DK171280B1

DK171280B1 - Spirit level for fish and watercourse fauna.

Info

Publication number: DK171280B1
Application number: DK086094A
Authority: DK
Inventors: Finn Smidt
Original assignee: Finn Smidt
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-08-19
Also published as: DK86094A

Description

i DK 171280 B1in DK 171280 B1

Den foreliggende opfindelse angår et vandpas etableret i vandløb på steder med spring i vandspejlet for at tillade passage af fisk og vandløbsfauna i øvrigt.The present invention relates to a spirit level established in streams in places with leaps in the water level to permit the passage of fish and other river fauna.

5 Naturlige og menneskeskabte opstemninger og andre typer af forhindringer i vandløb hindrer den fri udbredelse af fisk og vandløbsfauna i øvrigt. Tidligere års reguleringer og opstemninger af vandløb har specielt hindret fiskene i at nå deres naturlige gydepladser i det lave vand ved vandløbenes 10 udspring.5 Natural and man-made pollutants and other types of obstacles in streams hinder the free propagation of fish and aquatic fauna in general. Previous years' regulations and streams of streams have specifically prevented fish from reaching their natural spawning grounds in the shallow water at the source of the streams.

Ved disse opstemninger og forhindringer i vandløbene kan det være nødvendigt at etablere særlige passager for at tillade fri vandring af fisk og for vandløbsfaunaen i såvel op- som nedadgående retning. Både for stand- og vandrefisk er 15 det af stor vigtighed, at de kan vandre uhindret i deres vandsystem for at søge føde eller for at gyde.In the case of these pollutants and obstacles in the watercourses, it may be necessary to establish special passages to allow free migration of fish and for the aquatic fauna in both upward and downward directions. It is of great importance, both for standing and hiking fish, that they can roam freely in their water system to seek food or to spawn.

Et grundlæggende krav til disse passager er, at vandets hastighed og turbulens nedbringes for at sikre, at den laveste strømhastighed i konstruktionen ikke overstiger den 20 hastighed, som opgangsfiskene kan svømme med og i det hele taget tillader fri udbredelse af vandløbsfaunaen.A basic requirement for these passages is that the velocity and turbulence of the water be reduced to ensure that the lowest flow velocity in the structure does not exceed the velocity at which the ascending fish can swim and allow the free circulation of the aquifers in general.

Almindeligt kendte passagetyper er: A. Kammertrapper. Udføres som et antal støbte bassiner eller kamre, der er bygget sammen i en serie, således at den 25 dannede bassinrække etablerer en stigende forbindelse mellem det nedre og øvre vandspejl. Kammertrapper er udstyret med enten overløbs- eller dykkede åbninger eller en kombination af begge.Commonly known passage types are: A. Chamber stairs. Performed as a plurality of molded basins or chambers built together in a series such that the 25 pool basins formed establish an increasing connection between the lower and upper water levels. Chamber stairs are equipped with either overflow or dive openings or a combination of both.

B. Modstrømspas. Udføres som smalle støbte render 30 enkeltvis eller i en serie sammenbundet via indskudte hvilebassiner. Modstrømspas er i siderne udstyret med lodretstående fremadrettede lameller, som skaber en modsatrettet strøm, som derved nedsætter strømhastigheden. Disse fiskepas kan opsættes med forholdsvis stor faldprofil.B. Counter current pass. Performed as narrow molded renderings 30 individually or in a series connected via inserted resting pools. Counter current passes are equipped with vertically facing forward slats in the sides, which create an opposite current, thereby reducing the flow rate. These fishing passes can be set up with a relatively large fall profile.

35 C. Stryg. Udføres som et å-lignende forløb, udgravet i terræn, der alene ved den samlede længde nedsætter vandets strømhastighed og derved faldprofilet, mellem det øvre og nedre vandspejl. Fiskestryg kan udføres med mellemstore vandføringer, men kræver som nævnt et lille faldprofil, så DK 171280 B1 2 fisk og vandløbsfaunaen i øvrigt kan passere. Ulempen er de meget store arealinddragelser ved anlæggelse.35 C. Iron. Performed as a stream-like course, excavated in terrain which alone at the total length decreases the water flow velocity and thereby the drop profile, between the upper and lower water levels. Fishing rods can be carried out with medium-sized watercourses, but as mentioned, require a small fall profile, so that DK 171280 B1 2 fish and the watercourse fauna can pass. The disadvantage is the very large area involvement in construction.

