一种提升导赶转运鱼效率的过鱼系统的制作方法

本发明涉及水利水电生态保护，尤其涉及一种提升导赶转运鱼效率的过鱼系统。

背景技术：

1、转运鱼功能是衡量水利水电工程过鱼设施效率的关键指标之一。在低坝过鱼设施设计中，竖缝式鱼道、仿自然通道等内部结构中尚无机械化转运鱼群的装置，鱼群上溯基本依靠自身自适应能力。实际应用中，鱼道池身不可避免地需要经过一段光线急剧减弱的穿坝段(即穿越大坝枢纽段)；另外，限于大坝两岸地质条件的限制，相当比例的鱼道需要设置成穿越山体的光线急剧减弱的隧洞段，如金沙江上游巴塘水电站鱼道全长2.17km、其中570m设置为隧洞段，如大渡河龚嘴水电站鱼道全长1.57km、其中671m设置为绕坝隧洞段。

2、过往的鱼道设计中，基于鱼类在明渠段与穿坝段、隧洞段之间的不同环境交替上溯过程的考量有限。研究发现，鱼类对于明暗环境交替变换具有一定的耐受性，并以此为主要判定指标，衍生出常规鱼类和洞穴鱼类的不同分类。其中，洞穴鱼类是区别于江湖河流鱼类以外的少数种类，这类鱼类生活于洞穴或地下水环境中，由于光线的暗淡和地下水特殊环境的影响，呈现出眼睛的退化、色素的消失、鳞片数目的减少、感觉系统的高度发达等特征；而江湖河流鱼类对于洞穴中暗淡的光线适应度低，且综合考虑鱼类通过存在明渠段和隧洞段等明暗交替的洄游通道时，难以适宜明暗环境快速变化的情况，鱼类进入穿坝段或隧洞段，可能因为对黑暗环境的不适应出现徘徊不前、迷失方向等反应，将有可能制约鱼道这一最常用的过鱼设施的应用效果。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种提升导赶转运鱼效率的过鱼系统，主要在鱼道过鱼效率较低的池室段改造为具有定向赶鱼、快速转运鱼功能的综合过鱼系统，将明显提升鱼类导向转运鱼效率，进一步补齐鱼道设计短板。

2、为实现上述目的，本发明提出一种提升导赶转运鱼效率的过鱼系统，从上游至下游依次包括上游鱼道段、中部段和下游鱼道段；中部段设置在坝体中或者隧洞内；上游鱼道段和下游鱼道段均为竖缝式鱼道型式，在下游鱼道段的上游端设置为休息池段；在中部段内设置有滑鱼结构用于将进入其内部的鱼类滑入上游鱼道段内；在休息池段上设置有导鱼赶鱼结构，用于将休息池段内的鱼类推入滑鱼结构内。

3、优选的，所述滑鱼结构包括槽型滑道和设置在中部段内的驱动机构，该槽型滑道的底部通过转动支座安装在所述中部段的底壁上；驱动机构用于驱动槽型滑道绕着转动支座转动以改变槽型滑道的倾斜角度。

4、优选的，所述驱动机构包括电动卷扬机、以及缠绕在电动卷扬机上的牵引绳；电动卷扬机安装在所述中部段的顶壁内并位于靠近休息池段的位置处；在所述槽型滑道下游端的底壁上设置有吊环；牵引绳与该吊环连接；所述转动支座位于所述槽型滑道中部且偏向上游侧的位置处。

5、优选的，在所述槽型滑道下游端的下表面上设置有配重。

6、优选的，在所述槽型滑道的内部沿纵向方向设置若干对柔性挡板，柔性挡板的外侧端固接在槽型滑道的侧壁上；两块柔性挡板的内侧端间隔设置，且每块柔性挡板的内侧端向上游方向倾斜。

7、优选的，在所述中部段的顶板内设置有补水管，补水管的进水端连接至上游库区用于引水，在补水管上设置有若干个喷管，且喷管朝向所述槽型滑道，用于对所述槽型滑道进行沿程喷水。

8、优选的，在所述上游鱼道段下游端的底壁上固定设置有滑坡，该滑坡具备倾斜的斜面，该斜面从上游至下游逐渐向上倾斜；当所述槽型滑道绕着转动支座转动，使得槽型滑道的上游端下降至最低位置时，滑坡的斜面与槽型滑道的槽底平滑衔接。

