新型鱼道结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型鱼道结构，涉及一种用于解决洄游鱼类通过拦河建筑物上溯的过鱼设施。它包括鱼道侧壁、收缩段和池室，收缩段包括长收缩段和短收缩段，长收缩段与短收缩段呈相对布置，长收缩段与短收缩段之间为过鱼竖缝，相邻池室之间通过过鱼竖缝连通，池室中部设有第一组阻水墩柱，池室的中下段设有第二组阻水墩柱，过鱼竖缝内设有第三组阻水墩柱。本新型鱼道结构通过对水流流速进行平面和空间立体分区，在同一过鱼设施中可以满足不同习性的多种过鱼对象通过，在水流流态方面较传统的竖缝式鱼道有明显优势。同时本新型鱼道结构具有旁通道的功能，但工程占地较小，从工程投资角度来说具有明显的优势。
【专利说明】新型鱼道结构
【技术领域】
[0001]本发明属于水利工程和环保工程领域，涉及一种用于解决洄游鱼类通过拦河建筑物上溯的过鱼设施，更具体的说是一种新型鱼道结构。
【背景技术】
[0002]目前，拦河工程的过鱼设施大体上有五种类型，鱼道是其中适用性最广的。常规鱼道中的水流在隔板或障碍物处跌落，形成流速较大的单一均匀水流，只能满足某种特定过鱼对象成熟体的上溯要求。其它游泳能力相对较差的鱼类，或目标过鱼对象的幼鱼和仔鱼，难以通过常规鱼道。我国上世纪50、60年代建设的鱼道基本属于此类。在上世纪后期，欧洲开始采用旁通道(仿自然通道)，取得了较好的过鱼效果，但其适应的过鱼水头较小，一般在IOm以内，坡度较缓、占地面积较大，影响工程的经济指标，对于较高水头的拦河建筑物，实施难度较大，因此有必要进行改进。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服【背景技术】的不足之处，而提供一种能适应不同种类、不同体长、不同年龄和不同游泳能力的鱼类通过拦河建筑物的新型鱼道结构。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案为:包括鱼道侧壁和收缩段，所述收缩段设置在鱼道侧壁上，并将鱼道分成多个间隔布置的池室；所述收缩段包括长收缩段和短收缩段，长收缩段与短收缩段呈相对布置，长收缩段与短收缩段之间为过鱼竖缝，相邻池室之间通过过鱼竖缝连通，其特征在于:所述长收缩段在鱼道两端呈交错布置，池室中部设有第一组阻水墩柱；池室中下段设有第二组阻水墩柱，所述第二组阻水墩柱位于下一级过鱼竖缝的上游侧；过鱼竖缝内设有第三组阻水墩柱。
[0005]在上述技术方案中，所述第一组阻水墩柱包括第一阻水墩柱和第二阻水墩柱，所述第一阻水墩柱的中心在上一级过鱼竖缝中心线的延长线上，第一阻水墩柱与上一级长收缩段的中心之间的垂直距离为0.4?0.6Lm，所述第一阻水墩柱的高为0.85?1.05H，直径为1.0?1.6m ;第二阻水墩柱在水平方向与第一阻水墩柱共线，第二阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.50?0.70Bn，第二阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的直线距离为
0.10?0.40Bm，第二阻水墩柱的高为0.85?1.05H，直径为0.5?1.5m ;其中，H为池室设计水深，取1.5?4m ;Lm为相邻两个收缩段轴线之间的垂直距离，取过鱼对象中最长过鱼体长的3?5倍；Bm为池室顶宽，取0.50?0.90Lm ；Bn为收缩段竖缝顶宽，取0.2?0.7Bm。
[0006]在上述技术方案中，所述第一组阻水墩柱还包括第三阻水墩柱，所述第三阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为0.10?0.20Lm，第三阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.40?0.60Bn，第三阻水墩柱的高为0.20?0.40H，直径为0.5?1.5m。
[0007]在上述技术方案中，所述第二组阻水墩柱包括第四阻水墩柱、第五阻水墩柱、第六阻水墩柱和第七阻水墩柱，其中，第四阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为0.20?
