一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置及其使用方法与流程

本发明涉及水利水电工程和生态环保工程领域，具体涉及一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置及其使用方法。

背景技术

由于发电、灌溉、景观、水利等各种工程需求，人们经常在河道等水系里修建水坝等挡水建筑物，这些挡水建筑物往往阻碍或者堵截了河道里洄游鱼类等水生物的洄游，对原有河道等水系的水生物造成直接或间接的伤害甚至毁灭。随着我国水能和水利资源开发程度的不断提高，将有越来越多的各种各样的拦河坝等挡水建筑物修建在河道的干流和支流上。尽管人们在修建拦河坝前也一直在研究和关注洄游鱼类等水生物的洄游、栖息、繁殖等问题，不少有条件的水电站修建了鱼道和生态流量泄放装置，有的水电站还专门修建了鱼类增殖站。但是，由于种种原因，保障鱼类洄游、栖息、繁殖的工程功效差强人意。例如修建于上世纪70年代的华东地区某水电站，尽管在其大坝溢洪道和发电厂房之间修建了一条鱼道，企图让洄游鱼类通过人工鱼道逆流而上，从大坝的下游河道游到大坝的上游水库，但实际效果很不理想，目前也因无鱼通过而几近废弃。

随着国人环保意识的增强，建有过鱼系统的水电站不断增多，但真正具有过鱼功效的过鱼系统几乎没有，于是不得不另辟蹊径——诸如修建过鱼电梯、鱼类增殖站、采用人工捕捞后车辆倒运等方法和手段，以期减轻对洄游鱼类等水生物的阻碍和伤害。遗憾的是上述方法和手段往往事与愿违，要么效果十分有限，要么运行成本居高不下。洄游鱼类的逆流洄游习性是其在漫长进化过程形成的。目前工程上一般采用的人工鱼道过鱼方式，虽然水流流速、流量等部分参数迎合了部分洄游鱼类，但往往工程规模庞大，造价和运维费用高昂，而且过鱼成效难以达到理想状态。传统的水坝过鱼系统通常采用自流式人工鱼道，该鱼道不仅结构复杂，占地面积大，工程造价高昂，其局限性较大。尤其对于上、下游水位差超过50米的水坝来说，传统的自流式鱼道几乎难以实现，即使勉强实现，其建设规模、工程投资也是相当可观的，更致命的缺陷是过鱼效果往往差强人意。其他类似于人工抓捕倒运的鱼类过坝方式，对于鱼类的惊吓和伤害也是可想而知的。

技术实现要素：

解决的技术问题：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置及其使用方法，具有占地少、投资省、见效快，安装、运行、维护、检修等均较为方便等优点。

技术方案：一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置，所述装置包括阀门a、阀门b、阀门c、供水管路、减压环管、诱导管路、综合管路、螺杆、螺杆支架、驱赶盘、端板、螺杆驱动装置，所述综合管路一端设于水坝上游，另一端设于水坝下游，所述供水管路设于水坝上游，所述诱导管路设于水坝下游，所述阀门a设于供水管路进水口，所述减压环管套设于综合管路上游的外侧，且所述减压环管两端密封，所述综合管路外侧套设减压环管的管壁上设有至少一排减压通孔，所述供水管路出水口通过减压环管与综合管路上游的一侧相接，所述诱导管路进水口与综合管路下游的一侧相接，所述阀门b设于诱导管路和综合管路相接处，所述阀门c设于综合管路上游的一端，所述端板设于综合管路下游的一端，所述螺杆支架设于综合管路上游及所述阀门c和所述减压环管之间的管道内侧，所述螺杆分别与螺杆支架中部和端板中部转动连接，所述驱赶盘中间设有与螺杆配套的螺杆副，所述驱赶盘中间螺杆副与螺杆相接，所述驱赶盘设于综合管路的内部，所述螺杆驱动装置包括电动机，所述螺杆驱动装置设于端板下游侧，所述螺杆驱动装置通过端板与螺杆相接。

作为优选，所述装置还包括超声波计鱼装置和集成控制装置，所述超声波计鱼装置设于阀门b的上游，所述集成控制装置分别与超声波计鱼装置、阀门a、阀门b、阀门c和螺杆驱动装置电气连接。

作为优选，所述的阀门a、阀门b、阀门c均为电动阀，并均设有阀门全开、全关的位置反馈开关。

作为优选，所述螺杆驱动装置还包括减速器、旋转编码器和时间继电器，所述减速器为齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器，所述减速器为电动机驱动，设于电动机上游侧，所述减速器上设有输出轴，所述减速器输出轴的下游端与旋转编码器和时间继电器相接，所述减速器输出轴的上游端与端板中部相接，所述集成控制装置分别与减速器、旋转编码器和时间继电器电气连接。