9、优选的，在所述上游鱼道段的底壁靠近所述滑坡的位置处设置有第一引水管用于将上游鱼道段内的水引流至下游鱼道段以及下游库区中。

10、优选的，所述导鱼赶鱼结构包括赶鱼栅和引导斜坡；赶鱼栅为过水不过鱼的矩形拦栅结构；在所述休息池段两侧壁顶部架设有框架，在框架上安装有动力机构并与赶鱼栅连接，动力机构用于驱动赶鱼栅进行升降运动以及带动赶鱼栅沿着上、下游方向运动；引导斜坡安装在所述休息池段上游端的底壁上；引导斜坡具备引导斜面，且该引导斜面从上游至下游逐渐向下倾斜；当所述槽型滑道绕着转动支座转动使得槽型滑道与所述中部段的底壁平行时，槽型滑道下游端的槽底与引导斜坡的顶部相衔接。

11、优选的，在所述中部段的底壁靠近所述引导斜坡的位置处设置有第二引水管用于将进入中部段内的水引流至下游鱼道段以及下游库区中。

12、优选的，所述动力机构包括板车和电动伸缩杆；在所述框架的顶部设置有两条平行于休息池段纵向的轨道，板车的轮子与轨道相配合，在板车上设置有驱动电机用于驱动板车在轨道上行驶；电动伸缩杆垂直安装在板车的下表面上，且电动伸缩杆的下端与所述赶鱼栅连接。

13、优选的，在所述框架上设置有多根垂向休息池段内部的连杆；且并靠近所述休息池段的侧壁；连杆的入水段设置有推流器；所述赶鱼栅的两侧与所述休息池段的侧壁之间分别具备间隙，且该间隙大于推流器的直径；每根连杆上设置的推流器数量为多个，并沿着水深方向间隔设置。

14、优选的，在所述休息池段的上游端位置处设置有闸门框，闸门框内设置有可上下升降的闸门板；在闸门框的顶部设置有闸门电机用于驱动闸门板上下运动；在所述槽型滑道下游端的端头上设置有具备弹性的档条用于在抵靠在闸门板上，并在闸门板的表面上滑动。

15、优选的，所述槽型滑道下游端两侧的侧壁向外扩开设置为扩口形状。

16、优选的，在所述下游鱼道段还连接有输水管，且输水管连接至上游库区用于从上游自流补水。

17、优选的，在所述槽型滑道的底部设置有槽钢支架，在槽钢支架上焊接有铰接板；铰接板通过转轴安装在所述转动支座上。

18、优选的，在所述中部段的顶壁内安装有两根平行间隔设置的u型槽钢，u型槽钢沿着所述中部段的纵向设置；两根u型槽钢的u型槽相对设置，在两根u型槽钢的u型槽内设置有安装板；所述电动卷扬机固接在安装板的下表面上。

19、优选的，在所述赶鱼栅的底部设置有导轮。

20、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

21、(1)本发明提供了“导-赶-转”一体化过鱼模式新思路。在本发明中，针对鱼道中部段光线明显与上、下游鱼道段的明渠相异的鱼道段中过鱼效率不确定、不稳定环节，或者已有科技手段尚未解决的过鱼效率较低的鱼道池室段，本发明将传统竖缝式鱼道一成不变的鱼道池室进行局部改良优化，具体为上游鱼道段、下游鱼道段为明渠结构(均为常规的竖缝式鱼道型式)，中部段用于穿过坝体、或者穿过隧洞，在中部段内设置有滑鱼结构用于将进入其内部的鱼类滑入上游鱼道段内，以及在休息池段上设置有导鱼赶鱼结构，用于将休息池段内的鱼类定向诱导、平稳推进滑鱼结构内，在导鱼赶鱼结构与滑鱼结构相互配合的作用下，可以将鱼快速转运至上游鱼道段中，避免了鱼群对明暗交替及穿坝段、隧洞段暗环境的不适应而徘徊不前或折返回下游鱼道段的情况出现。本专利所创新的“导-赶-转”一体化过鱼模式新思路，丰富和拓展了鱼道应用理论，进一步提升了竖缝式鱼道的转运鱼效率。

22、(2)本发明创新了快速平稳转运鱼群的新结构。具体为滑鱼结构采用槽型滑道结构，且槽型滑道底部转动支座安装在中部段的底壁上，当鱼群被导鱼赶鱼结构推入槽型滑道内部时，利用驱动机构驱动槽型滑道绕着转动支座转动以改变槽型滑道的倾斜角度，使得槽型滑道的上游端向下倾斜，可以促使其内部的鱼快速滑入上游鱼道段内。同时由于在槽型滑道下游端的下表面上设置有配重，借助牵引绳收放的力和配重之间的力的相互配合，实现将槽型滑道绕着转动支座转动，这一过程运用了跷跷板的杠杆原理，巧妙地将鱼群从槽型滑道的下游端快速平稳转运至上游端并滑入上游鱼道段内，避免了中部段急剧减弱的光线段对鱼群上溯行为的制约。

