专利名称：鱼道的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生态修复工程，尤其是一种用于水利水电工程的鱼道。
背景技术：
水电水利工程的建设能够为人类提供较为清洁的能源，然而在实际实施过程中，其对生态环境的影响是非常巨大的，特别是对当地河流生态的影响，大坝的建成提高了水位，阻断了河流，使得鱼类难以洄游，特别是对于需洄游产卵的鱼类几乎带来了灭顶之灾，因此，目前较为成熟的技术是在水电水利工程中修建鱼道，从而使得鱼类能够顺利洄游。鱼道作为减缓鱼类受水电水利工程阻隔影响的生态修复措施，越来越受到社会各界和环保行政主管部门的关注。国外由于过鱼对象的游泳能力较强，水电水利工程上下游水头差不大，工程设计 中很少考虑休息池的设计。国内鱼道通常是每十个池室设置一个休息池，休息池底坡为0，休息池长度为普通池室的两倍，这样就可以使洄游的鱼类获得一定的休息空间，然而较长的休息池致使鱼道枢纽工程长度增加；且休息池内流态仍然比较紊乱，鱼类也未能得到充分休息。目前国内鱼道工程休息池设计方案通常难以达到理想的效果。根据国内水电工程的特点以及洄游鱼类的特性，鱼道池室一般选择竖缝式，但由于可供参照借鉴的工程较少，常因过隔板尺寸、结构型式等参数的选取不当，出现隔板消能效果较差，池室流态不稳定，易对上溯鱼体产生机械性损伤等问题
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能为鱼类在洄游通过水电水利工程时提供平静休息场所，也不会增加鱼道整体长度的鱼道。本发明解决其技术问题所采用的鱼道，包括侧壁和隔板结构，所述隔板结构设置在侧壁上，所述隔板结构将该鱼道分成数个游泳池，所述游泳池之间相互连通，还包括休息池，所述休息池设置在两个游泳池之间，所述休息池与所述游泳池之间通过隔板结构分隔并且相互连通，所述休息池的宽度大于所述游泳池。进一步的是，所述休息池与所述游泳池的长度相同，所述休息池的底坡与所述游泳池的底坡落差为O。进一步的是，所述隔板结构包括长隔板和短隔板，所述长隔板与所述短隔板相对设置，所述长隔板与所述短隔板之间预留有池室竖缝，所述游泳池之间、所述休息池与所述游泳池之间均通过各自处的池室竖缝相互连通；所述长隔板形成池室竖缝的一端设置有钩状墩头，以水流方向为参考，该钩状墩头是面向水流来向的。进一步的是，所述钩状墩头由四分之一的圆弧面和垂直于隔板的平面组成。进一步的是，所述钩状墩头的圆弧面半径为所述池室竖缝宽度的I. 5倍。进一步的是，所述游泳池宽度为池室竖缝宽度的8倍，游泳池长度为池室竖缝宽度的10倍。
进一步的是，所述长隔板的长度为所述游泳池宽度的1/2。进一步的是，沿着水流的方向，所述池室竖缝向所述长隔板方向倾斜，所述短隔板位于所述长隔板之后，并且所述短隔板面向水流的面与所述长隔板背对水流的面位于同一鱼道横截面上。进一步的是，所述池室竖缝倾斜的角度为45度。进一步的是，所述休息池由左侧回流区和右侧回流区组成，所述左回流区与所述游泳池形状相同并且相互平齐，所述右侧回流区相对于相邻游泳池向短隔板的一侧的侧壁外凸出。本发明的有益效果是由于休息池的宽度大于游泳池，因此休息池凸出于游泳池的部分就不会直接受到鱼道中水流的影响，因此在凸出部分中水流较为平静，适合鱼类在洄游中休息，而且休息池仅仅需要宽度的增加，因此不会增加鱼道整体的长度。休息池与游 泳池的底坡落差为0，因此水流不会因为高度差而出现变化，能保持原有的流速和不改变鱼道内主流流向。