一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板及其使用方法
【专利摘要】一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，第一挡板与第二挡板一侧连接形成一个整体挡板，第一挡板的高度高于第二挡板的高度，第一挡板底部开设有不多于五个的排沙孔，第二挡板顶部开设有一个溢流孔，溢流孔的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板的高度为涵洞高度的20?30%。本发明提供的一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板及其使用方法，可以解决涵洞内水力因子无法满足鱼类通过条件的问题，达到优化涵洞内水力条件的目的，安装方便。
【专利说明】
一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及鱼类生态保护领域，尤其是一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板及其使用方法。【背景技术】
[0002]目前国内已建的高速公路式涵洞或者桥梁涵洞，在功能设计过程中主要是考虑是否满足排水要求，并没有考虑涵洞作为过鱼通道时所需要的水力条件。而溪流中的小型鱼类大多有洄游需求，当涵洞内部的水力因子如流速等参数无法满足鱼类成功通过时所需要的水力条件时，鱼类便无法成功上溯或下行，若鱼类的洄游路径被阻隔，会严重影响小型溪流水生生物的生态环境。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板及其使用方法，可以解决涵洞内水力因子无法满足鱼类通过条件的问题，达到优化涵洞内水力条件的目的，安装方便。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，第一挡板与第二挡板一侧连接形成一个整体挡板，第一挡板的高度高于第二挡板的高度，第一挡板底部开设有不多于五个的排沙孔，第二挡板顶部开设有一个溢流孔，溢流孔的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板的高度为涵洞高度的20-30%。
[0005]排沙孔为半圆形孔，溢流孔为三角形孔。
[0006]当排沙孔的数量为一个时，其开设于靠近第一挡板外侧处。
[0007]当排沙孔的数量为两个时，分别开设于靠近第一挡板两侧处。
[0008]当排沙孔的数量为三个时，分别开设于靠近第一挡板两侧和中间处。
[0009]—种利用上述混凝土挡板实现涵洞过鱼的方法，该方法为:在涵洞内部沿涵洞走向每隔一段距离均匀布置多块混凝土挡板，布置于同一涵洞内部的各块混凝土挡板的排沙孔的数量和位置相同，相邻两块混凝土挡板之间的角度为0度，使每两块混凝土挡板之间形成的池室内的水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。[〇〇1〇] 利用上述混凝土挡板实现涵洞过鱼的另一种优化方法为:在涵洞内部沿涵洞走向每隔一段距离均匀布置多块混凝土挡板，布置于同一涵洞内部的各块混凝土挡板的排沙孔的数量和位置相同，相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度，使每两块混凝土挡板之间形成的池室内的水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。
[0011]涵洞内每两块相邻的混凝土挡板之间的距离为涵洞宽度的0.75-1.25倍。
[0012]本发明提供的一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板及其使用方法，通过高低不同的第一挡板和第二挡板的设计，可以分别适应丰水期和枯水期的涵洞排水功能;排沙孔在排掉淤沙的同时可以方便小型鱼类或其他水生动物通过;溢流孔使得鱼道中的鱼类可以通过溢流孔上溯;通过混凝土挡板的水流阻挡作用，在提高池室内水位的同时，保证水流的流速不小于目标鱼类的感应流速，达到优化涵洞内水力条件的目的；通过在涵洞内布置多个混凝土挡板，使相邻混凝土挡板的布置角度呈0度或180度，可以制造类似于同侧竖缝式鱼道或异侧竖缝式鱼道的流场，能将涵洞内单个池室内水位提升至原来的2?3倍;可以解决涵洞内水流流态和流速等水力因子无法满足鱼类通过条件的问题，若涵洞内水流流速较低，采用多块混凝土挡板的布置，可以将池室内的平均水流速度提高30?50%，从而对涵洞内部流场进行调整和改进，优化涵洞式过鱼通道内部的水力条件，提高涵洞式鱼道的过鱼效果，且混凝土挡板的结构形式多变，布置方式灵活，便于现场安装。