一种交错布置隔块结构的生态鱼道的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种交错布置隔块结构的生态鱼道。该生态鱼道包括鱼道侧壁、底板和多个隔块结构等，隔块结构由直段隔板和弧段隔板组成，隔块结构为空心，并在直段隔板和弧段隔板上设置调节流量的过水缝，隔块结构设置在鱼道内侧壁上，直段隔板与内侧壁斜交，相对的两个隔块结构的弧段隔板之间形成扩展段，相邻隔块结构之间间隔一定距离，将鱼道分成多个池室，池室之间通过弧段隔板之间的扩展段相互连通。鱼道侧壁为第一空腔，内部设置有驱动板。该生态鱼道水流自然蜿蜒前行，有效地避免了传统竖缝鱼道竖缝处水流流速较大的不足，能够降低水电水利工程对鱼类洄游的影响，有利于河流的生态保护。
【专利说明】-种交错布置隔块结构的生态鱼道
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种鱼道，具体设及一种交错布置隔块结构的生态鱼道，属于徊游性 鱼类过巧保护【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 水生生物保护是水利水电工程建设项目中需要考虑的重要问题，针对鱼类资源的 保护，国家己出台了多项相关条例和法律。在世界各地的河流中，人们为了防洪、发电、灌 概、航运和供水等修建了大量的水利水电工程，但大巧提高水位、阻断河流，导致自然河流 该个开放、连续的系统在能量流动、物质循环及信息传递等方面发生一系列的改变，使生活 其中的鱼类生存所需的生境条件、水文情势发生变化，该些变化会导致鱼类种群遗传多样 性丧失和经济鱼类品质退化。为了保护天然渔业资源、保障水生生态系统的连续性和多样 性，目前采取的主要修复措施是在水电水利工程中修建鱼道，帮助鱼类徊游。
[0003] 鱼道是闽巧或天然障碍处为鱼类徊游而兴建的一种过鱼建筑物，是降低闽巧对鱼 类生存和繁殖干扰的一种生态措施。鱼道的设计主要考虑鱼类的上溯习性，在闽巧的下 游，鱼类常依靠水流的吸引进入鱼道，鱼类在鱼道中靠自身力量克服流速溯游至上游。常 用的鱼道槽身横断面为矩形，用隔板将水槽上、下游的水位落差分成若干个小的梯级，利用 水垫、沿程摩阻、水流对冲和扩散来消除多余能量，由于孔形不同，又可分为丹巧尔式、溢流 堪式、淹没孔口式、竖缝式和组合式等。丹巧尔式鱼道水槽的槽壁和槽底设有阻板和底坎， 流量较大，能改善了下游吸引鱼类的条件，但水流素动剧烈，水位变动的适应性差，只适合 游泳能力较强劲的鱼类；溢流堪式鱼道使鱼类从堪顶通过，过流较平稳，但消能不充分，水 位变动的适应性差，只适合喜欢在表层徊游和有跳跃习性的鱼类；淹没孔口式鱼道过鱼孔 淹没在水下，能适应水位变动的性能较好，但消能不够充分，主要依靠水流扩散来消能，孔 口布置在鱼道的中低层，只适合喜欢在底层徊游的大中型鱼类；竖缝式鱼道的水槽大部分 被拦截，仅留下一条过鱼竖缝，消能效果较充分，能适应较大水位变幅，能适应较复杂流态 的大中型鱼类，但易造成池室内水流的弯折和素动；组合式鱼道为溢流堪、潜孔及竖缝的组 合，能较好发挥各种型式孔口的水力特性，能适应不同习性鱼类，但结构复杂、设计难度大。 根据国内水电工程的特点W及徊游鱼类的特性，鱼道结构一般选择竖缝式，但竖缝式鱼道 容易造成池室内水流的弯折和素动现象，由于缺乏对竖缝式鱼道水流流态和徊游鱼类的习 性和行为的深入了解，导致了大部分鱼道在诱鱼效果和保持过道鱼类体力及延续过道鱼类 的发育过程方面有较大的缺陷，同时，鱼道也没有满足当地鱼类对流速、流态的要求，该些 因素直接导致了我国大多数鱼道建成后运行效果不理想。因此，深入开展鱼道结构研究，可 W弥补拦河建筑物对河流徊游鱼类的生态影响，实现生态水利、和谐水利，对促进河流生态 文明健康发展具有非常重要的现实意义。
