一种改变水流转向夹角的集鱼方法与流程

本发明涉及一种改变水流转向夹角的集鱼方法，属于生态水工中的鱼类辅助迁徙技术领域。

背景技术：

在天然河流上修筑大坝，阻断了天然河流中鱼类的洄游通道。国内外对此采取了修建鱼道、升鱼机等补救措施。在鱼道和升鱼机中的集鱼廊道内，过流流量较小，鱼类从河流下游逆水流方向上溯的过程中，不易感应到水流流向，难以找到鱼道和升鱼机的入口，从而降低了鱼道和升鱼机的集鱼效率。因此，如何提高集鱼效率是鱼道和升鱼机设计的关键技术之一。

目前，国内外提出的集鱼方法较多，大部分为集鱼装置的改造。主要有集鱼网箱及其附属设施的改造、鱼道结构的改变等。例如授权公告号为cn2829357的中国实用新型专利中介绍了一种帮助鱼类通过水坝的集鱼网箱，以及授权公告号为cn205419686u的专利中介绍了一种轨道式集鱼箱上坝结构，以上专利结构较为复杂，且实际运行效率还有待考证。另外，鱼道结构的改变类专利较多，如竖缝式鱼道、迂回式鱼道、多级叠弧式鱼道等。例如授权公告号为cn205421201u的专利中介绍了一种隧道式鱼道，它的水流特征、坡度、构造通过设置有的凸条和缓水装置与自然河道十分相似，能较好的提高集鱼效率；授权公告号为cn204000792u的专利中介绍了一种多级助驱式生态鱼道设施，适用于中、高水头水利枢纽的鱼道建筑物。以上专利通过改变鱼道的几何结构，改变鱼道中的水动力条件，显著提高集鱼效率，但以上方法并不适用于升鱼机中的集鱼廊道。且目前国内外针对集鱼效率提升的研究仅局限于改造过鱼设施，忽略了造成鱼类隔阻的水工建筑物的改造，比如大坝位置的改变等。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改变水流转向夹角的集鱼方法，该方法能适用于升鱼机的集鱼廊道，通过改变升鱼机集鱼廊道与大坝的角度，改变诱鱼水流的流向，让鱼更敏感的感应水流方向，显著提高集鱼效率。

本发明的技术方案：一种改变水流转向夹角的集鱼方法，该方法是在修筑大坝时，使大坝与河岸一侧的集鱼廊道之间存在一定的夹角。

进一步，所述大坝与河岸的夹角取值为30～60°。

进一步，所述大坝与集鱼廊道的交接处通过圆角过渡。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明通过改变升鱼机集鱼廊道与大坝的角度，进而改变诱鱼水流的流向，让鱼更敏感的感应水流方向，显著提高集鱼效率。同时，通过改变大坝与河岸的夹角，有利于降低鱼类入口处的局部水头损失，能有效提高集鱼效率；而且将集鱼廊道与大坝夹角调整为圆角，可以进一步降低鱼类入口处的局部水头损失，显著提升集鱼效果。

附图说明

图1为本发明实施时的结构示意图；

图2为本发明的水动力模型示意图；

图3为现有大坝的水动力模型示意图。

附图标记说明：1-大坝；2-河岸；3-集鱼廊道；4-圆角。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：参见图1，本发明的一种改变水流转向夹角的集鱼方法，该方法是在修筑大坝1时，使大坝1与河岸2一侧的集鱼廊道3之间存在一定的夹角α，且夹角α取值为30～60°。所述大坝1与集鱼廊道3的交接处通过圆角4过渡。

对大坝1与河岸2的夹角α改变前后的水力学状态进行分析，如图2及图3。上游水流通过集鱼廊道3进入下游河道，在鱼类入口处的局部水头损失可通过计算得到。根据《水力学(第四版)》可知，明渠中局部水头损失为：

式中：

hj，局部水头损失；

ξ，局部水头损失系数；

v，平均流速。

上游水流经集鱼廊道3流入下游河道的过程中，产生的水头损失越大，鱼类入口处的水流则越缓，集鱼效果越差。《水力学(第四版)》中附录“粗糙系数、管道及明渠各种局部水头损失系数”，请参见表1：

表1粗糙系数、管道及明渠各种局部水头损失系数

由表1可知，大坝1角度改变前后的水力学模型分别对应“明渠突放”和“明渠渐放”。而一般河道宽度为集鱼廊道3宽度的10倍以上，可知大坝1角度未改变时，其局部水头损失系数ξ1约为0.81～0.98；大坝角度改变后，α取值为30°～60°，其局部水头损失系数ξ2约为0.24～0.32。根据表1中的计算公式可知，“明渠渐放”的局部水头损失远小于“明渠突放”，因此，改变大坝1角度有利于降低鱼类入口处的局部水头损失，能有效提高集鱼效率。

另外，由表1可知，“渠道的直角入口”的局部水头损失系数为0.4，“渠道的曲面入口”的局部水头损失系数为0.1，因此再将集鱼廊道3与大坝1的交接处通过圆角(4)过渡后，可以有效降低鱼类入口处的局部水头损失，显著提升集鱼效果。调整后的大坝与集鱼廊道见图1。

因此，本发明通过改变升鱼机的集鱼廊道3与大坝1的角度，进而改变诱鱼水流的流向，让鱼更敏感的感应水流方向，显著提高集鱼效率。同时，通过改变大坝1与河岸3的夹角，有利于降低鱼类入口处的局部水头损失，能有效提高集鱼效率；而且将集鱼廊道3与大坝夹1角调整为圆角4，可以进一步降低鱼类入口处的局部水头损失，显著提升集鱼效果。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种改变水流转向夹角的集鱼方法，该方法是在修筑大坝时，使大坝与河岸一侧的集鱼廊道之间存在一定的夹角；所述大坝与集鱼廊道的交接处通过圆角过渡。本发明通过改变升鱼机集鱼廊道与大坝的角度，进而改变诱鱼水流的流向，让鱼更敏感的感应水流方向，显著提高集鱼效率。同时，通过改变大坝与河岸的夹角，有利于降低鱼类入口处的局部水头损失，能有效提高集鱼效率；而且将集鱼廊道与大坝夹角调整为圆角，可以进一步降低鱼类入口处的局部水头损失，显著提升集鱼效果。

技术研发人员：侯业楹;管志保;李晓波;姚军;万晓安;李析男
受保护的技术使用者：贵州省水利水电勘测设计研究院
技术研发日：2018.06.08
技术公布日：2018.11.06