生态水坝的鱼道设计的制作方法
【专利摘要】本发明涉及生态水坝的鱼道设计，特别是一种可由水力或电力驱动的，无论在丰水期还是枯水期都能够让鱼自由进出大坝两侧的旋转门结构，很好地解决了建坝和生态保护的矛盾。旋转门结构横卧于坝体内，通过涵道联通大坝高水位侧和低水位侧的水体。以一个下水转门和一个上水转门为一组，两门的主轴有齿轮咬合，旋向相对，下水转门为主动旋转门，在高水位侧水力推动下旋转，上水转门为从动旋转门，通过齿轮由下水转门推动。下水转门的长度和宽度略大于上水转门的长度和宽度，以保证下水转门的推力大于上水转门的阻力。
【专利说明】生态水坝的鱼道设计
【技术领域】
[0001]本发明涉及生态水坝的鱼道设计，特别是一种可由水力或电力驱动的，无论在丰水期还是枯水期都能够让鱼自由进出大坝的旋转门结构。
【背景技术】
[0002]如何减少建坝对生态的危害，始终是个难解的课题，但也有神来之作，都江堰就是一个典范，这个集灌溉、防洪、提供生活和工业用水多方面功能于一体的大型水利枢纽工程，凝聚了我国古代人民的智慧，设计科学、布局合理，成功地解决了鱼嘴分水，飞沙堰泻洪排沙、宝瓶口引水等许多复杂的水利工程问题，使岷江的水利资源充分的得到利用。再加上维修简便。费用低廉而效果庞大明显，所以都江堰能在2260多年以后还能继续发挥作用。
[0003]今人却始终找不到完美的建坝方案，鄱阳湖的水位成为三峡最大“后遗症”之一，获得国家水利部验收，由江西省水利科学研究院承担的《三峡工程运用后对鄱阳湖及江西“五河”的影响研究》显示，三峡工程运行对鄱阳湖水位的影响整体表现为“预泄期高水不高，蓄水期低水更低”，三峡水库调度对鄱阳湖水位影响最大的时段是每年10月至11月的蓄水期，造成鄱阳湖枯水和干旱的提前、加剧。今年10月中旬以来，受省内持续少雨和长江上游来水减少的影响，鄱阳湖枯水期大幅提前，较常年提前了约两个月，部分山区饮水受影响的居民超过百万。2013年11月14日16时鄱阳湖星子站的水位7.99米，低于鄱阳湖8米的旱限水位，仅比鄱阳湖星子站7.11米的历史最低水位高0.88米。
[0004]江西始终未改鄱阳湖建坝决心，上世纪80年代以来，这一项目曾经几次被提出，近年来，江西省对于鄱阳湖大坝建成后的运行方式做出调整，由“调枯控洪”调整为“调枯不调洪”但专家认为建坝将引发的生态、环境等方面的负面影响仍然不容忽视。其中最受关注的一次是2009年，15位包括中国科学院院士在内的专家联名向国务院递交了一份咨询报告，认为如果鄱阳湖建坝，会对当地生态环境产生严重影响，一些濒危、珍稀鱼类、鸟类将因其栖息地、觅食地不复存在将有种群丧失的危险，同时，鄱阳湖建坝也影响下游大城市的供水安全。
[0005]此外，长江江豚是中国特有的珍稀淡水哺乳动物，属国家二级保护动物，主要分布于长江中下游干流以及鄱阳湖、洞庭湖两大湖区。近年来，随着长江、鄱阳湖、洞庭湖水环境的变化以及人类活动加剧，长江江豚种群数量呈现快速下降趋势，如果鄱阳湖建坝长江江豚也就再也不能回姥姥家。
[0006]目前国内的专利检索系统未见有类似检索结果。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种无论在丰水期还是枯水期都能够让鱼自由进出大坝的旋转门结构，如同人进入酒店旋转门一样，主动交换大坝上下两侧的水和鱼。
[0008]本发明采用以下技术方案:
[0009]本发明涉及生态水坝的鱼道设计，特别是一种可由水力或电力驱动的，无论在丰水期还是枯水期都能够让鱼自由进出大坝的旋转门结构。