0.35Lm，第四阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.50?0.70Bn，第四阻水墩柱的高为0.20?0.40H，直径为0.3?1.0m ;第五阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为
0.20?0.35Lm，第五阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.80?1.20Bn，第五阻水墩柱的高为0.20?0.40H，直径为0.3?1.0m ;第六阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为0.30?0.45Lm，第六阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.35?0.55Bn，第六阻水墩柱的高为0.40?0.60H，直径为0.3?1.0m ;第七阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为0.30?0.50Lm，第七阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.75?
1.05Bn，第七阻水墩柱的高为0.20?0.40H，直径为0.3?1.0m ;第四阻水墩柱与第五阻水墩柱之间的直线距离为0.10?0.30Bm，第六阻水墩柱与第七阻水墩柱之间的直线距离为
0.15 ?0.35Bm。
[0008]在上述技术方案中，所述第三组阻水墩柱包括第八阻水墩柱和第九阻水墩柱，其中，第八阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为0.40?0.60Lm，第八阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.60?0.95Bn，第八阻水墩柱的高为0.20?0.40H，直径为
0.3?1.0m ;第九阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的垂直距离为0.40?0.60Lm，第九阻水墩柱与第一阻水墩柱之间的水平距离为0.35?0.55Bn，第九阻水墩柱的高为0.20?0.40H，直径为0.3?1.0m ;第八阻水墩柱与第九阻水墩柱之间的直线距离为0.30?0.50Bm。
[0009]在上述技术方案中，所述第三组阻水墩柱还包括第十阻水墩柱，所述第十阻水墩柱位于过鱼竖缝的出水口处，第十阻水墩柱的高为0.4?0.6H，直径为0.3?1.0m。
[0010]在上述技术方案中，所述第一组阻水墩柱为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种，所述第二组阻水墩柱为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种，所述第三组阻水墩柱为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种。
[0011]在上述技术方案中，所述长收缩段的长度与短收缩段的长度的比值为2.5?6.5，长收缩段的长度与短收缩段的长度之和为0.10?0.50Lm。
[0012]在上述技术方案中，所述长收缩段在鱼道两侧呈交错布置。
[0013]上述技术方案均以水流方向为参考，其中，顺水流方向的距离为垂直距离，垂直水流方向的距离为水平距离。交错布置的长收缩段与短收缩段能够有效防止鱼道内形成流速较大的单一均匀水流。
[0014]第一组阻水墩柱能对从上级池室流入本池室的水流进行消能并使水流向两侧扩散，实际工作时，工作人员需要根据第一阻水墩柱和第二阻水墩柱下游的水流情况，确定是否设置第三阻水墩柱，并根据过鱼种类和大小，确定其高度。
[0015]第二组阻水墩能够使水流在空间形成不同流速的分层水流，墩柱的高度由过鱼种类确定。
[0016]第三组阻水墩柱能使水流在通过过鱼竖缝时形成平面和空间的分区流场，满足不同克流能力鱼类的上溯要求。
[0017]本发明主要是通过阻隔相邻两级收缩段的水流贯通，使水流通过池室时消能扩散并减小流速，并在过水断面上形成高、中、低流速区，进而实现水流在平面和空间上的流速分区，最终达到使过鱼竖缝的水流流速适应多种鱼类上溯的目的。
[0018]本发明鱼道结构通过对水流流速进行平面和空间立体分区，在同一过鱼设施中可以满足不同习性的多种过鱼对象通过，在水流流态方面较传统的竖缝式鱼道有明显优势。
[0019]本发明不影响水电工程的枢纽布置格局，容易与枢纽其他工程融为一体，且工程占地面积较旁通道小，水流条件与旁通道相近，可作为拦河工程过鱼设施的首选结构型式。【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构示意图。
[0021]图2为本发明的结构示意图。
[0022]图3为图1的主视图。