【发明内容】
[0004] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种交错布置隔块结构 的生态鱼道，克服现有竖缝鱼道技术的缺陷，提高鱼道过鱼效果。
[0005] 技术方案；为解决上述技术问题，本发明的一种交错布置隔块结构的生态鱼道，包 含底板、位于底板两侧的侧壁，侧壁的两端安装有密封板，所述底板上依次设有若干个隔块 结构，隔块结构与底板、侧壁固定连接，两侧壁之间的隔块结构交错布置，所述隔块结构包 含直段隔板和弧段隔板，直段隔板设有若干个第一组过水缝，弧段隔板上设有若干个第二 组过水缝，所述侧壁固定在底板边上，包括内侧壁和外侧壁，内侧壁和外侧壁之间为第一空 腔，隔块结构的直段隔板、弧段隔板与内侧壁和底板围合成第二空腔，第二空腔充当着第一 组过水缝到第二组过水缝之间的水流通道；所述相邻隔块结构之间间隔一定距离，将鱼道 分成多个池室，相邻池室之间通过异侧相对的两个弧段隔板形成的扩展段相互连通。
[0006] 作为优选，所述第一组过水缝和第二组过水缝均设有一组挡板，直段隔板、弧段隔 板均成对的设有挡板移动的水平轨道槽，每组挡板包含若干个挡板单元，每个挡板单元位 于第一组过水缝和第二组过水缝上，两端的挡板单元底部装设有滑轮，滑轮位于水平轨道 槽内，相邻的挡板单元通过牵引杆连接，最里端的挡板单元通过弹黃与固定在隔块结构上 的固定件连接，最外端的挡板单元与钢丝一端连接，钢丝另一端缠绕在绕线轮上，绕线轮安 装在齿轮轴上，齿轮轴的齿轮与履带晒合，履带固定在驱动板，随着驱动板移动，驱动板包 含驱动端和自由端，驱动端与液压助力器连接，驱动板安装在第一空腔中，齿轮轴通过滚珠 轴承固定在隔块结构上。
[0007] 作为优选，所述弧段隔板的内壁上粘贴着多个不规则的隆起块。
[000引作为优选，所述直段隔板与侧壁之间的夹角为60°，弧段隔板末端的切线与侧壁 也W 60。交角连接。
[0009] 作为优选，所述相邻第一组过水缝之间的间距和相邻第二组过水缝之间的间距均 不等，每个第一组过水缝和第二组过水缝面壁的角度也不同。
[0010] 作为优选，所述第一组过水缝和第二组过水缝上各设有拦截网。
[0011] 作为优选，所述同一侧相邻的隔块结构之间设有水草池，水草池位于底板内且靠 近侧壁，水草池下部铺设有底泥，上部铺设有覆盖层，水草种植在底泥内，并透过覆盖层生 长在鱼道中。
[0012] 作为优选，所述弧段隔板顶部设有防水L邸集鱼灯，生态鱼道下游鱼道进口处设 有导鱼墙，导鱼墙呈"八字"型布置，与河床和鱼道左右外侧壁固定。
[0013] 有益效果；本发明的交错布置隔块结构的生态鱼道，具有W下优点：
[0014] (1)本发明中的隔块结构内部为第二空腔，充当着第一组过水缝到第二组过水缝 之间的水流通道，第一组过水缝和第二组过水缝各自的过水缝之间间距不等，每个过水缝 面壁的导角也不同，促使水流通道内形成复杂的素动耗散，消能主要集中在隔块结构内部 空腔中，鱼体远离了端急的水流，保证了池室内和池室间扩展段的鱼类顺利通行，同时，隔 块结构的空腔设计还有不影响鱼道总容积的优点；
[0015] (2)本发明中的池室之间通过扩展段连通，避免了传统竖缝过鱼设施在竖缝处水 流折弯和端急的缺陷，池室间流动平顺，形成类似天然河流的适宜流态和水动力条件，避免 鱼道内水流溶解氧过饱和的产生，保护徊游鱼类的生理健康，减小鱼类体能消耗，保障鱼类 安全，尤其对体质较差或体能消耗过大的鱼类有积极的保护作用；
[0016] (3)本发明中的隔块结构交错布置的方式使得水流婉艇曲折，提高了扩展段水流 与鱼道侧壁、直段隔板、过水缝水流相互碰撞的机率，消能效果显著；