利用相对布置的长隔板、短隔板将鱼道分割成单个池室单元，该结构型式可保持上下游游池室间的水面落差相对稳定，使得池室内主流流速恒定和流向明确，池室内水流通过长隔板和短隔板间的池室竖缝过流，鱼类通过池室竖缝逆流而上。并且在长隔板上设置有钩状墩头，能有效解决隔板型式设计不合理的难题，达到消能效果好，池室内主流流向明确，无漩涡、水跃等不稳定流态产生，且长隔板逆水流方向设置四分之一的圆弧墩头的设置，能防止竖缝式隔板对鱼类造成的机械损伤。
图I是本发明的俯视图；图2是图I的A-A线剖视图；图3是本发明的尺寸标示图；图4是现有技术鱼道的不意图；图中零部件、部位及编号侧壁I、隔板结构2、游泳池3、休息池4、长隔板21、短隔板22、钩状墩头23、池室竖缝24、右侧回流区41、左回流区42、游泳池宽度H、游泳池长度L、池室竖缝倾斜a、长隔板长度D、钩状墩头的圆弧面半径R、池室竖缝宽度B。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图I所示，本发明包括侧壁I和隔板结构2，所述隔板结构2设置在侧壁I上，所述隔板结构2将该鱼道分成数个游泳池3，所述游泳池3之间相互连通，还包括休息池4，所述休息池4设置在两个游泳池3之间，所述休息池4与所述游泳池3之间通过隔板结构2分隔并且相互连通，所述休息池4的宽度大于所述游泳池3。本发明运用到水电水利工程之中，以利于鱼类洄游，减少水电水利工程对鱼类的影响。在图I中，箭头方向表示水的流向，鱼类的洄游即为逆流而上，鱼类在洄游经过水电水利工程时，便从鱼道的进口进入到鱼道之中，由于水电水利工程造成河流的落差变大，因此鱼道中的水流较为湍急，在加入隔板结构2后，可以对水流进行消能，并将整个鱼道从纵向分隔成若干的游泳池3，游泳池3的个数根据鱼道的长度和具体的河流环境而定，游泳池3的长度L根据当地情况和鱼道总长度而定，游泳池3中的水相对较为平静，利于鱼类在洄游中节约体力。鱼类在穿过一定数量的游泳池3后，即可进入到休息池3中进行短暂的休息，由于休息池4的宽度大于游泳池3，即休息池4是横向凸出于整个鱼道，因此休息池4凸出的部分避开了鱼道的主水流，使得此处相对于鱼道更加的平静，非常利于鱼类在此恢复体力，同时，由于休息池4是横向凸出的，因此休息池4的加入不会增加整个鱼道的长度，特别适用于上下游水头差较大的鱼道工程，既能够节约工程投资，也不会影响鱼道内水流流向，确保鱼道池室内流态相对稳定。为了避免池室间的上下游水位落差，同时避免鱼道整体长度增加，如图2所示，所述休息池4与所述游泳池3的长度相同，所述休息池4的底坡与所述游泳池3的底坡落差为O。休息池4相对于原来的游泳池3其宽度增加，但长度不变，这样就不会增加整个鱼道的长度，同时两者的底坡落差为0，就避免了水流因重力出现较大的变化，保证了整个鱼道内水流平稳。上述的隔板结构2包括长隔板21和短隔板22，所述长隔板21与所述短隔板22相对设置，所述长隔板21与所述短隔板22之间预留有池室竖缝24，所述游泳池3之间、所述休息池4与所述游泳池3之间均通过各自处的池室竖缝24相互连通；所述长隔板21形成池室竖缝24的一端设置有钩状墩头23,以水流方向为参考,该钩状墩头23是面向水流来向的。