23、(3)本发明构建了稳定周密的系统性衔接过程。一是设计槽型滑道与上、下游鱼道段的衔接过程：在上游鱼道段的下游端底壁上固定设置滑坡，利用其斜面与槽型滑道的槽底平滑衔接使得鱼可以顺畅地滑入到上游鱼道段中，同时该滑坡具备一定高度，可以防止鱼折返进入到槽型滑道与中部段底壁之间的区域；下游鱼道段最上游端设置休息池，休息池段上游端上安装引导斜坡，当槽型滑道绕着转动支座转动使得槽型滑道与中部段的底壁平行时，槽型滑道下游端的槽底与引导斜坡的顶部稳定衔接。二是设计槽型滑道弹性档条与闸门板无缝衔接过程：当槽型滑道转动时，槽型滑道下游端的端面与闸门板之间存在间隙容易导致鱼从该间隙掉落的问题，因此本发明考虑在槽型滑道下游端的端头上设置有具备弹性的档条，当槽型滑道转动时，弹性的档条始终抵靠在闸门板上，避免鱼群滑落。

24、(4)本发明统筹了鱼道内部“截、补、排”的水循环过程。为避免槽型滑道转动过程中漏水进入其下部区域，容易造成转动支座长时间处于水泡状态下运行不顺畅，本发明考虑在中部段的底壁靠近引导斜坡的位置处设置有第二引水管用于将进入中部段内的水引流至下游鱼道段以及下游库区中，完美实现鱼道内部排水；为避免上游鱼道段来水进入中部段槽型滑道下部区域，可能对转动支座泡水运行不顺畅，本发明考虑在上游鱼道段的下游端底壁上固定设置滑坡，滑坡形成挡水作用，完美实现拦截上游鱼道段来水；为充分利用上游来水以为下游鱼道段补水，本发明考虑利用上游鱼道段的底壁靠近滑坡的位置处设置的第一引水管、中部段底壁的第二引水管将上游鱼道段内的水引流至下游鱼道段以及下游库区中，同时结合鱼道中的输水管，实现了截排水回用、上游库区水流自流补水的综合补水功能。本发明统筹的“截、补、排”的水循环过程，综合利用了鱼道内部水，实现了鱼道内部水源的循环利用更加贴合鱼道的生态绿色应用理念。

25、(5)本发明组建了高效实用的导、赶鱼系统。在导鱼装置方面，利用推流器扰流导鱼，应用了类似船舶螺旋桨扰流方式，构造面向下游明确导向的引流条件，加强了对上溯鱼类的诱导条件；结合鱼道池室内的运行水位变化情况及上溯鱼类生态习性，推流器沿着水深方向间隔设置，适合不同栖息水层鱼类的生态习性，更加符合实际工程应用中的过鱼群体需求，更加具有实际应用可行性；推流器沿垂向上分层设计，并根据鱼道内部水位变动情况，精准地分别对喜上层栖息水层鱼类和喜底层栖息水层鱼类进行定向诱导；同时，将推流器设置在靠近休息池段侧壁位置处，将赶鱼栅两端留出适宜宽度，避免赶鱼栅赶鱼过程与推流器碰撞，实现了赶鱼栅沿着上下游方向运动时与推流器导鱼过程的同步运行。在赶鱼装置方面，非全断面拦断的过水不过鱼赶鱼栅和引导斜坡组成，出于保障导鱼赶鱼结构应与槽型滑道高程稳定衔接的考虑，通过引导斜坡连接的方式，借助电动伸缩杆的伸缩功能以及驱动电机的作用，使得赶鱼栅既可以升降运动的同时，又可以沿上、下游方向运动，将鱼群推至槽型滑道中，使得水平赶鱼和斜坡赶鱼的两个过程同时实现。

26、(6)本发明设计了鱼类友好型柔性挡板。具体为在槽型滑道内部沿纵向方向设置若干对柔性挡板，两块柔性挡板的内侧端间隔设置，且每块柔性挡板的内侧端向上游方向倾斜，挡板向上游端的倾斜开口为鱼类提供了滑行缓冲过程，且挡板设置为柔性，最大程度减轻了槽型滑道倾斜过程中鱼群被碰撞的影响。