[0023]图中1-鱼道侧壁，2-收缩段，21-长收缩段，22-短收缩段，3_鱼道，4_池室，5_过鱼竖缝，61-第一组阻水墩柱，62-第二组阻水墩柱，63-第三组阻水墩柱，a-第一阻水墩柱，b-第二阻水墩柱，C-第三阻水墩柱，d-第四阻水墩柱，e-第五阻水墩柱，f-第六阻水墩柱，g-第七阻水墩柱，h-第八阻水墩柱，1-第九阻水墩柱，j-第十阻水墩柱。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
[0025]参阅附图可知:新型鱼道结构，包括鱼道侧壁I和收缩段2，所述收缩段2设置在鱼道侧壁I上，并将鱼道3分成多个间隔布置的池室4，所述收缩段2包括长收缩段21和短收缩段22,长收缩段21与短收缩段22呈相对布置,长收缩段21与短收缩段22之间为过鱼竖缝5，相邻池室4之间通过过鱼竖缝5连通，所述长收缩段21在鱼道3两侧呈交错布置。
[0026]鱼道或渠道3为混凝土矩形或梯形水槽，本发明是在鱼道内等间距或不等间距设置长短边交错布置的收缩段2，进而形成池室4，然后在池室4内间隔布置3组阻水墩柱。
[0027]实际工作时，池室4中部设置第一组阻水墩柱61，第一组阻水墩柱61距上一级过鱼竖缝5中心0.4?0.6Lm处，第一组阻水墩柱61能对水流进行消能，并使流动的水体向两侧扩散，使上级池室流入本级池室的水流强度得到第一次降低。第一组阻水墩柱61包括第一阻水墩柱a、第二阻水墩柱b和第三阻水墩柱C。
[0028]依据水体扩散、流速降低后的水流流态，在池室4中下部设置第二组阻水墩柱62，墩柱的高度由过鱼种类确定，第二组阻水墩柱62设置在第一组阻水墩柱61下游，并位于过鱼竖缝5的入水口上游，第二组阻水墩柱62能使水流在空间形成不同流速的分层水流。第二组阻水墩柱62包括第四阻水墩柱d、第五阻水墩柱e、第六阻水墩柱f和第七阻水墩柱g。
[0029]在过鱼竖缝5内设置第三组阻水墩柱63，第三组阻水墩柱63位于过鱼竖缝5的进水口与过鱼竖缝5的出水口之间，水流在通过收缩段时形成大小分区的流场，以满足不同克流能力的鱼类上溯。第三组阻水墩柱63包括第八阻水墩柱h、第九阻水墩柱i和第十阻水墩柱j
[0030]上述阻水墩柱的布置需根据渠道内的水流条件确定。上述阻水墩柱可采用石柱、浆砌结构、生态笼等结构型式。即第一组阻水墩柱61可以为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种，第二组阻水墩柱62可以为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种,第三组阻水墩柱63可以为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种。
[0031]本发明的工作原理为:水流从上一级过鱼竖缝5中流出后，经第一组阻水墩柱61的阻隔，水流分散、流速降低；经第二组阻水墩柱62后，水流将进一步分散减速，并形成分层水流；第三组阻水墩柱63设置在收缩段，水流经过第三组阻水墩柱63后，流场再次分区，部分水流流速满足游泳能力最弱的鱼类上溯要求。
[0032]以水流方向为参考并参考图2，阻水墩柱的布置方式如下表:
[0033]表1
[0034]
【权利要求】
1.新型鱼道结构，包括鱼道侧壁(I)和收缩段(2)，所述收缩段(2)设置在鱼道侧壁(I)上，并将鱼道(3)分成多个间隔布置的池室(4);所述收缩段(2)包括长收缩段(21)和短收缩段(22)，长收缩段(21)与短收缩段(22)呈相对布置，长收缩段(21)与短收缩段(22)之间为过鱼竖缝(5)，相邻池室(4)之间通过过鱼竖缝(5)连通，其特征在于:所述池室(4)中部设有第一组阻水墩柱(61);池室(4)中下段设有第二组阻水墩柱(62)，所述第二组阻水墩柱(62)位于下一级过鱼竖缝(5)的上游侧；过鱼竖缝(5)内设有第三组阻水墩柱邮)。
2.根据权利要求1所述的新型鱼道结构，其特征在于:所述第一组阻水墩柱(61)包括第一阻水墩柱(a)和第二阻水墩柱(b)， 所述第一阻水墩柱(a)的中心在上一级过鱼竖缝(5)中心线的延长线上，第一阻水墩柱(a)与上一级长收缩段(21)的中心之间的垂直距离为0.4~0.6Lm，所述第一阻水墩柱(a)的高为0.85~1.05H，直径为1.0~1.6m ; 第二阻水墩柱(b)在水平方向与第一阻水墩柱(a)共线，第二阻水墩柱(b)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.50~0.70Bn，第二阻水墩柱(b)与第一阻水墩柱(a)之间的直线距离为0.10~0.40Bm，第二阻水墩柱(b)的高为0.85~1.05H，直径为0.5~.1.5m ； 其中，H为池室设计水深，取1.5~4m ；Lm为相邻两个收缩段轴线之间的垂直距离，取过鱼对象中最长过鱼体长的3~5倍；Bm为池室顶宽，取0.50~0.90Lm ；Bn为收缩段竖缝顶宽，取0.2~0 .7Bm。