De kendte fiskepas er baseret på omledning af en mindre vandmængde fra vandløbet, der bibeholder sit eksisterende 5 forløb i det væsentlige uændret. Der er altså to separate vandstrømme, nemlig hovedstrømmen i det eksisterende vandløb og en bistrøm i fiskepasset. Da fiskepasset er baseret på en mindre vandmængde, vil selv beskedne ændringer i vandløbets vandføring påvirke vandpasset i betydelig grad og ofte gøre 10 det impassabelt. En mindre vandmængde i vandløbet vil give sig kraftigt udslag i fiskepasset - der vil ikke være tilstrækkeligt med vand i dette, og omvendt vil vandstrømmen blive for kraftig ved en større vandmængde i vandløbet. Ligeledes kan tilstopning og aflejringer være et problem ved 15 de kendte fiskepas; hovedsageligt ved kammertrapper og modstrømspas. Ikke mindst er de kendte fiskepas særligt beregnet for passage af gydefisk og tilgodeser ikke i samme grad det øvrige liv og fauna i vandløbet. Både kammertrapper og modstrømspas er selektive med hensyn til størrelse og 20 antal af fiskearter, der kan passere.The known fishing passes are based on the diversion of a smaller volume of water from the watercourse, which retains its existing course substantially unchanged. Thus, there are two separate streams, namely the main stream in the existing stream and a by-stream in the fishing pass. Since the fishing pass is based on a smaller amount of water, even modest changes in the flow of the watercourse will significantly affect the water level and often make it impassable. A smaller amount of water in the watercourse will have a strong impact on the fishing pass - there will not be enough water in this, and conversely, the water flow will be too strong at a larger quantity of water in the watercourse. Likewise, clogging and deposits may be a problem with the known fishing passes; mainly by chamber stairs and countercurrent passes. Not least, the known fishing passes are specially designed for the passage of spawning fish and do not take into account the other life and fauna in the watercourse. Both chamber stairs and countercurrent passes are selective in size and 20 numbers of fish species that can pass.

Med opfindelsen er der tilvejebragt et vandpas, der er ejendommeligt ved, at det omfatter flere på bunden af vandløbet og på tværs heraf tilspidsede elementer, der aftager i højden fra den ene til den anden side, og at 25 elementerne er endevendte, dvs. med den tilspidsede ende pegende skiftevis den ene og den anden vej, og at elementerne udgør et tværgående revlelignende reliefmønster, der leder vandet, i det mindste i bunden af vandløbet, fra side til side ned gennem vandpasset.With the invention there is provided a spirit level which is characterized in that it comprises several at the bottom of the watercourse and transversely tapered elements which decrease in height from one side to the other, and that the elements are end-facing, ie. with the tapered end pointing alternately one way or the other, and the elements forming a transverse tear-like relief pattern guiding the water, at least at the bottom of the stream, from side to side down through the level.

30 Det grundliggende princip i passagen er således et bestandigt horisontalt revlelignende reliefmønster bestående af skrånende eller kileformede elementer, der i en tværstillet, endevendt og evt. forskudt længdegående rækkefølge leder og presser vandet i bunden af vandløbet fra 35 side til side i passagen. Den opbremsende effekt forlænger vandets faldprofil i forhold til passagens direkte faldprofil fra det øvre til det nedre vandspejl. Bremsefladernes vinkelstilling, areal og indbyrdes afstand er afgørende for evnen til at opbremse vandet. Reliefmønsteret skaber DK 171280 B1 3 afhængigt af dybden og vandføring strømlag af varieret hastighed. Varierende vandføring vil ved lav vandstand blotlægge dele af relieffet, og ved høj vandstand vil vandet oversvømme og dække dette.30 The basic principle of the passage is thus a continuous horizontal tear-like relief pattern consisting of sloping or wedge-shaped elements which in a transverse, end-facing and possibly staggered longitudinal order directs and squeezes the water at the bottom of the stream from 35 side to side in the passage. The braking effect extends the water drop profile relative to the passage's direct fall profile from the upper to the lower water level. The angular position, area and spacing of the brake surfaces are crucial for the ability to slow down the water. The relief pattern creates DK 171280 B1 3, depending on the depth and flow of water layers of varying speed. Variable water flow will expose parts of the relief at low water levels, and at high water levels the water will flood and cover this.