【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:图1为本发明混凝土挡板实施例一的结构示意图；图2为本发明混凝土挡板实施例一的主视图；图3为本发明将实施例一的混凝土挡板应用于涵洞的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为0度；图4为本发明将实施例一的混凝土挡板应用于涵洞的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度；图5为本发明混凝土挡板实施例二的结构示意图；图6为本发明混凝土挡板实施例二的主视图；图7为本发明将实施例二的混凝土挡板应用于涵洞的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为0度；图8为本发明将实施例二的混凝土挡板应用于涵洞的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度；图9为本发明混凝土挡板实施例三的结构示意图；图10为本发明混凝土挡板实施例三的主视图；图11为本发明将实施例三的混凝土挡板应用于涵洞的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为0度；图12为本发明将实施例三的混凝土挡板应用于涵洞的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度；图13为本发明将实施例一的混凝土挡板应用于防自然鱼道的示意图，此时相邻两块混凝土挡板之间的角度为0度。【具体实施方式】
[0014]实施例一如图1和图2所示，一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，第一挡板1与第二挡板 2—侧连接形成一个整体挡板，第一挡板1的高度高于第二挡板2的高度，第一挡板1底部开设有一个排沙孔3,排沙孔3开设于靠近第一挡板1外侧处，第二挡板2顶部开设有一个溢流孔4,溢流孔4的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板1的高度为涵洞 5高度的20-30%。
[0015]排沙孔3为直径为10-15厘米的半圆形孔，在排掉淤沙的同时可以方便小型鱼类或其他水生动物通过；开设于第二挡板2中间的溢流孔4为三角形孔，溢流孔4的顶角为90度-120度，使得涵洞式鱼道中的鱼类可以通过溢流孔4上溯。[〇〇16]第一挡板1和第二挡板2的长度比为5:3。[〇〇17] 如图3所示，上述混凝土挡板应用于涵洞式鱼道的方法为:在涵洞5内部沿涵洞5走向每隔一段距离均匀布置多块实施例一的混凝土挡板，相邻两块混凝土挡板之间的角度为 〇度，每两块混凝土挡板之间形成的池室5-1内以及池室间的流态和流速分布与同侧竖缝式鱼道类似，即水流在靠近涵洞右侧壁面流动，溢流孔和排沙孔均在同一侧布置，水流在池室内呈反S型流动，保证了水流的一致性和连贯性，同时也缩短了鱼类的上溯路程，使每两块混凝土挡板5之间形成的池室5-1内的水流流态和流速等水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。
[0018] 如图4所示，上述混凝土挡板应用于涵洞式鱼道的另一种方法为:在涵洞5内部沿涵洞5走向每隔一段距离均匀布置多块实施例一的混凝土挡板，相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度，每两块混凝土挡板之间形成的池室5-1内以及池室5-1间的流态和流速分布情况类似于异侧竖缝式鱼道的内部流场，水流在池室5-1内呈反S型流动，池室5-1内的流速分布较为均匀，溢流孔4和排沙孔3分别布置在混凝土挡板的两侧，主流速度分布特征明显，有利于诱导鱼类成功上溯，使每两块混凝土挡板5之间形成的池室5-1内的水流流态和流速等水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。[〇〇19] 涵洞5内每两块相邻的混凝土挡板之间的距离为涵洞5宽度的0.75-1.25倍，优选为0.75倍。
[0020]实施例二如图5和图6所示，一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，第一挡板1与第二挡板 2—侧连接形成一个整体挡板，第一挡板1的高度高于第二挡板2的高度，第一挡板1底部开设有两个排沙孔3,两个排沙孔3分别开设于靠近第一挡板1两侧处，第二挡板2顶部开设有一个溢流孔4,溢流孔4的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板1的高度为涵洞5高度的20-30%。