[0010]本发明所述的大坝旋转门结构横卧于坝体内，通过过水涵联通大坝上下水体。
[0011]进一步地，所述大坝旋转门结构以一个下水转门和一个上水转门为一组，两门的主轴有齿轮咬合，旋向相对，下水转门为主动旋转门，在高水位侧水力推动下旋转，上水转门为从动旋转门，通过齿轮由下水转门推动。下水转门的长度和宽度略大于上水转门的长度和宽度，以保证下水转门的推力大于上水转门的阻力。
[0012]进一步地，所述大坝旋转门结构其上水转门的标高低于下水转门的标高，以确保枯水期上水门完全处水坝低水位侧的于水面以下，并可由电机驱动。
[0013]进一步地，所述的大坝旋转门结构每一个上、下水转门有3个以上的门板，以便旋转时将坝体上下侧的水和鱼进行交换，每一个转门的门板都有一定的弧度，凹弧面向水坝高水位侧，凸弧面向水坝低水位侧。
[0014]进一步地，所述的大坝旋转门结构无论门板处于何种位置，都能基本隔断大坝两侧的水体。
[0015]进一步地,所述的大坝旋转门结构可由电力驱动，也可由水力驱动，丰水期以水力驱动为主,枯水期以电力驱动为主。
[0016]进一步地，所述大坝旋转门结构其涵道和门板的尺寸远大于鱼的尺寸，且其转速较低，不会对鱼形成伤害。
[0017]本发明所述的大坝旋转门结构使得鱼有一个常年可以进出大坝两侧的通道，很好地解决了建坝和生态保护的矛盾。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是一组生态水坝鱼道设计的示意图
[0019]1-大坝 2-大坝高位侧水体 3-大坝低位侧水体 4-下水转门5-上水转门6-联通过水涵7-齿轮8-齿轮9-门板10-电机
[0020]图2是2008年公布的拟建鄱阳湖生态水利枢纽工程规划效果图
【具体实施方式】
以下参照图2是2008年公布的拟建鄱阳湖生态水利枢纽工程规划效果图加以说明。
[0021]图为位于庐山区长岭与湖口县屏峰之间拟建的鄱阳湖生态水利枢纽工程规划效果图
[0022]枢纽工程布置鄱阳湖水利枢纽工程坝址位于鄱阳湖入江水道，上距星子县城约12km，下至长江汇合口约27km，地理位置为东径116° 07'，北纬29° 32'，坝址控制鄱阳湖水系全部流域面积。坝址左岸为长岭山，山顶高程为129m;右岸为屏峰山，山顶高程为149.2m ;两山之间湖面宽约2.8km。坝址处地形较对称，两岸均为岩质边坡，地形、地质条件较好；水道主泓靠右岸屏峰山，基岩埋深相对较浅。枢纽工程布置:由于入江水道主泓靠右岸屏峰山，其基岩埋深相对较浅，根据地形地质条件，发电站厂房靠右岸布置，泄洪闸靠左岸滩地布置，船闸布置在两侧。根据枢纽工程的泄洪、发电、航运、生态保护等要求，在同一轴线上布置有泄洪闸、发电站、船闸、鱼道和筏道等设施。枢纽工程主要设施初步规划为自东向西布置如下:船闸(I)、鱼道(I)、发电站、鱼道(2)、泄洪闸、筏道、船闸(2)。枢纽工程主要建筑物规模尺寸为:拦洪、泄洪闸:设计最大泄洪流量38200m3 / s，共分74孔，每孔净宽16米，总净宽1184m，总宽1482m。发电站:采用灯泡贯流机组10台，单机容量20丽，总装机容量200MW。厂房总宽度280m。船闸:按II级航道设置(按我省近期航运规划，湖口?南昌为二级航道)。在枢纽左右两侧各设船闸一座，闸室有效尺寸为(长X宽X门槛水深)200mX 34mX 4.5m。鱼道:在发电站两端各设鱼道一座，槽净宽4m，在鄱阳湖水利枢纽工程泄洪运用时，鱼类可从泄洪闸自由通过。筏道:左侧船闸和泄洪闸之间布置链式竹木过坝机，便于上下游水位差较大时竹木过坝。