隔板结构2的具体构造参见图I和图3，鱼道中的各池室均依靠隔板结构2进行分隔，长隔板21与短隔板21相对设置，即其各自开放的一端相对，从而形成池室竖缝24，池室竖缝24宽度B最小值为最大过鱼对象体长的二分之一，由于隔板结构2的存在，从而阻挡了鱼道中的水流，使得鱼道的流量极大的减少，同时，各池室相对较为独立，因此保证鱼道内各个空间的水流较为平稳。水流基本都是从池室竖缝24中通过的，本发明在长隔板21的端部设置有钩状墩头23，并且该钩状墩头23是面向水流来向的，这样水流流道池室竖缝24，会被钩状墩头23分流换向，分流换向后的水流会与后面的水流部分抵消动能，达到消能的目的，这样就降低了水的整体流速，使得洄游的鱼类受到的阻力更小，鱼类穿过鱼道的数量就会更多，因此极大的降低了水电水利工程对鱼类洄游的影响，对河流的生态保护有重要的作用。具体的，所述钩状墩头23由四分之一的圆弧面和垂直于隔板的平面组成。圆弧面可以防止鱼类在穿过池室竖缝24时被长隔板21划伤，同时圆弧面可以平稳的导向水流，避免水流撞击形成的局部旋流。垂直于隔板的平面背向短隔板22，从而使水流撞击的旋流限定在该平面与其相对的侧壁形成的空间内，从而快速消能，使得水流平缓。具体的，所述钩状墩头23的圆弧面半径R为所述池室竖缝24宽度B的I. 5倍。控制钩状墩头23的圆弧面半径R为池室竖缝24宽度B的比例可以控制钩状墩头23的消能效果，其最佳消能效果为R为B的I. 5倍。具体的，所述游泳池3宽度H为池室竖缝24宽度B的8倍，游泳池3长度L为池室竖缝24宽度B的10倍。所述长隔板21的长度D为所述游泳池3宽度H的1/2。如图I、图3所示，上述池室竖缝24向所述长隔板21方向倾斜，所述短隔板22位于所述长隔板21之后，并且所述短隔板22面向水流的面与所述长隔板21背对水流的面位于同一鱼道横截面上。长隔板21长于短隔板22，池室竖缝24采用倾斜设置，池室竖缝24会将水流导向到靠近长隔板21的空间，此时，使得水流的流向偏离了鱼道中水的整体流向，从而使得水的动能得到抵消，同时长隔板21与侧壁形成的空间较大，使得水流在其中、逐渐与侧壁、水流碰撞消能减速，从而使得鱼道中的水流整体较为缓和，利于鱼类洄游。具体的，池室竖缝24倾斜的角度a为45度。导角为45°，钩状墩头23保留四分之一圆墩头，主流在充分掺混后转入池室竖缝24，两个回流区较对称，经过钩状墩头23调整，水流平顺的经过池室竖缝24进下一游泳池3，水流在游泳池3内充分掺混后又经过钩状墩头23绕流，充分消能，池室竖缝24处流速 略小，实测过鱼竖缝平均流速I. 36m/s^l. 38m/S。为了保证休息池4中较为平静，如图I所示，所述休息池4由左侧回流区42和右侧回流区41组成，所述左回流区42与所述游泳池3形状相同并且相互平齐，所述右侧回流区41相对于相邻游泳池3向短隔板22的一侧的侧壁I外凸出。此时，上述的池室竖缝24即朝向左回流区42而偏离右侧回流区41，这样就使得水流难以影响到右侧回流区41，使得休息池4中的水流平静，利于鱼类在此休息。即此时，水流在左侧回流区42中经过并消能，右侧回流区41中的水流交换较小，用于鱼类休息。这样休息池4在整个鱼道中是最为平静的地区，并且其具有较大的体积，利于鱼类在其间休息。实施例采用现有技术的鱼道作为对比例与本发明中的鱼道进行对比，参见图3和图4，本发明中选取的三条池室竖缝24与现有技术的三条池室竖缝24在各自鱼道中的位置相同，分别成对编号为1、2、3。下表为本发明所述的鱼道与现有技术的鱼道的池室竖缝处的水流流速对比较表池室竖缝流速测点距池室底部的 (单位m/s) IjSff (单位izir
权利要求
