设于鱼道外侧壁（14）和鱼道内侧壁（26）组成的鱼道侧壁上，“凹”字形底座通过螺栓（24）与鱼道侧壁连接。