3.根据权利要求2所述的新型鱼道结构，其特征在于:所述第一组阻水墩柱(61)还包括第三阻水墩柱(C)，所述第三阻水墩柱(C)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为.0.10~0.20Lm,第三阻水墩柱(c)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.40~0.60Bn,第三阻水墩柱(c)的高为0.20~0.40H，直径为0.5~1.5m。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的新型鱼道结构，其特征在于:所述第二组阻水墩柱(62)包括第四阻水墩柱(d)、第五阻水墩柱(e)、第六阻水墩柱(f)和第七阻水墩柱(g)， 第四阻水墩柱(d)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为0.20~0.35Lm，第四阻水墩柱(d)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.50~0.70Bn，第四阻水墩柱(d)的高为.0.20 ~0.40H,直径为 0.3 ~1.0m ; 第五阻水墩柱(e)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为0.20~0.35Lm，第五阻水墩柱(e)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.80~1.20Bn，第五阻水墩柱(e)的高为.0.20 ~0.40H,直径为 0.3 ~1.0m ; 第六阻水墩柱(f)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为0.30~0.45Lm，第六阻水墩柱(f)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.35~0.55Bn，第六阻水墩柱(f)的高为.0.40 ~0.60H,直径为 0.3 ~1.0m ; 第七阻水墩柱(g)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为0.30~0.50Lm，第七阻水墩柱(g)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.75~1.05Bn，第七阻水墩柱(g)的高为.0.20 ~0.40H,直径为 0.3 ~1.0m ; 第四阻水墩柱(d)与第五阻水墩柱(e)之间的直线距离为0.10~0.30Bm，第六阻水墩柱(f)与第七阻水墩柱(g)之间的直线距离为0.15~0.35Bm。
5.根据权利要求4所述的新型鱼道结构，其特征在于:所述第三组阻水墩柱(63)包括第八阻水墩柱(h)和第九阻水墩柱(i)， 第八阻水墩柱(h)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为0.40~0.60Lm，第八阻水墩柱(h)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.60~0.95Bn，第八阻水墩柱(h)的高为0.20 ~0.40H,直径为 .0.3 ~1.0m ; 第九阻水墩柱(i)与第一阻水墩柱(a)之间的垂直距离为0.40~0.60Lm，第九阻水墩柱(i)与第一阻水墩柱(a)之间的水平距离为0.35~0.55Bn，第九阻水墩柱(i)的高为.0.20 ~0.40H,直径为 0.3 ~1.0m ; 第八阻水墩柱(h)与第九阻水墩柱(i)之间的直线距离为0.30~0.50Bm。
6.根据权利要求5所述的新型鱼道结构，其特征在于:所述第三组阻水墩柱(63)还包括第十阻水墩柱(j)，所述第十阻水墩柱(j)位于过鱼竖缝(5)的出水口处，第十阻水墩柱(j)的高为0.4~0.6H，直径为0.3~1.0m0
7.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的新型鱼道结构，其特征在于:所述第一组阻水墩柱(61)为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种，所述第二组阻水墩柱(62)为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种，所述第三组阻水墩柱(63)为石柱、浆砌结构、生态笼结构中的一种。
8.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的新型鱼道结构，以垂直水流方向为参考，其特征在于:所述长收缩段(21)的长度与短收缩段(22)的长度比值为2.5~6.5，长收缩段(21)的长度与短收缩段(22)的长度之和为0.10~0.50Lm。
9.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的新型鱼道结构，以垂直水流方向为参考，其特征在于:所述长收缩段(21)在鱼道(3)两侧呈交错布置。
【文档编号】E02B8/08GK103953014SQ201410178849
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】朱世洪, 周良景, 石运深, 向光红, 张亚利, 宋志忠, 吴俊东, 王程, 黎贤访, 汪亚超, 黄明海, 姜伯乐 申请人:长江勘测规划设计研究有限责任公司