基于集鱼船的自动光气诱鱼系统及方法与流程

本发明涉及生态水工中的鱼类辅助迁徙领域，特别是一种基于集鱼船的自动光气诱鱼系统及方法。

背景技术：

传统水利工程的修建，在为人类带来巨大利益的同时，截断了完整的河流。鱼类因生理要求、遗传和受到外界环境因素的影响，常常需要进行洄游。坝体阻断了鱼类的洄游通道，从而造成鱼类栖息地的丧失或改变，导致鱼类的减少甚至是灭绝。

为了满足鱼类过坝的需求，人们采用了鱼道、鱼闸、升鱼机等固定过鱼设施。在此基础上，又发明了一种活动过鱼设施——集运鱼船，即“浮式鱼道”。集运鱼船具有机动灵活、造价相对低廉、对枢纽布置无干扰等优点，能够适应鱼群变化规律，实现鱼类安全过坝。集鱼船作为集运鱼系统中的关键部分，其过鱼通道断面相对整个河道较小，可能出现集鱼效果不理想的情况。其潜在的解决途径之一是在船体下游安装导鱼设施，引导鱼类进入集鱼船。导鱼设施可采用导鱼网或导鱼栅将河流断面全河段或部分河段拦截，迫使鱼类只能进入集鱼船。现有的导鱼栅通常为钢筋制成的矩形框架，安装在船体下游面的两侧。但是，存在导鱼网在水中不易固定，稳定性较差，而导鱼栅不易安装、固定以及成本较高等问题。

中国专利文献CN 104264641 A记载了一种用于集鱼船的便携式导鱼栅，该导鱼栅由安装于集鱼船船头两侧的转动平台、安装于转动平台一侧的主导鱼栅、与主导鱼栅滑动连接的次导鱼栅、滑轮组件以及绳索组件组成 ；转动平台由安装在电动转盘上的下转动平台和固定安装在下转动平台上的上转动平台上，电动转盘安装于集鱼船船头 ；主导鱼栅中，矩形架体一端固定安装在下转动平台一侧的插槽中，矩形不锈钢架另一端悬空，矩形架体内上部内壁两侧沿上部长边方向设置有耐磨光滑条。本发明所提供的一种用于集鱼船的便携式导鱼栅，可以解决克服目前导鱼网或导鱼栅不易固定安装、成本高的缺陷，可根据运行环境转动或伸缩，还可垂向悬挂或横向连接导鱼网，实现低成本的导鱼。但是导鱼网容易刮伤鱼。而且当流速较大时，容易冲坏导鱼网，且河道垃圾也可能在鱼网处堆积，形成一个垃圾带。

中国专利文献CN 205266675 U记载了一种应用于集运鱼系统的射流水流诱鱼装置，它包括集鱼船，集鱼船的下游集鱼舱道的尾部设置有进鱼口，头部设置有导鱼栅，进鱼口和导鱼栅之间的集鱼舱道内安装有射流喷水管，射流喷水管上设置有多个射流喷嘴，所述射流喷水管与输水钢管相连，输水钢管与变频水泵相连，变频水泵固定安装在集鱼船的压载舱内。该方案达到利用水流流态变化来诱鱼，进行导鱼的目的，增强了集鱼船等集运鱼系统的导鱼能力。但是射流喷嘴和水泵均为易损件，对介质的洁净度要求较高，直接使用河水时使用寿命较短。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于集鱼船的自动光气诱鱼系统及方法，能够减少拦截鱼群对鱼的伤害，且便于将鱼群诱导至集鱼箱内，使用寿命长，操作和维护方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于集鱼船的自动光气诱鱼系统，包括集鱼船，集鱼船的船艏设有导鱼栅，船艉与集鱼箱连接，集鱼船中间设有过鱼通道，集鱼船至少一侧通过拦截气幕装置与河岸连接，并利用气幕拦截河道；