作为优选，所述驱赶盘中间螺杆副为耐水自润滑螺杆副，所述螺杆为不锈钢丝杆结构，所述螺杆支架中间设有一个轴承，所述螺杆支架中间轴承为耐水自润滑轴承，所述端板中间设有一个轴承，所述端板中间轴承为机械密封且耐水自润滑轴承，所述螺杆分别与螺杆支架中间轴承和端板中间轴承转动连接。

作为优选，所述综合管路下游端设有一个密封人孔，以方便装置相应部件的安装、维护和检修。

作为优选，所述驱赶盘为不锈钢圆盘形多通孔结构。

作为优选，所述综合管路内壁顶端和底端分别设有驱赶盘上导轨和驱赶盘下导轨，所述驱赶盘设于驱赶盘上导轨和驱赶盘下导轨之间。

作为优选，所述驱赶盘与驱赶盘上导轨和驱赶盘下导轨相接处设有滚轮。

一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置的使用方法，所述方法包括以下步骤：将阀门a和阀门b打开，使水坝上游的高压水流通过供水管路和减压环管流入综合管路，然后从诱导管路中流出，流入水坝下游，水坝下游的鱼群在水流的引诱下，循着诱导管路逆流而上，经过打开的阀门b进入综合管路，待鱼群数量达到设定值或达到要求的时间间隔后，关闭阀门b和阀门a，然后打开阀门c，启动螺杆驱动装置中的电动机，通过螺杆和螺杆丝杆副带动驱赶盘向水坝上游方向运动，进入综合管路的鱼群被驱赶盘赶往水坝上游，直至驱赶盘运动到上游侧的螺杆支架处，关闭阀门c，然后将电动机反转，将驱赶盘送回原处，接着打开阀门b和阀门a，至此完成一次对洄游鱼群的诱导、驱赶，并为下一次对洄游鱼群的诱导、驱赶做好准备。

作为优选，所述方法包括以下步骤：通过集成控制装置自动控制阀门a和阀门b打开，使水坝上游的高压水流通过供水管路和减压环管流入综合管路，然后从诱导管路中流出，流入水坝下游，水坝下游的鱼群在水流的引诱下，循着诱导管路逆流而上，经过打开的阀门b和超声波计鱼装置进入综合管路，集成控制装置接收到超声波计鱼装置发出的鱼群数量达到计量设定值或时间继电器达到时间设定值的信号时，依次按顺序关闭阀门b和阀门a，然后打开阀门c，启动螺杆驱动装置中的电动机，通过螺杆和螺杆丝杆副带动驱赶盘向水坝上游方向运动，进入综合管路的鱼群被驱赶盘赶往水坝上游，直至驱赶盘运动到上游侧的螺杆支架处，关闭阀门c，然后集成控制装置控制电动机反转，将驱赶盘送回原处，接着打开阀门b和阀门a，至此完成一次对洄游鱼群的诱导、驱赶，并为下一次对洄游鱼群的诱导、驱赶做好准备。

有益效果：1.本发明是利用鱼类逆流洄游的习性，结合水坝等挡水建筑物的实际工程特点，经过广泛的调查研究和深入细致的分析论证基础上取得的。通过利用减压环管将水坝上游的压力水流经自流减压后流入水坝下游河道，能够诱导下游逆流洄游的鱼群自动进入过鱼装置。

2.本发明通过设置螺杆驱动装置，利用螺杆驱动装置中的电动机，通过螺杆和螺杆丝杆副带动驱赶盘向水坝上游方向运动，将进入综合管路的鱼群赶往水坝上游，不会对鱼群造成伤害。

3.本发明还设有集成控制装置，所述集成控制装置分别与超声波计鱼装置、阀门a、阀门b、阀门c和螺杆驱动装置电气相连接，能够实现对本发明所述装置的自动控制，最终将鱼群驱赶至水坝上游，并且待驱赶盘运动到上游侧的螺杆支架处，能够控制电动机反转，将驱赶盘送回原处。整个诱导、驱赶过程循环往复，自动完成。与传统的鱼道系统相比，本发明具有占地少、投资省、见效快、效率高，水量利用率高，以及安装、运行、维护、检修均方便等显著优点。与人工抓捕倒运的鱼类过坝方式相比，本发明具有几乎对鱼类无伤害且过鱼效率高，几乎不受天气、昼夜等自然条件限制，运行费用低廉等优点。