[0021]排沙孔3为直径为10-15厘米的半圆形孔，在排掉淤沙的同时可以方便小型鱼类或其他水生动物通过；开设于第二挡板2中间的溢流孔4为三角形孔，溢流孔4的顶角为90度-120度，使得涵洞式鱼道中的鱼类可以通过溢流孔4上溯。[〇〇22]第一挡板1和第二挡板2的长度比为5:3。[〇〇23] 如图7所示，上述混凝土挡板应用于涵洞式鱼道的方法为:在涵洞5内部沿涵洞5走向每隔一段距离均匀布置多块实施例二的混凝土挡板，相邻两块混凝土挡板之间的角度为 〇度，每两块混凝土挡板之间形成的池室5-1内以及池室间的流态和流速分布与同侧竖缝式鱼道类似，即水流在靠近涵洞右侧壁面流动，溢流孔和排沙孔均在同一侧布置，水流在池室内呈反S型流动，保证了水流的一致性和连贯性，同时也缩短了鱼类的上溯路程，使每两块混凝土挡板5之间形成的池室5-1内的水流流态和流速等水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。
[0024]如图8所示，上述混凝土挡板应用于涵洞式鱼道的另一种方法为:在涵洞5内部沿涵洞5走向每隔一段距离均匀布置多块实施例一的混凝土挡板，相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度，每两块混凝土挡板之间形成的池室5-1内以及池室5-1间的流态和流速分布情况类似于异侧竖缝式鱼道的内部流场，水流在池室5-1内呈反S型流动，池室5-1内的流速分布较为均匀，溢流孔4和排沙孔3错开排列，对于整个涵洞及池室内部泥沙的顺利排出有较好的水流引导效果，主流速度分布特征明显，有利于诱导鱼类成功上溯，使每两块混凝土挡板5之间形成的池室5-1内的水流流态和流速等水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。
[0025]当上游来水的水质较为浑浊、水体含沙量较大时，采用两个排沙孔可以增大排沙量，能够有效防止涵洞池室5-1内的泥沙淤积现象。[〇〇26] 涵洞5内每两块相邻的混凝土挡板之间的距离为涵洞5宽度的0.75-1.25倍，优选为0.75倍。[〇〇27] 实施例三如图9和图10所示，一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，第一挡板1与第二挡板2—侧连接形成一个整体挡板，第一挡板1的高度高于第二挡板2的高度，第一挡板1底部开设有三个排沙孔3，三个排沙孔3分别开设于靠近第一挡板1两侧和中间处，第二挡板2顶部开设有一个溢流孔4，溢流孔4的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板1的高度为涵洞5高度的20-30%。
[0028]排沙孔3为直径为10-15厘米的半圆形孔，在排掉淤沙的同时可以方便小型鱼类或其他水生动物通过；开设于第二挡板2中间的溢流孔4为三角形孔，溢流孔4的顶角为90度-120度，使得涵洞式鱼道中的鱼类可以通过溢流孔4上溯。[〇〇29]第一挡板1和第二挡板2的长度比为5:3。[〇〇3〇] 如图11所示，上述混凝土挡板应用于涵洞式鱼道的方法为:在涵洞5内部沿涵洞5 走向每隔一段距离均匀布置多块实施例三的混凝土挡板，相邻两块混凝土挡板之间的角度为〇度，每两块混凝土挡板之间形成的池室5-1内以及池室间的流态和流速分布与同侧竖缝式鱼道类似，即水流在靠近涵洞右侧壁面流动，溢流孔和排沙孔均在同一侧布置，水流在池室内呈反S型流动，保证了水流的一致性和连贯性，同时也缩短了鱼类的上溯路程，使每两块混凝土挡板5之间形成的池室5-1内的水流流态和流速等水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。
[0031] 如图12所示，上述混凝土挡板应用于涵洞式鱼道的另一种方法为:在涵洞5内部沿涵洞5走向每隔一段距离均匀布置多块实施例一的混凝土挡板，相邻两块混凝土挡板之间的角度为180度，每两块混凝土挡板之间形成的池室5-1内以及池室5-1间的流态和流速分布情况类似于异侧竖缝式鱼道的内部流场，水流在池室5-1内呈反S型流动，池室5-1内的流速分布较为均匀，溢流孔4和排沙孔3错开排列，使得小型鱼类或水生动物的通道呈异侧排列，池室内的水流分布更均匀，对于整个涵洞及池室内部泥沙的顺利排出有较好的水流引导效果，主流速度分布特征明显，有利于诱导鱼类成功上溯，使每两块混凝土挡板5之间形成的池室5-1内的水流流态和流速等水力因子达到过鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。
