狭窄河谷地形水坝上用的复合鱼道系统的制作方法

本实用新型涉及一种复合鱼道系统，尤其是涉及一种狭窄河谷地形水坝上用的复合鱼道系统，属于水利水电工程附属建筑物设计建造技术领域。

背景技术：

鱼道是供鱼类洄游的通道。用通俗的语言形容，某些鱼类有从河流下游迁移至河流上游产卵的习性，当河流由于人为原因比如修建了挡水坝截断了河流后，鱼类向上游洄游的通道就会遭到破坏。为了保护鱼类的习性，需要穿越大坝修建人工水槽作为鱼类洄游的通道，即称为鱼道。水流从上游进入鱼道，从下游流出鱼道，但鱼类从下游进入鱼道，从上游游出鱼道，由此称鱼道上游取水口为鱼道出口，鱼道下游出水口为鱼道进口。

为了实现鱼道过鱼的目的，鱼道通常需要满足以下要求：一、水深要求，鱼道内需要保持1.0～1.5m水深；二、坡度要求，为了使鱼类能够沿水流向上游洄游，鱼道内水流流速要小于鱼类洄游的速度，这就要求鱼道需要保持一个较缓且稳定的坡度；三、当上游水位变化时，鱼道出口需要有能够适应水位变化的措施，确保各种水位下，鱼道内长期保持1.0～1.5m水深。

为了满足上述要求，目前工程中常采用以下两种鱼道出口布置方案：

已有方案一

该方案将鱼道出口布置于挡水坝上游，并在水位变幅区内沿高程同时设置多个鱼道出口，对每个出口均采用1道平板闸门进行控制。该结构的特点在于：1、鱼道出口均布置于挡水坝上游；2、在上游水位变幅区内，鱼道沿高程布置了多个出口，各鱼道出口在高程上相互衔接；3、各鱼道出口均布置了1道平板钢闸门控制下泄水流。该结构的主要优点在于：在上游水位变幅区内，各高程段均布置有鱼道出口，当上游水位位于某一高程时，只需开启相应高程鱼道出口的闸门，而关闭其他鱼道出口的闸门，即可满足鱼道内1.0～1.5m水深的要求。该结构的主要缺点在于：1、鱼道出口均布置于上游，顺河向长度较长，相应的开挖量或混凝土工程量较大，鱼道工程投资较大；2、鱼道出口数量较多，且需要根据上游水位的情况，及时进行各闸门开启及关闭，当上游水位变动幅度较大，变动较频繁时，鱼道出口闸门运行控制也较为繁琐。

已有方案二

该方案将鱼道出口与挡水坝结合布置，并在水位变幅区沿挡水坝轴线依次设置多个鱼道出口，对每个鱼道出口采用1道平板闸门控制。该结构的优点在于：1、将鱼道出口与挡水坝结合布置，各鱼道出口水平方向上沿挡水坝轴线依次排开，高程方向上相互衔接，相邻鱼道出口通过下游的衔接渠道相连，最低高程鱼道出口通过衔接渠道与鱼道进口相接；2、对于单个鱼道出口，上中部设置了1道平板工作闸门启闭，下游设置衔接渠道与下一级鱼道出口相接。该结构的主要缺点在于：1、为适应水位变幅的要求，上游需要沿坝轴线设置多个鱼道出口，不能适用于狭窄河谷的挡水坝；2、由于每个鱼道出口均需设置1道平板工作闸门，且需要根据上游水位的情况，及时进行各闸门开启及关闭，当上游水位变动幅度较大，变动较频繁时，鱼道出口闸门运行控制也较为繁琐。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构紧凑，占用空间小，能依据上游水位变化随时开启供水通道的狭窄河谷地形水坝上用的复合鱼道系统。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种狭窄河谷地形水坝上用的复合鱼道系统，包括混凝土高坝和设置在该混凝土高坝上游侧坝体上的多个鱼道出口，所述的复合鱼道系统还包括切断装置、洄游过渡通道和数量与所述鱼道出口数量相当的多条过水涵洞；各个所述的鱼道出口在所述的混凝土高坝上沿竖直方向间隔布置；沿水流方向穿过所述混凝土高坝后的各条所述的过水涵洞分别一一对应的与各个所述的鱼道出口连接，各条所述过水涵洞的下游侧端口分别与轴向中心线垂直于水流方向的所述洄游过渡通道的相应部位连通；位于上游侧水面以下超过1.5米深的各条所述的过水涵洞分别通过所述的切断装置可拆卸的封堵，所述的复合鱼道结构通过所述的洄游过渡通道与下游侧的水体连通。