[0017] (4)本发明中的直段隔板与侧壁W 60°交角连接，在连接处形成滞留水流的低流 速区，适宜鱼类暂时休息，恢复体能，省去修建鱼道休息室的建设成本；
[0018] (5)本发明中的弧段隔板凹面上粘贴着多个不规则的隆起块，增加隔块结构的趟 率，提高通过隔块结构水流的消能效率；
[0019] 做本发明中的挡板、驱动板、液压助力器、固定件、弹黃、钢丝绳、齿轮、绕线轮、轴 和履带协同调节通过过水缝的流量，从而调节了贯通池室的扩展段流量，使得本发明的生 态鱼道能适应于不同季节流量变化和不同鱼类徊游需要，流量调节过程中避免使用闽口启 闭机等机械设备，减少了对鱼类的干扰，节约了电能，绿色环保；
[0020] (7)本发明中的水草池属于底板的内部结构，位于流速较小的隔块结构之间，贴近 内侧壁与底板的连接处，鱼道水流经过弧段隔板之间扩展段的扩散和壁面摩擦、过水缝的 收缩、突扩和壁面碰撞，消能效果显著，内侧壁与底板连接处的低流速水动力条件保证了水 草池中水草生长的生境需求，形成了类似天然河道的生态环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明生态鱼道结构示意图；
[0022] 图2是本发明的隔块结构平面示意图；
[0023] 图3是本发明的一部分侧壁和一个隔块结构的立体图；
[0024] 图4是本发明的驱动板和履带示意图；
[0025] 图5是本发明的隔块结构之间池室的底板横剖面图；
[0026] 图6是本发明生态鱼道流场结构示意图。
[0027] 图中；1-底板；2-侧壁；2a-内侧壁；2b-外侧壁；3-第一空腔；4-驱动板；5-液压 助力器；6-池室；7-隔块结构；8a-直段隔板；8b-弧段隔板；9a-第一组过水缝；9b-第二 组过水缝；10-挡板；11-隆起块；12-固定件；13-弹黃；14-钢丝绳；15-齿轮；16-绕线轮； 17-齿轮轴；18-履带；19-拦截网；20-水草；21-覆盖层；22-底泥；23-水草池；24-集鱼 灯；25-导鱼墙。
【具体实施方式】
[002引下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0029] 如图1至图6所示，本发明的交错布置隔块结构的生态鱼道，包括底板1、侧壁2、 驱动板4、液压助力器5、池室6、隔块结构7、挡板10、隆起块11、固定件12、弹黃13、钢丝绳 14、齿轮15、绕线轮16、齿轮轴17、滚珠轴承、履带18、拦截网19、水草20、覆盖层21、底泥 22和水草池23。生态鱼道包括左、右两个侧壁2,侧壁2固定在底板1的边上，每个侧壁2 由相互平行的内侧壁2a和外侧壁化组成，内侧壁2a、外侧壁化两端通过密封板连接在一 起，内部形成第一空腔3 ;驱动板4平行于侧壁2布置在第一空腔3中部，驱动板4 一端与鱼 道出口处侧壁2末端钢板上的液压助力器5连接，另一端穿过鱼道进口处的侧壁2末端钢 板并可W自由滑动，驱动板4上安装有两根固定履带18,履带18与齿轮15相晒合；液压助 力器5固定在鱼道出口处的侧壁2末端，通过直接推拉驱动板4达到间接调节鱼道流量分 流比的目的；隔块结构7固定于底板1和侧壁2上，隔块结构7由直段隔板8a和弧段隔板 8b组成，直段隔板8a和弧段隔板8b分别设置有第一组过水缝9a和第二组过水缝9b，隔块 结构7还设置有调节过水缝宽度的挡板10, W及控制挡板10移动的齿轮15、绕线轮16和 滚珠轴承，隔块结构7之间间隔一定距离，将鱼道分成多个池室6 ;池室6由鱼道两边的侧 壁2之间相邻的两对交错隔块结构7阻隔水流形成，相邻池室6之间通过相对的两个弧段 隔板8b形成的扩展段相互连通；直段隔板8a与侧壁2 W 60°交角连接，在连接处形成低 流速区；弧段隔板8b与直段隔板8a和侧壁2连接固定，弧段隔板8b与侧壁2也W 60°交 角连接，弧段隔板8b的凹面上粘贴着多个不规则的隆起块11，增加隔块结构7的趟率，提高 消能效果；水草池23形状为狭窄的长方体，贴近内侧壁2a布置在隔块结构7之间的底板1 内，在水草池23中，下部铺设有底泥22,上部铺设有防护底泥冲刷的覆盖层21，水草20种 植在底泥22内，并透过覆盖层21生长在鱼道中。集鱼灯24采用防水LED集鱼灯，间隔交 错布置在隔块结构7的弧段隔板8b顶部。导鱼墙25位于下游鱼道进口处，呈"八字"型布 置，与河床和鱼道左右外侧壁化固定。