在导鱼栅的底部设有水下诱鱼灯，在过鱼通道设有鱼道诱鱼灯；

在集鱼船的船头设有船头诱鱼灯。

优选的方案中，在河岸还设有岸边驱鱼灯，船艉到船艏的方向与水流方向一致。

优选的方案中，在导鱼栅或者导鱼栅附近设有水下摄像机，水下摄像机与控制装置连接，控制装置与水下诱鱼灯和鱼道诱鱼灯连接；

和/或者在导鱼栅前方设有鱼探仪，鱼探仪与控制装置连接，控制装置与水下诱鱼灯和鱼道诱鱼灯连接,所述的鱼探仪安装在浮筒或航模船上。

优选的方案中，所述的拦截气幕装置中，布置在河道底部的发气管与软管连接，软管与阀门连接，阀门与储气罐连接，储气罐与空压机连接。

优选的方案中，所述的发气管为多段，各段发气管的端头设有堵头，每段发气管分别通过软管与阀门连接，各个阀门分别与储气罐连接。

优选的方案中，各段发气管之间通过夹具互相连接，夹具上设有用于固定在河底的锚钉孔。

优选的方案中，集鱼船两侧通过拦截气幕装置与河岸连接。

一种采用上述的基于集鱼船的自动光气诱鱼系统的诱鱼方法，包括以下步骤：

一、开启拦截气幕装置拦截河道；

二、开启船头诱鱼灯引诱鱼群；

开启船头诱鱼灯、水下诱鱼灯和鱼道诱鱼灯引诱鱼群进入过鱼通道；

三、依次关闭船头诱鱼灯、水下诱鱼灯和鱼道诱鱼灯使鱼进入集鱼箱；

通过以上步骤实现鱼的收集。

另一可选的方案中，一种采用上述的基于集鱼船的自动光气诱鱼系统的诱鱼方法，包括以下步骤：

一、开启拦截气幕装置拦截河道；

二、开启船头诱鱼灯引诱鱼群；

在导鱼栅前方设有鱼探仪，根据鱼探仪获取灯光附近鱼的数量，达到设定值后，控制船头诱鱼灯向导鱼栅的位置靠近，同时逐步开启水下诱鱼灯；

三、在导鱼栅或者导鱼栅附近设有水下摄像机，水下摄像机观测鱼的数量，当达到预定值，逐步关闭远离船艏的水下诱鱼灯，同时开启鱼道诱鱼灯，引诱鱼群进入过鱼通道；

四、沿船艏到船艉的方向，逐步关闭鱼道诱鱼灯，使鱼群进入集鱼箱；

通过以上步骤实现鱼的收集。

优选的方案中，水下摄像机观察鱼的种类和数量，根据鱼的种类设定不同的照度。

本发明提供的一种基于集鱼船的自动光气诱鱼系统及方法，采用集鱼船配合拦截气幕装置和诱鱼灯的方案，能够避免现有技术中的导鱼网对鱼造成伤害，且发气管被夹具固定在河床底部不容易被过高流速的水流冲走，也不会造成垃圾堆积，不会影响正常通航。设置的诱鱼灯具有较好的诱鱼效果，尤其是具有便于实现自动控制的效果。优选的方案中，采用鱼探仪和/或水下摄像机的方案，能够为自动控制提供依据。从而实现自动控制。设置的岸边驱鱼灯采用闪光驱鱼的方式，能够提高收集鱼的效率。根据鱼探仪和/或水下摄像机收集的数据，根据鱼类的特点改变频闪的频率和照度，进一步提高驱鱼的效果。本发明不仅可以用于实现鱼类安全过坝，也可用于水库、湖泊、海洋的鱼类捕捞。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明系统的俯视示意图。

图2为本发明系统的侧视示意图。

图3为本发明系统实施时的俯视示意图。

图4为本发明系统的控制方框图。

图5为本发明系统中拦截气幕装置的结构示意图。

图6为本发明系统中发气管的安装结构示意图。

图7为本发明系统另一实施方案时的俯视示意图。

图中：集鱼船1，过鱼通道2，集鱼箱3，鱼道诱鱼灯4，进鱼口5，船头诱鱼灯6，导鱼栅7，水下诱鱼灯8，门柱9，钢丝绳10，水下摄像机11，鱼探仪12，岸边驱鱼灯13，拦截气幕装置14，发气管141，堵头142，阀门143，夹具144，软管145，河岸15。

具体实施方式

实施例1：

一种基于集鱼船的自动光气诱鱼系统，包括集鱼船1，集鱼船1的船艏设有导鱼栅7，导鱼栅7的侧面和底部设有导鱼网，导鱼栅7与船艏铰接，导鱼栅7通过钢丝绳10与位于船头的门柱9连接，使导鱼栅7能够收放。

船艉与集鱼箱3活动连接，当集鱼箱3装满后可以通过运鱼船运走。集鱼船1中间设有过鱼通道2，集鱼船1至少一侧通过拦截气幕装置14与河岸连接，并利用气幕拦截河道；

在导鱼栅7的底部设有水下诱鱼灯8，在过鱼通道2设有鱼道诱鱼灯4；

在集鱼船1的船头设有船头诱鱼灯6。由此结构，通过气幕拦截河道，使鱼群通过导鱼栅7向集鱼船1的喇叭形进鱼口5集中，能够减少导鱼网对鱼的伤害。本例中的水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4优选采用LED灯，船头诱鱼灯6优选采用LED灯、卤素灯、氙气灯或激光灯。

优选的方案如图3、7中，在河岸15还设有岸边驱鱼灯13。由此结构，利用闪光驱赶鱼群。

优选的方案中，船艉到船艏的方向与水流方向一致。可以借助自然水流辅助诱鱼。

优选的方案如图2、3、7中，在导鱼栅7或者导鱼栅7附近设有水下摄像机11，水下摄像机11与控制装置连接，控制装置与水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4连接；水下摄像机11用于辅助观察鱼的多少和种类，通过实时的图像处理分析出鱼的种类和数量。为岸边驱鱼灯13采用何种的闪烁频率提供依据，以及为船头诱鱼灯6、水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4采用何种色温以及亮度提供依据。