本实用新型的有益效果是：本申请通过设置一套包括切断装置、洄游过渡通道和数量与所述鱼道出口数量相当的多条过水涵洞的复合鱼道系统，并将各个所述的鱼道出口在所述的混凝土高坝上沿竖直方向间隔布置，然后再将沿水流方向穿过所述混凝土高坝后的各条所述的过水涵洞分别一一对应的与各个所述的鱼道出口连接，并使各条所述过水涵洞的下游侧端口分别与轴向中心线垂直于水流方向的所述洄游过渡通道的相应部位连通；使用时，位于上游侧水面以下超过1.5米深的各条所述的过水涵洞分别通过所述的切断装置可拆卸的封堵，而整个所述的复合鱼道结构通过所述的洄游过渡通道与下游侧的水体连通。本申请充分利用狭窄河谷地形上的河流在挡水坝建成后，坝体一般都较高，而护坡结构都特别陡峭，从而使水深沿河道宽度方向的变化特别快速的特点，从而可以也解决现有鱼道出口需要沿河道宽度方向向河中心逐步降低的布置的技术问题，实现将各个所述的鱼道出口在所述的混凝土高坝上沿竖直方向进行间隔布置，进而可以大大减少混凝土挡水坝建设的长度，减小开工程挖量，并使整个复合鱼道结构的结构变得紧凑，达到占用空间小的目的。同时，由于位于上游侧水面以下超过1.5米深的各条所述的过水涵洞分别通过所述的切断装置可拆卸的封堵，从而可以依据上游水位变化随时开启供水通道，始终保持有一条过水涵洞处于通水状态。

进一步的是，沿竖直方向间隔布置的各个所述的鱼道出口，在所述混凝土高坝上游侧的坝体上沿河道宽度方向分成两列间隔布置；其中一列沿竖直方向间隔布置的各个所述的鱼道出口，与另一列沿竖直方向间隔布置的各个所述的鱼道出口之间在高程上相互错开；设置在同一列沿竖直方向间隔布置的各条过水涵洞上的切断装置在水平面内的投影完全重叠。

上述方案的优选方式是，所述的切断装置包括含有叠梁闸门的叠梁闸室结构组件，每一条所述的过水涵洞分别通过所述叠梁闸室结构组件对应位置处的叠梁闸门可拆卸的封堵。

进一步的是，所述的叠梁闸室结构组件还包括起重设备，所述的叠梁闸门通过所述的起重设备开启和关闭。

上述方案的优选方式是，在高程上相互错开布置的两列所述的鱼道出口中，一列中的单个鱼道出口的底板高程与相邻的另一列中对应位置处的单个鱼道出口的顶板高程位于同一个水平面内。

进一步的是，所述的洄游过渡通道包括围井、转向平台板和连接过渡坡板，所述的连接过渡坡板通过所述的转向平台板高程逐渐降低的连接为一个整体，相互连接为一个整体的连接过渡坡板和转向平台板通过所述的围井组合成所述的洄游过渡通道，各组所述过水涵洞的下游侧端口的高程与相应位置处的转向平台板的高程相适应，所述的洄游过渡通道通过所述连接过渡坡板的纵向中心线垂直于河道的水流方向。

进一步的是，在所述的连接过渡坡板上还设置有回游助力凸起。

进一步的是，在所述的洄游过渡通道上设置有回游助力凸起。

附图说明

图1为本实用新型狭窄河谷地形水坝上用的复合鱼道系统的平面布置示意图；

图2a～图2c为图1的A-A剖视状态下的全开、部分开和全关的示意图；

图3a～图3c为图1的B-B剖视状态下的全开、部分开和全关的示意图；

图4a～图4c为图1的C-C剖视状态下的全开、部分开和全关的示意图。

图中标记为：混凝土高坝1、鱼道出口2、切断装置3、洄游过渡通道4、过水涵洞5、轴向中心线6、叠梁闸门7、叠梁闸室结构组件8、起重设备9、围井10、转向平台板11、连接过渡坡板12、回游助力凸起13。