5 Fiskepassets funktion er uafhængig af vandmængden; ved lille vandmængde snor vandstrømmen sig fra side til side i vandløbet mellem revlerne og ved stor vandmængde, hvor revlerne oversvømmes, fremtræder der stadig denne rolige understrøm i bunden af revlerne, mens der i øverste vandlag 10 fremkommer en mere turbulent strømning, som følger vandløbets direkte faldprofil hen over revlerne, men fisk samt vandløbsfauna i øvrigt vil altid kunne passere via den rolige understrøm. Imellem bremsefladerne dannes der hvileområder for fiskene. Hvileområdets rumfang medvirker til dæmpning af 15 vandets energi og hastighed.5 The function of the fishing pass is independent of the volume of water; at a small amount of water, the flow of water swings from side to side in the watercourse between the reefs and at a large amount of water where the reefs are flooded, this calm undercurrent still appears at the bottom of the reefs, while in the upper water layer 10 a more turbulent flow follows directly from the watercourse. fall profile across the reefs, but fish as well as aquatic fauna in general will always be able to pass through the calm undercurrent. Between the brake surfaces, resting areas are formed for the fish. The volume of the rest area helps to dampen the energy and speed of the water.

Det lange snoede forløb af understrømmen bevirker, at passagen kan opstilles over en kort strækning; derved undgås store arealinddragelser ved etablering af et fiskepas.The long winding course of the undercurrent allows the passage to be erected over a short distance; thereby avoiding large area encroachments when establishing a fishing pass.

Fiskepasset ifølge opfindelsen forener evnen til over en 20 kort strækning at udveksle vandet opstrøms til vandet nedstrøms for fiskepasset, samt uden stor turbulens og direkte styrt at give passagemulighed for samtlige fiskearter og vandløbsfaunaen i øvrigt.The fishing pass according to the invention combines the ability to exchange water for a short distance upstream to the water downstream of the fishing pass, and without great turbulence and directly controlled to allow passage for all fish species and the watercourse fauna in general.

Passagens opbremsende flader kan eksempelvis opbygges som 25 skrå tværstillede trekant- eller trapezformede flader, som udlægges over en omdrejningslinie, hvor de hydrauliske egenskaber kan reguleres ved fladerne, som kan vinkelstilles vertikalt, f.eks. fra 5 til 85 grader, fortrinsvis 30-45 grader, og endvidere kan de i den smalle ende højdeforskydes 30 til den ønskelige opbremsningseffekt er opnået. Med horisontal vinkelindstilling af bremsefladerne i passagens længderetning indvirkes der på bundvandets ideelle faldprofil. Passagens reliefmønster kan udføres med krumme, dobbeltkrumme eller plane flader. Det forstås, at passagen 35 som helhed med revlemønster kan opbygges af præfabrikerede betonelementer eller støbes in situ, alternativt kan reliefmønsteret opbygges af sten på bunden af vandløbet.For example, the braking surfaces of the passageway may be constructed as sloping transverse triangular or trapezoidal surfaces which are laid over a line of rotation where the hydraulic properties can be controlled by the surfaces which can be angled vertically, e.g. from 5 to 85 degrees, preferably 30 to 45 degrees, and furthermore, they can be height-shifted at the narrow end 30 until the desired braking effect is achieved. With horizontal angular adjustment of the brake surfaces in the longitudinal direction of the passage, the ideal fall profile of the bottom water is affected. The passage's relief pattern can be done with curved, double curved or flat surfaces. It is understood that the passage 35 as a whole, with a grating pattern, may be constructed of prefabricated concrete elements or cast in situ, or alternatively, the relief pattern may be constructed of stones at the bottom of the watercourse.

Passagen kan projekteres om et skalaløst modulprincip, der kan dimensioneres til mangeartede forhold. Passagens DK 171280 B1 4 konstruktive bestanddele er grundlæggende variable, og når variationerne er fastlagt kan passagens konstruktive bestanddele sektioneres og repeteres i det nødvendige antal.The passage can be designed on a scaleless module principle that can be dimensioned for many different conditions. The structural components of the passage DK 171280 B1 4 are fundamentally variable and when the variations are determined, the structural components of the passage can be sectioned and repeated in the required number.