4.本发明所述的技术方案，可在水坝等挡水建筑物设计阶段即开始着手实施，将诱导驱赶集成式水坝过鱼系统装置与水坝等挡水建筑物统一布置，是一种投资省效果佳，安装、运行、维护、检修等均较为方便的新型水坝过鱼系统装置。也可在水坝等挡水建筑物技术改造时着手实施。本发明所述的技术方案适用于大多数有过鱼需求的水坝、挡水建筑等其他类似场所。与传统自流式鱼道方式相比，经济效益和技术效果是显而易见的，采用本发明可以轻而易举地解决一直困扰水利水电工程和生态环保工程领域专业技术人员的水坝和其它挡水建筑过鱼方式的严重制约、困难和不足。本发明技术效果明显，经济效益、生态环保效益显著。

附图说明

图1为本发明所述诱导驱赶集成式水坝过鱼装置的俯视图。

图2为本发明所述诱导驱赶集成式水坝过鱼装置的剖面示意图。

图中各数字标号代表如下：1.阀门a；2.阀门b；3.阀门c；4.供水管路；5.减压环管；6.诱导管路；7.综合管路；8.超声波计鱼装置；9.驱赶盘；10.螺杆驱动装置；11.集成控制装置；12.螺杆；13.螺杆支架；14.端板；15.人孔；16.驱赶盘上导轨；17.驱赶盘下导轨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置，参照图1，所述装置包括阀门a1、阀门b2、阀门c3、供水管路4、减压环管5、诱导管路6、综合管路7、螺杆12、螺杆支架13、驱赶盘9、端板14、螺杆驱动装置10，所述综合管路7一端设于水坝上游，另一端设于水坝下游，所述供水管路4设于水坝上游，所述诱导管路6设于水坝下游，所述阀门a1设于供水管路4进水口，所述减压环管5套设于综合管路7上游的外侧，且所述减压环管5两端密封，所述综合管路7外侧套设减压环管5的管壁上设有四排减压通孔，所述供水管路4出水口通过减压环管5与综合管路7上游的一侧相接，所述诱导管路6进水口与综合管路7下游的一侧相接，所述阀门b2设于诱导管路6和综合管路7相接处，所述阀门c3设于综合管路7上游的一端，所述端板14设于综合管路7下游的一端，所述螺杆支架13设于综合管路7上游、所述阀门c3和所述减压环管5之间的管道内侧，所述螺杆支架13中间设有一个轴承，所述端板14中间设有一个轴承，所述螺杆12分别与螺杆支架13中间轴承和端板14中间轴承转动连接，所述驱赶盘9中间设有与螺杆12配套的螺杆副，所述驱赶盘9中间螺杆副与螺杆12相接，所述螺杆驱动装置10包括电动机，所述螺杆驱动装置10设于端板14下游，所述螺杆驱动装置10通过端板14中间轴承与螺杆12相接。

所述诱导驱赶集成式水坝过鱼装置的使用方法，包括以下步骤：将阀门a1和阀门b2打开，使水坝上游的高压水流通过供水管路4和减压环管5流入综合管路7，所述减压环管5与供水管路4的末端相连通，在减压环管5所环绕的综合管路7的管壁上钻有四排减压通孔，能够将水坝上游的高压水减压后流入综合管路7，然后从诱导管路6中流出，流入水坝下游，利用部分鱼类具有逆流洄游的生活习性，使水坝下游的鱼群在水流的引诱下，循着诱导管路6逆流而上，经过打开的阀门b2进入综合管路7，待鱼群数量达到设定值或达到要求的时间间隔后，关闭阀门b2和阀门a1，然后打开阀门c3，启动螺杆驱动装置10中的电动机，通过螺杆12和螺杆丝杆副带动驱赶盘9向水坝上游方向运动，进入综合管路7的鱼群被驱赶盘9赶往水坝上游，直至驱赶盘9运动到上游侧的螺杆支架13处，关闭阀门c3，然后将电动机反转，将驱赶盘9送回原处，接着打开阀门b2和阀门a1，至此完成一次对洄游鱼群的诱导、驱赶，并为下一次对洄游鱼群的诱导、驱赶做好准备。