和/或者在导鱼栅7前方设有鱼探仪12，鱼探仪12与控制装置连接，控制装置与水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4连接,所述的鱼探仪12安装在浮筒或航模船上。鱼探仪，由显示主机、超声波传感器及其他配件组成。工作时主要是利用超声波发射、反射和接收的原理。以超声波作为探测手段，工作时首先由超声波发生器发射信号，信号在水域里传播。当发射信号碰到不同于水的介质如固体、气体等，这里主要是鱼群、水底岩石等，一部分信号会反射回来，反射信号经超声波传感器过滤后输入至显示主机里进行分析处理。主机里的微电子处理器对过滤后的信号分析处理后会以直观的界面显示分析结果，如水底的构造，水深、鱼群位置、鱼的大小等数据。鱼探仪为市售的产品，此处不再赘述。将鱼探仪12设置在航模船上，能够利用遥控器进行巡航探测。进一步优选的，根据不同的鱼的种类，将去掉鱼钩的饵料与航模船连接，利用航模船的巡航移动聚集鱼群。进一步优选的方案中，将饵料放置在过鱼通道2内，以利用饵料进一步提高聚集鱼群的效果。更进一步优选的，所述的饵料为用于吸引水生生物的饵料，再利用水生生物聚集鱼群。

优选的方案如图5中，所述的拦截气幕装置14中，布置在河道底部的发气管141与软管145连接，软管145与阀门143连接，阀门143与储气罐连接，储气罐与空压机连接。由此结构，空压机为储气罐供气，并保持足够的压力，储气罐为发气管141供气，在发气管141上设有多个毫米级的微孔，用于产生气泡。阀门143优选采用电磁阀，以控制气幕的启闭。

优选的方案如图5中，所述的发气管141为多段，各段发气管141的端头设有堵头142，每段发气管141分别通过软管145与阀门143连接，各个阀门143分别与储气罐连接。由此结构，避免出现发气管141气压不均匀的状况，能够确保各段发气管141内的压力均匀。发气管141可以布置为多层的结构，即沿着上下游，将发气管141设置为多层，以提高拦截效果。

优选的方案如图6中，各段发气管141之间通过夹具144互相连接，夹具144上设有用于固定在河底的锚钉孔。由此结构，便于可靠地将发气管141固定在河底。

优选的方案中，集鱼船1两侧通过拦截气幕装置14与河岸连接。集鱼船1单侧拦截的方案如图7中，有利于通航。而采用两侧拦截的方案，则能够提高收集效率。

实施例2：

在实施例1的基础上，一种采用上述的基于集鱼船的自动光气诱鱼系统的诱鱼方法，包括以下步骤：

一、开启拦截气幕装置14拦截河道；

二、开启船头诱鱼灯6引诱鱼群；

开启船头诱鱼灯6、水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4引诱鱼群进入过鱼通道2；

三、依次关闭船头诱鱼灯6、水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4使鱼进入集鱼箱3；

通过以上步骤实现鱼的收集。当集鱼箱的鱼的数量收集到一定数量的时候，通过船收集并且转运到岸边公路，最后通过运鱼车运到大坝上游放流，实现鱼类的安全过坝。

实施例3：

在实施例1的基础上，另一可选的方案中，一种采用上述的基于集鱼船的自动光气诱鱼系统的诱鱼方法，包括以下步骤：

一、开启拦截气幕装置14拦截河道；

二、开启船头诱鱼灯6引诱鱼群；

在导鱼栅7前方设有鱼探仪12，根据鱼探仪12获取灯光附近鱼的数量，达到设定值后，控制船头诱鱼灯6向导鱼栅7的位置靠近，同时逐步开启水下诱鱼灯8；

优选的方案中，开启岸边驱鱼灯13，驱赶鱼群向导鱼栅7方向运动。

三、在导鱼栅7或者导鱼栅7附近设有水下摄像机11，水下摄像机11观测鱼的数量，当达到预定值，逐步关闭远离船艏的水下诱鱼灯8，同时开启鱼道诱鱼灯4，引诱鱼群进入过鱼通道2；

四、沿船艏到船艉的方向，逐步关闭鱼道诱鱼灯4，使鱼群进入集鱼箱3；

通过以上步骤实现鱼的收集。当集鱼箱的鱼的数量收集到一定数量的时候，通过船收集并且转运到岸边公路，最后通过运鱼车运到大坝上游放流，实现鱼类的安全过坝。

优选的方案在步骤三中，水下摄像机11观察鱼的种类和数量，根据鱼的种类设定不同的照度方案。优选的方案中，根据水下摄像机11获得的图像，通过实时的图像处理分析出鱼的种类和数量。相应的照度方案为：岸边驱鱼灯13根据鱼的种类，采用相对应的闪烁频率驱赶鱼群向导鱼栅7的方向运动。同时船头诱鱼灯6、水下诱鱼灯8和鱼道诱鱼灯4根据鱼的种类采用相应的色温以及亮度以诱鱼，相应地照度方案数据由实验室内经过试验获得。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。