Passagen kan afstemmes så den er virksom i intervallet 5 mellem vandføringens median minimum og median maksimum, og tillader passage uden nogen snæver margen for den gennemstrømmende vandmængde.The passage can be tuned to operate in the interval 5 between the median minimum and median maximum of the water flow, and allows passage without any narrow margin for the flow of water.

Passagen er selvrensende, dens udformning sikrer at risikoen for aflejringer og tilstopninger er reduceret mest 10 muligt, dvs. at den kan fungere uden hyppig manuel eller mekanisk justering.The passage is self-cleaning, its design ensures that the risk of deposits and clogging is reduced as much as possible, ie. that it can operate without frequent manual or mechanical adjustment.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til illustrationen på medfølgende tegning.The invention will now be described in more detail with reference to the illustration in the accompanying drawing.

Fig. l, viser en axonometrisk afbildning af passagens 15 grundlæggende princip, ogFIG. 1 shows an axonometric representation of the basic principle of the passage 15; and

Fig. 2, viser en axonometrisk afbildning af en mulig udførelsesform for en særdeles stor passage.FIG. 2 shows an axonometric view of a possible embodiment of an extremely large passage.

Tegningens fig. 1 viser passagens grundlæggende princip som er et reliefmønster bestående af skrånende eller 20 kileformede flader 2a-e der i en tværstillet forskudt længdegående rækkefølge leder og presser vandet fra side til side i passagen. Bremsefladernes vinkelindstilling, areal og indbyrdes afstand er afgørende for evnen til at opbremse vandet.FIG. Figure 1 shows the basic principle of the passage, which is a relief pattern consisting of sloping or 20 wedge-shaped surfaces 2a-e which conduct in a transversely displaced longitudinal order and push the water from side to side in the passage. The angular position, area and spacing of the brake surfaces are crucial to the ability to slow down the water.

25 Planet A antydet med prik-linie er vandoverfladen, hvor linien B angiver overfladevandets direkte faldprofil. Bundvandets ideelle faldprofil er antydet med linien C.25 Planet A indicated by a dotted line is the water surface, where line B indicates the direct fall profile of the surface water. The bottom water's ideal fall profile is indicated by the line C.

Ved den mulige udførelsesform vist i fig. 2 beregnet til særdeles store vandmængder er fladegeometrien for de 30 trapezformede bremse- og udfyldningsflader 2a-e beregnet på forhånd. De opdeles i sektioner og præfabrikeres i armeret beton. Kanterne udføres som en nedbukning af selve fladen, hvorved der skabes et kantanlæg, som blot skal efterfuges. Disse præfabrikerede sektioner kan monteres direkte på 35 tværstillede in situ støbte fundamenter 4 uden yderligere tilpasning. Fundamenterne understøtter således de tværgående samlinger i bremse- og udfyldningsfladerne. Passagens langsgående vægge 6, blok 8 og stribefundamenter 10 tænkes udført i vandtæt armeret beton in situ støbt.In the possible embodiment shown in FIG. 2 for very large quantities of water, the surface geometry of the 30 trapezoidal brake and fill surfaces 2a-e is calculated in advance. They are divided into sections and prefabricated in reinforced concrete. The edges are executed as a bending of the surface itself, thereby creating an edge system that simply needs to be seamed. These prefabricated sections can be mounted directly on 35 transverse in situ molded foundations 4 without further adjustment. Thus, the foundations support the transverse joints in the brake and fill surfaces. The longitudinal walls 6, block 8 and strip foundations of the passage are thought to be made of waterproof reinforced concrete in situ cast.

DK 171280 B1 5DK 171280 B1 5

Med omdrejningslinien D som centerlinie kan bremse-fladerne 2a,2c og 2e vinkelstilles fra 5 til 85 grader. Under hensyntagen til den valgte lokalitet, vandføring og passagens mulige faldprofil vælges bremsefladernes vinkelstilling.With the center of rotation D as the center line, the brake surfaces 2a, 2c and 2e can be angled from 5 to 85 degrees. Taking into account the selected location, water flow and the possible fall profile of the passage, the angular position of the brakes is selected.