[0032]当上游来水的水质较为浑浊、水体含沙量较大时，采用三个排沙孔可以增大排沙量，能够有效防止涵洞池室5-1内的泥沙淤积现象，同时也为小型鱼类或水生动物的通过提供了多种的可选择通道，一定程度上提高了涵洞式鱼道的过鱼效果。[〇〇33] 涵洞5内每两块相邻的混凝土挡板之间的距离为涵洞5宽度的0.75-1.25倍，优选为0.75倍。[〇〇34]实施例四本发明的混凝土挡板除了用于涵洞式过鱼通道中，还可用于仿自然鱼道、竖缝式鱼道等传统过鱼设施。[〇〇35]如图13所示，将实施例一的混凝土挡板应用于防自然鱼道中，第一挡板1和第二挡板2的侧面与鱼道两侧的大块堆石或岸堤的连接采用混凝土进行现场浇筑，鱼道的底部可以铺设卵石或大块砾石等材料，这样不仅可以使鱼道水流条件接近自然河流，也可以降低鱼道的粗糙度，有利于鱼类的上溯。[〇〇36]第一挡板1和第二挡板2为厚度相同的混凝土板，采用混凝土浇筑实现无缝对接形成一个整体挡板，所述混凝土挡板可以现场浇筑安装，也可做成成品后通过膨胀螺丝安装到涵洞内部，具体的安装方式可根据施工现场的实际条件而定。[〇〇37] 实施例五一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，第一挡板1与第二挡板2—侧连接形成一个整体挡板，第一挡板1的高度高于第二挡板2的高度，第一挡板1底部开设有四个或五个排沙孔3,第二挡板2顶部开设有一个溢流孔4,溢流孔4的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板1的高度为涵洞5高度的20-30%。
[0038]排沙孔3为直径为10-15厘米的半圆形孔，在排掉淤沙的同时可以方便小型鱼类或其他水生动物通过；开设于第二挡板2中间的溢流孔4为三角形孔，溢流孔4的顶角为90度-120度，使得涵洞式鱼道中的鱼类可以通过溢流孔4上溯。[〇〇39]第一挡板1和第二挡板2的长度比为5:3。
【主权项】
1.一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，其特征在于:第一挡板(1)与第二挡板 (2)—侧连接形成一个整体挡板，第一挡板(1)的高度高于第二挡板(2)的高度，第一挡板 (1)底部开设有不多于五个的排沙孔(3)，第二挡板(2)顶部开设有一个溢流孔(4)，溢流孔 (4)的高度和最大宽度均大于鱼道中鱼类的体高和宽度，第一挡板(1)的高度为涵洞(5)高 度的 20-30%。2.根据权利要求1所述的一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，其特征在于:排 沙孔(3)为半圆形孔，溢流孔(4)为三角形孔。3.根据权利要求1所述的一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，其特征在于:当 排沙孔(3)的数量为一个时，其开设于靠近第一挡板(1)外侧处。4.根据权利要求1所述的一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，其特征在于:当 排沙孔(3)的数量为两个时，分别开设于靠近第一挡板(1)两侧处。5.根据权利要求1所述的一种提高涵洞式鱼道过鱼效果的混凝土挡板，其特征在于:当 排沙孔(3)的数量为三个时，分别开设于靠近第一挡板(1)两侧和中间处。6.—种利用上述权利要求1-5中任一项所述的混凝土挡板实现涵洞过鱼的方法，其特 征在于该方法为:在涵洞(5)内部沿涵洞(5)走向每隔一段距离均匀布置多块混凝土挡板， 布置于同一涵洞(5)内部的各块混凝土挡板的排沙孔的数量和位置相同，相邻两块混凝土 挡板之间的角度为0度，使每两块混凝土挡板之间形成的池室(5-1)内的水力因子达到过鱼 要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。7.根据权利要求6所述的利用混凝土挡板实现涵洞过鱼的方法，其特征在于:涵洞(5) 内每两块相邻的混凝土挡板之间的距离为涵洞(5)宽度的0.75-1.25倍。8.—种利用上述权利要求1-5中任一项所述的混凝土挡板实现涵洞过鱼的方法，其特 征在于该方法为:在涵洞(5)内部沿涵洞(5)走向每隔一段距离均匀布置多块混凝土挡板， 布置于同一涵洞(5)内部的各块混凝土挡板的排沙孔的数量和位置相同，相邻两块混凝土 挡板之间的角度为180度，使每两块混凝土挡板之间形成的池室(5-1)内的水力因子达到过 鱼要求，成功实现涵洞的过鱼通道功能。9.根据权利要求8所述的利用混凝土挡板实现涵洞过鱼的方法，其特征在于:涵洞(5) 内每两块相邻的混凝土挡板之间的距离为涵洞(5)宽度的0.75-1.25倍。
【文档编号】E02B8/08GK106013010SQ201610343540
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】胡晓, 石小涛, 王继保
【申请人】三峡大学