1.鱼道，包括侧壁(I)和隔板结构(2)，所述隔板结构(2)设置在侧壁(I)上，所述隔板结构(2)将该鱼道分成数个游泳池(3)，所述游泳池(3)之间相互连通，其特征在于还包括休息池(4)，所述休息池(4)设置在两个游泳池(3 )之间，所述休息池(4)与所述游泳池(3 )之间通过隔板结构(2)分隔并且相互连通，所述休息池(4)的宽度大于所述游泳池(3)。
2.如权利要求I所述的鱼道，其特征在于所述休息池(4)与所述游泳池(3)的长度相同，所述休息池(4)的底坡与所述游泳池(3)的底坡落差为O。
3.如权利要求I或2所述的鱼道，其特征在于所述隔板结构(2)包括长隔板(21)和短隔板(22)，所述长隔板(21)与所述短隔板(22)相对设置，所述长隔板(21)与所述短隔板(22 )之间预留有池室竖缝(24 )，所述游泳池(3 )之间、所述休息池(4 )与所述游泳池(3 )之间均通过各自处的池室竖缝(24)相互连通；所述长隔板(21)形成池室竖缝(24)的一端设置有钩状墩头(23 ),以水流方向为参考,该钩状墩头(23 )是面向水流来向的。
4.如权利要求3所述的鱼道，其特征在于所述钩状墩头(23)由四分之一的圆弧面和垂直于隔板的平面组成。
5.如权利要求4所述的鱼道，其特征在于所述钩状墩头(23)的圆弧面半径为所述池室竖缝(24)宽度的I. 5倍。
6.如权利要求3所述的鱼道，其特征在于所述游泳池(3)宽度为池室竖缝(24)宽度的8倍，游泳池(3)长度为池室竖缝(24)宽度的10倍。
7.如权利要求3所述的鱼道，其特征在于所述长隔板(21)的长度为所述游泳池(3)宽度的1/2。
8.如权利要求3所述的鱼道，其特征在于沿着水流的方向，所述池室竖缝(24)向所述长隔板(21)方向倾斜，所述短隔板(22)位于所述长隔板(21)之后，并且所述短隔板(22)面向水流的面与所述长隔板(21)背对水流的面位于同一鱼道横截面上。
9.如权利要求8所述的鱼道，其特征在于所述池室竖缝(24)倾斜的角度为45度。
10.如权利要求8所述的鱼道，其特征在于所述休息池(4)由左侧回流区和右侧回流区(41)组成，所述左回流区(42)与所述游泳池(3)形状相同并且相互平齐，所述右侧回流区(41)相对于相邻游泳池(3)向短隔板(22)的一侧的侧壁(I)外凸出。
全文摘要
本发明公开了一种生态修复工程，尤其是一种用于水利水电工程的鱼道。本发明提供了一种既能为鱼类在洄游通过水电水利工程时提供平静休息场所，也不会增加鱼道整体长度的鱼道，包括侧壁和隔板结构，隔板结构设置在侧壁上，隔板结构将该鱼道分成数个游泳池，所述游泳池之间相互连通，还包括休息池，所述休息池设置在两个游泳池之间，休息池与所述游泳池之间通过隔板结构分隔并且相互连通，所述休息池的宽度大于所述游泳池。由于休息池的宽度大于游泳池，因此休息池凸出于游泳池的部分就不会直接受到鱼道中水流的影响，因此在凸出部分中水流较为平静，适合鱼类在洄游中休息，而且休息池仅仅需要宽度的增加，因此不会增加鱼道整体的长度。
文档编号E02B8/08GK102747713SQ20121025875
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者周小波, 夏勇, 张连明, 李亚农, 王丽, 王泽溪, 职小前, 蒋红, 郎建, 陈静 申请人:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院