具体实施方式

如图1～图4c所示是本实用新型提供的一种结构紧凑，占用空间小，能依据上游水位变化随时开启供水通道的狭窄河谷地形水坝上用的复合鱼道系统。所述的复合鱼道系统包括混凝土高坝1和设置在该混凝土高坝1上游侧坝体上的多个鱼道出口2，所述的复合鱼道系统还包括切断装置3、洄游过渡通道4和数量与所述鱼道出口2数量相当的多条过水涵洞5；各个所述的鱼道出口2在所述的混凝土高坝1上沿竖直方向间隔布置；沿水流方向穿过所述混凝土高1坝后的各条所述的过水涵洞5分别一一对应的与各个所述的鱼道出口2连接，各条所述过水涵洞5的下游侧端口分别与轴向中心线6垂直于水流方向的所述洄游过渡通道4的相应部位连通；位于上游侧水面以下超过1.5米深的各条所述的过水涵洞5分别通过所述的切断装置3可拆卸的封堵，所述的复合鱼道结构通过所述的洄游过渡通道4与下游侧的水体连通。本申请通过设置一套包括切断装置3、洄游过渡通道4和数量与所述鱼道出口2数量相当的多条过水涵洞5的复合鱼道系统，并将各个所述的鱼道出口2在所述的混凝土高坝1上沿竖直方向间隔布置，然后再将沿水流方向穿过所述混凝土高坝1后的各条所述的过水涵洞5分别一一对应的与各个所述的鱼道出口2连接，并使各条所述过水涵洞5的下游侧端口分别与轴向中心线6垂直于水流方向的所述洄游过渡通道4的相应部位连通；使用时，位于上游侧水面以下超过1.5米深的各条所述的过水涵洞4分别通过所述的切断装置3可拆卸的封堵，而整个所述的复合鱼道结构通过所述的洄游过渡通道4与下游侧的水体连通。本申请充分利用狭窄河谷地形上的河流在挡水坝建成后，坝体一般都较高，而护坡结构都特别陡峭，从而使水深沿河道宽度方向的变化特别快速的特点，从而可以也解决现有鱼道出口需要沿河道宽度方向向河中心逐步降低的布置的技术问题，实现将各个所述的鱼道出口2在所述的混凝土高坝1上沿竖直方向进行间隔布置，进而可以大大减少混凝土挡水坝建设的长度，减小开工程挖量，并使整个复合鱼道结构的结构变得紧凑，达到占用空间小的目的。同时，由于位于上游侧水面以下超过1.5米深的各条所述的过水涵洞5分别通过所述的切断装置3可拆卸的封堵，从而可以依据上游水位变化随时开启供水通道，始终保持有一条过水涵洞处于通水状态。

上述实施方式中，为了保证沿高度方向的每一个高程位置上均具有鱼道出口，以便于保证始终有供鱼类洄游的通道，沿竖直方向间隔布置的各个所述的鱼道出口2，在所述混凝土高坝1上游侧的坝体上沿河道宽度方向分成两列间隔布置；其中一列沿竖直方向间隔布置的各个所述的鱼道出口2，与另一列沿竖直方向间隔布置的各个所述的鱼道出口2之间在高程上相互错开；设置在同一列沿竖直方向间隔布置的各条过水涵洞5上的切断装置3在水平面内的投影完全重叠，此时，优选方式为在高程上相互错开布置的两列所述的鱼道出口中，一列中的单个鱼道出口的底板高程与相邻的另一列中对应位置处的单个鱼道出口的顶板高程位于同一个水平面内。同样，为了保证各个供鱼类洄游的通道随时都畅通，所述的切断装置3包括含有叠梁闸门7的叠梁闸室结构组件8，每一条所述的过水涵洞5分别通过所述叠梁闸室结构组件8对应位置处的叠梁闸门7可拆卸的封堵；所述的叠梁闸室结构组件8还包括起重设备9，所述的叠梁闸门7通过所述的起重设备9开启和关闭。

进一步的，为了最大限度的提高本申请所述复合鱼道系统的结构紧凑，最大限度的减小占用空间，同时又能保证鱼类洄游需要的通道的坡度和水流速度，所述的洄游过渡通道4包括围井10、转向平台板11和连接过渡坡板12，所述的连接过渡坡板12通过所述的转向平台板11高程逐渐降低的连接为一个整体，相互连接为一个整体的连接过渡坡板12和转向平台板11通过所述的围井10组合成所述的洄游过渡通道，各组所述过水涵洞5的下游侧端口的高程与相应位置处的转向平台板11的高程相适应，所述的洄游过渡通道4通过所述连接过渡坡板12的纵向中心线垂直于河道的水流方向；此时的优选方式为在所述的连接过渡坡板12上还设置有回游助力凸起13。