[0030] 如图1-3所示，直段隔板8a、弧段隔板8b、内侧壁2a和底板1将隔块结构7围合 成第二空腔，该第二空腔充当着第一组过水缝9a到第二组过水缝9b之间的水流通道。第 一组过水缝9a和第二组过水缝9b各自的过水缝之间间距不等，每个过水缝面壁的角度也 不同，促使水流通道内形成复杂的素动耗散现象。如图2和图3所示，挡板10位于第一组 过水缝9a和第二组过水缝9b处，直段隔板8a、弧段隔板8b均成对的设有挡板10移动的水 平轨道槽，每组挡板10包含若干个挡板单元，两端的挡板单元底部装设有滑轮，滑轮位于 水平轨道槽内，相邻之间的挡板单元通过牵引杆连接，每组挡板10通过两个的固定件12、 两组弹黃13、两条钢丝绳14和两组牵引杆连接，固定件12固定在隔块结构7上，钢丝绳14 缠绕在绕线轮16上，固定件12与挡板10之间通过两根弹黃13连接，保证在液压助力器5 放松驱动板4时，挡板10受到弹黃13拉力能够恢复到初始位置。第一组过水缝9a和第二 组过水缝9b的宽度由可移动的挡板10调节，具体地，当液压助力器5驱使驱动板4拉紧履 带18时，履带18驱动齿轮15旋转，齿轮15驱动齿轮轴17旋转，齿轮轴17驱动绕线轮16 旋转，绕线轮16缠绕牵引钢丝绳14拖动挡板10移动增加第一组过水缝9a和第二组过水 缝9b的宽度；当液压助力器5逐渐放松驱动板4时，在弹黃13收缩作用下，拉动挡板10缩 小第一组过水缝9a和第二组过水缝9b的宽度，同时，绕线轮16受到牵引旋转放线，齿轮15 和齿轮轴17随着绕线轮16旋转。
[0031] 如图3所示，绕线轮16与齿轮15同轴，绕线轮16安装在齿轮轴17上，齿轮轴17 两端安装在隔块结构7上的滚珠轴承内，绕线轮16通过缠绕的钢丝绳14与挡板10连接。
[0032] 如图2所示，拦截网19布置在第一组过水缝9a和第二组过水缝9b外侧，保护鱼 类通过弧段隔板8b之间的扩展段进入池室6。
[0033] 如图1和图5所示，水草池23属于底板1的内部结构，位于流速较小的隔块结构7 之间，水草池23形状为狭窄的长方体，并贴近内侧壁2a与内侧壁2a平行布置，在水草池23 中，下部铺设有底泥22,上部铺设有防护底泥冲刷的覆盖层21，水草20种植在底泥22内， 并透过覆盖层21生长在鱼道中。
[0034] 在本实施例中，生态鱼道保持运行状态，鱼道水流经过弧段隔板8b形成的扩展段 的扩散、素动和壁面摩擦作用，W及过水缝的收缩、突扩和壁面碰撞作用，消能效果显著，内 侧壁2a与底板1连接处的低流速水动力条件保证了水草池23中水草20生长的生境需求， 形成了类似天然河道的生态环境，鱼类在跌落水声的诱导作用下上行。根据季节和徊游鱼 类不同，人工操作液压助力器5驱动驱动板4前后移动，履带18在驱动板4的带动下驱使 齿轮15旋转，齿轮15旋转带动绕线轮16旋转，在弹黃13的协同作用下，绕线轮16缠绕牵 引或者反转释放钢丝绳14,使挡板10移动调节第一组过水缝9a和第二组过水缝9b的宽 度，从而改变连通池室6的扩展段流量，W适宜不同的鱼道徊游。
[0035] 在本发明中，第一组过水缝9a和第二组过水缝9b大小与流量的关系； a,为过水缝的缝宽，h为过水缝的缝高，Vi为水的流速，n为缝的个数。当第一 。 主 =1 组过水缝9a和第二组过水缝9b的个数、尺寸一定的情况下，通过调整第一组过水缝9a和 第二组过水缝9b的缝隙尺寸改变流量的大小，从而适宜不同的鱼道徊游。