[0023]从方案可以看出，所谓鱼道仅仅是在发电站两端各设了一座，槽净宽4m，在鄱阳湖水利枢纽工程泄洪运用时，鱼类可从泄洪闸自由通过。这意味着不泄洪时，鱼就不能往来了。
[0024]本发明的目的是解决好建坝与生态保护的矛盾，也就是说，在建坝的同时，给鱼留一道自由进出的门。
[0025]本发明的目的是这样实现的，在大坝的东西两侧各设置1-2组鱼道，以其中一组鱼道为例，结合图1说明鱼道的主要构成如下:
[0026]大坝旋转门结构横卧于坝体I内，通过联通过水涵6联通大坝高水位侧水体2和低水位侧水体3，以一个下水转门4和一个上水转门5为一组,两侧分别有联通过水函6，两门的主轴有齿轮7和8咬合，旋向相对，下水转门4为主动旋转门，在高水位侧水力推动下顺时针旋转(左视图方向)，上水转门5为从动旋转门，通过齿轮7和8由下水转门4推动，旋转方向为逆时针旋转(左视图方向)。下水转门4的长度和宽度略大于上水转门5的长度和宽度，以保证下水转门4的推力大于上水转门5的阻力。
[0027]上水转门5的标高低于下水转门4的标高，以确保枯水期上水转门5完全处水坝低水位侧3的于水面以下，可由电机10驱动。
[0028]每一个上、下水转门有3个以上的门板9，以便旋转时将坝体上下侧的水和鱼进行交换，每一个门板9都有一定的弧度，凹弧面向水坝高水位侧水体2，凸弧面向水坝低水位侧水体3。
[0029]无论门板9处于何种位置，都能基本隔断大坝两侧的水体2和3。
[0030]上水转门5可由电机10驱动，也可下水门转4水力驱动，丰水期以水力驱动为主，枯水期以电力驱动为主。
[0031]鱼道的尺寸、上、下水门的尺寸以及强度、旋转速度等需要针对不同的水坝环境分别进行实验室模拟和演算后确定。
[0032]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【权利要求】
1.一种能够让鱼自由进出大坝的旋转门结构。
2.根据权利要求1所述的大坝的旋转门结构，横卧于坝体内，通过涵道联通大坝高水位侧和低水位侧的水体。
3.根据权利要求1所述的大坝旋转门结构以一个下水转门和一个上水转门为一组，两门的主轴有齿轮咬合，旋向相对，下水转门为主动旋转门，在高水位侧水力推动下旋转，上水转门为从动旋转门，通过齿轮由下水转门推动。
4.根据权利要求1所述的大坝旋转门结构其上水门的标高低于下水门的标高，以确保枯水期上水门完全处水坝低水位侧的于水面以下。
5.根据权利要求3所述的大坝旋转门结构下水门的长度和宽度略大于上水门的长度和宽度，以保证下水门的推力大于上水门的阻力。
6.根据权利要求1所述的大坝旋转门结构每一个上、下水门有3个以上的门板，以便旋转时将坝体上下的水和鱼进行交换，每一个门板都有一定的弧度，凹弧面向水坝高水位侧，凸弧面向水坝低水位侧。
7.根据权利要求1所述的大坝旋转门结构无论门板处于何种位置，都能基本隔断大坝两侧的水体。
8.根据权利要求1所述的大坝旋转门结构可由电力驱动，也可由水力驱动，丰水期以水力驱动为主,枯水期以电力驱动为主。
9.根据权利要求1所述的大坝旋转门结构其涵道和门板的尺寸远大于鱼的尺寸，且其转速较低，不会对鱼形成伤害。
【文档编号】E02B8/08GK103741652SQ201310689793
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】丁钟宇 申请人:丁钟宇