综上所述，本申请的有益效果是：

1、鱼道分两列与挡水坝结构布置，与已有方案一比可以大大节约鱼道出口的开挖及混凝土工程量；与已有方案二比，鱼道出口占用的挡水坝沿坝轴线方向的长度较小，能够适应狭窄河谷的地形条件。

2、同一列鱼道出口共用一道闸门槽，两列鱼道出口共用1辆门式起重机，可以节约闸门及设备等的投资；由于闸门数量减少，再加上叠梁门高度小、重量轻，闸门的运行控制也更为简单。

3、对于该结构而言，当上游水位位于某鱼道出口工作水位区间时，通过两列鱼道的叠梁门将该鱼道出口底板高程以下的孔口关闭，即可使该鱼道出口处于过流状态，而以下的鱼道出口处于关闭状态；由此，在任何上游水位下，均能始终保持仅有1道上游水位附近的鱼道出口处于过流状态；当上游水位发生变化时，适当地增加或者减少两列鱼道出口的叠梁门，即能实现对于过流鱼道出口的切换，达到适应上游水位变幅的要求。

实施例一

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

本发明的主要结构特征：

a.鱼道出口分两列与挡水坝结合布置，同一列鱼道出口的轴线重合，上、下层鱼道出口的底板高程相差2h，两列鱼道出口在高程上错开，水平相邻两个鱼道出口底板高程相差h；

b.同一列鱼道出口共用一道闸门槽，闸门槽底高程与该列最低一级鱼道出口底板高程齐平，采用叠梁门挡水，单块叠梁门高度为2h，两列鱼道出口共用1辆门式起重机，门式起重机通过门机轨道在两列鱼道出口间移动；

c.水平相邻的两列鱼道出口通过布置在挡水坝坝后的连接渠道相连接。

2.本发明的有益效果是：

a.鱼道出口与挡水坝结合布置，可以大大节约鱼道出口基础开挖和结构混凝土工程量，有利于节约工程投资；

b.鱼道出口分两列、分层布置，鱼道出口占用的挡水坝沿坝轴线方向长度较小，能够适应狭窄河谷的地形条件；

c.同一列鱼道出口共用一道闸门槽，采用叠梁门挡水，两列鱼道出口共用1辆门式起重机，可以显著节省闸门及启闭设备的投资；

d.与已有方案一、二比，闸门数量显著减少；另外，由于叠梁门高度小、重量轻，两列鱼道出口的叠梁门型式完全相同，闸门的运行、控制、维修等也更加简单。

e.对于该鱼道出口结构而言：

(a)当水库水位低于最低一级鱼道出口底高程时，通过门式起重机和缆绳将所有的叠梁门吊起，即可实现叠梁门的检修，如附图2a、附图3a及附图4a所示；

(b)当水库水位位于第1级(最低一级)鱼道出口工作水位区间时，通过门式起重机和缆绳将所有的叠梁门掉起，即可实现第1级鱼道出口的过流；

(c)当水库水位位于第2级鱼道出口工作水位区间时，通过门式起重机和缆绳将第1级鱼道出口的叠梁门下闸，即可实现第2级鱼道出口的过流；

(d)当水库水位位于第3级鱼道出口工作水位区间时，通过门式起重机和缆绳将第1、2级鱼道出口的叠梁门下闸，即可实现第3级鱼道出口的过流，如附图2b、附图3b及附图4b所示；

(e)以此类推，当上游水位位于某鱼道出口工作水位区间时，只需通过门式起重机和缆绳将以下鱼道出口的叠梁门下闸，即可实现仅有该鱼道出口处于过流状态；当上游水位发生变化时，只需适当地增加或者减少两列鱼道出口的叠梁门，即能实现对过流鱼道出口的切换，适应上游水位的变化；

(f)当上游水位较高，不允许鱼道出口过流时，只需通过门式起重机和缆绳将所有的鱼道出口的叠梁门下闸，即可使所有的鱼道出口均处于不过流的状态，如附图2c、附图3c及附图4c所示。