5 Med højdeforskydning af fladernes smalle ende er det muligt at finjustere det frie gennemstrømningsprofil over relieffet. Dette har betydning for gennemstrømningshastigheden. Som nævnt er de opbremsende fladers specifikke udformning af afgørende betydning for virkningsgraden af 10 passagen.5 With the height shift of the narrow end of the surfaces, it is possible to fine-tune the free flow profile over the relief. This has an effect on the flow rate. As mentioned, the specific design of the braking surfaces is essential for the efficiency of the passage.

Med horisontal vinkelstilling af bremsefladerne i passagens længderetning indvirkes der på bundvandets ideelle faldprofil, og det er dermed muligt at bestemme længden af bundvandets ideelle faldprofil i forhold til det direkte 15 faldprofil.With horizontal angular positioning of the brake surfaces in the longitudinal direction of the passage, the ideal fall profile of the bottom water is affected, and it is thus possible to determine the length of the ideal fall profile of the bottom water in relation to the direct fall profile.

I det foregående er der anvendt udtrykket overfladevandets direkte faldprofil om det direkte faldprofil fra vandet før passagen til vandet efter denne. Dette er rent teoretisk, da selv overfladestrømmen vil påvirkes af 20 reliefmønsteret og få en slangeagtig bevægelse ned over passagen.In the foregoing, the term surface water's direct fall profile has been applied to the direct fall profile from the water prior to the passage to the water after it. This is purely theoretical as even the surface flow will be affected by the relief pattern and cause a snake-like movement down the passage.

Bundvandets ideelle faldprofil benævnes her som den mængde vand, der kun lige netop skaber en ubrudt vandstrøm fra vandløbet før passagen til efter passagen. Med stigende 25 vandføring ændres faldprofilet til intervallet mellem det ideelle og direkte profil. En varierende vandføring vil ved lav vandstand tørlægge og synliggøre dele af passagens kanter og flader og ved høj vandstand vil vandet helt oversvømme og dække relieffet.The bottom water's ideal fall profile is referred to here as the amount of water that only just creates an unbroken flow of water from the watercourse before passage to after passage. With increasing water flow, the drop profile changes to the interval between the ideal and direct profile. A varying flow of water will dry out and make visible parts of the passage's edges and surfaces at low water level and at high water level the water will completely flood and cover the relief.

30 Med opfindelsen er der således frembragt en vandpassage, der i såvel op- som nedadgående retning tillader fri passage af fisk og vandløbsfauna i øvrigt, idet der altid vil være passagemulighed via den rolige understrøm uanset vandstand. Passagen kræver ikke ekspropriering af landareal idet den kan 35 anlægges i det eksisterende vandløb. Der skal blot en midlertidig forlægning eller opdæmning af vandløbet til. Byggetiden er forholdsvis kort da passagen i væsentlig grad kan bygges af præfabrikerede elementer. Passagen er hovedsagelig tænkt udformet i eksisterende vandløb, men kan 5 6 DK 171280 B1 naturligvis også anlægges som et selvstændigt forløb i tilknytning hertil.The invention thus provides a water passage that permits free passage of fish and watercourse fauna in both the up and down directions, as there will always be passage through the calm downstream regardless of the water level. The passage does not require expropriation of land as it can be built into the existing watercourse. There is only a need to temporarily reposition or contain the watercourse. Construction time is relatively short as the passage can be built to a considerable extent by prefabricated elements. The passage is mainly intended to be formed in existing watercourses, but can of course also be constructed as an independent course in connection with this.

10 15 20 25 30 3510 15 20 25 30 35

Claims

1. A spirit level established in watercourses in places with leaps in the water level to allow passage of fish and watercourse fauna for 5 more, characterized in that it comprises several at the bottom of the watercourse and transversely tapered elements which decrease in height from one to the other. the other side and that the elements are end-facing, i.e. with the tapered end pointing alternately one way and the other, and the elements 10 forming a transverse tear-like relief pattern guiding the water, at least at the bottom of the stream, from side to side down through the level.

A spirit level according to claim 1, characterized in that the elements are arranged offset so that the water can pass past the end thereof.

A spirit level according to one of claims 1 and 2, characterized in that the elements are prefabricated elements or are made up of prefabricated elements, especially concrete elements.

A spirit level according to claim 3, characterized in that the elements are made up of triangular or trapezoidal flat units. 25

A spirit level according to one of claims 1-3, characterized in that the elements are made up of natural stones on the bottom of the watercourse.