[0036] W上仅是本发明的优选实施方式，应当指出；对于本【技术领域】的普通技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，该些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种交错布置隔块结构的生态鱼道，包含底板、位于底板两侧的侧壁，侧壁的两端安 装有密封板，其特征在于：所述底板上依次设有若干个隔块结构，隔块结构与底板、侧壁固 定连接，两侧壁之间的隔块结构交错布置，所述隔块结构包含直段隔板和弧段隔板，直段隔 板设有若干个第一组过水缝，弧段隔板上设有若干个第二组过水缝，所述侧壁固定在底板 边上，包括内侧壁和外侧壁，内侧壁和外侧壁之间为第一空腔，隔块结构的直段隔板、弧段 隔板与内侧壁和底板围合成第二空腔，第二空腔充当着第一组过水缝到第二组过水缝之间 的水流通道；所述相邻隔块结构之间间隔一定距离，将鱼道分成多个池室，相邻池室之间通 过异侧相对的两个弧段隔板形成的扩展段相互连通。
2. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述第一组过 水缝和第二组过水缝均设有一组挡板，直段隔板、弧段隔板均成对的设有挡板移动的水平 轨道槽，每组挡板包含若干个挡板单元，每个挡板单元位于第一组过水缝和第二组过水缝 上，两端的挡板单元底部装设有滑轮，滑轮位于水平轨道槽内，相邻的挡板单元通过牵引杆 连接，最里端的挡板单元通过弹簧与固定在隔块结构上的固定件连接，最外端的挡板单元 与钢丝一端连接，钢丝另一端缠绕在绕线轮上，绕线轮安装在齿轮轴上，齿轮轴的齿轮与履 带啮合，履带固定在驱动板上，随着驱动板移动，驱动板包含驱动端和自由端，驱动端与液 压助力器连接，驱动板安装在第一空腔中，齿轮轴通过滚珠轴承固定在隔块结构上。
3. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述弧段隔板 的内壁上粘贴着多个不规则的隆起块。
4. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述直段隔板 与侧壁之间的夹角为60°，弧段隔板末端的切线与侧壁也以60°交角连接。
5. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述相邻第一 组过水缝之间的间距和相邻第二组过水缝之间的间距均不等，每个第一组过水缝和第二组 过水缝面壁的角度也不同。
6. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述第一组过 水缝和第二组过水缝上各设有拦截网。
7. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述同一侧相 邻的隔块结构之间设有水草池，水草池位于底板内且靠近侧壁，水草池下部铺设有底泥，上 部铺设有覆盖层，水草种植在底泥内，并透过覆盖层生长在鱼道中。
8. 根据权利要求1所述的交错布置隔块结构的生态鱼道，其特征在于：所述弧段隔板 顶部设有防水LED集鱼灯，生态鱼道下游鱼道进口处设有导鱼墙，导鱼墙呈"八字"型布置， 与河床和鱼道左右外侧壁固定。
【文档编号】E02B8/08GK104480913SQ201410660867
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】戎贵文, 戴会超, 徐点点, 王茹, 高兴杰, 赵彬如 申请人:河海大学