实施例2

一种诱导驱赶集成式水坝过鱼装置，参照图1，所述装置包括阀门a1、阀门b2、阀门c3、供水管路4、减压环管5、诱导管路6、综合管路7、螺杆12、螺杆支架13、驱赶盘9、端板14、螺杆驱动装置10，所述综合管路7一端设于水坝上游，另一端设于水坝下游，所述供水管路4设于水坝上游，所述诱导管路6设于水坝下游，所述阀门a1设于供水管路4的进水口，所述减压环管5套设于综合管路7上游的外侧，且所述减压环管5两端密封，所述综合管路7外侧套设减压环管5的管壁上设有四排减压通孔，所述供水管路4出水口通过减压环管5与综合管路7上游的一侧相接，所述诱导管路6进水口与综合管路7下游的一侧相接，所述阀门b2设于诱导管路6和综合管路7相接处，所述阀门c3设于综合管路7上游的一端，所述端板14设于综合管路7下游的一端，所述螺杆支架13设于综合管路7上游、所述阀门c3和所述减压环管5之间的管道内侧，所述螺杆支架13中间设有一个轴承，所述端板14中间设有一个轴承，所述螺杆12分别与螺杆支架13中间轴承和端板14中间轴承转动连接，所述驱赶盘9中间设有与螺杆12配套的螺杆副，所述驱赶盘9中间螺杆副与螺杆12相接，所述螺杆驱动装置10包括电动机，所述螺杆驱动装置10设于端板14下游，所述螺杆驱动装置10通过端板14中间轴承与螺杆12相接。所述装置的阀门a1、阀门b2、阀门c3均为电动阀，且均设有全关、全开位置反馈开关。所述装置还包括超声波计鱼装置8和集成控制装置11，所述超声波计鱼装置8设于阀门b2的上游，所述集成控制装置11分别与超声波计鱼装置8、阀门a1、阀门b2、阀门c3和螺杆驱动装置10电气连接。

所述诱导驱赶集成式水坝过鱼装置的使用方法，包括以下步骤：通过集成控制装置11控制阀门a1和阀门b2打开，使水坝上游的高压水流通过供水管路4和减压环管5流入综合管路7，所述减压环管5与供水管路4的末端相连通，在减压环管5所环绕的综合管路7的管壁上钻有减压通孔，能够将水坝上游的高压水减压后流入综合管路7，然后从诱导管路6中流出，流入水坝下游，利用部分鱼类具有逆流洄游的生活习性，使水坝下游的鱼群在水流的引诱下，循着诱导管路6逆流而上，经过打开的阀门b2和超声波计鱼装置8进入综合管路7，集成控制装置11接收到超声波计鱼装置8发出的的鱼群数量达到计量设定值或达到时间间隔设定值的信号时，依次按顺序关闭阀门b2和阀门a1，然后打开阀门c3，启动螺杆驱动装置10中的电动机，通过螺杆12和螺杆丝杆副带动驱赶盘9向水坝上游方向运动，进入综合管路7的鱼群被驱赶盘9赶往水坝上游，直至驱赶盘9运动到上游侧的螺杆支架13处，关闭阀门c3，然后控制电动机反转，将驱赶盘9送回原处，接着打开阀门b2和阀门a1，至此完成一次对洄游鱼群的诱导、驱赶，并为下一次对洄游鱼群的诱导、驱赶做好准备。

实施例3

现以挡水坝如何采用本发明所述诱导驱赶集成式水坝过鱼系统装置为例，参照图1和图2。

将所述装置布置在水坝结构内部，其中水坝下游侧设置一条廊道，水坝上游侧设置一个阀室，所述装置包括阀门a1、阀门b2、阀门c3、供水管路4、减压环管5、诱导管路6、综合管路7、超声波计鱼装置8、螺杆12、螺杆支架13、驱赶盘9、端板14、人孔15、驱赶盘上导轨16、驱赶盘下导轨17、螺杆驱动装置10和集成控制装置11。所述阀门a1、阀门c3均为电动阀，且均设有全关、全开位置反馈开关，水坝上游侧阀室能够方便阀门a1和阀门c3的安装、检修和维护。所述阀门b2、超声波计鱼装置8、螺杆驱动装置10和集成控制装置11设于水坝下游侧的廊道内，方便安装、检修和维护。所述综合管路7埋设于下游侧廊道和上游侧阀室之间，所述综合管路7下游端设有一个密封人孔15，以方便布设在综合管路7内的相应部件或装置的安装、维护和检修。所述供水管路4设于水坝上游，所述诱导管路6设于水坝下游，所述阀门a1设于供水管路4进水口，所述阀门a1用于开启或切断供水管路4中的水流，所述减压环管5套设于综合管路7上游的外侧，且所述减压环管5两端密封，所述综合管路7对应套设减压环管5的管段上钻有四排减压通孔，能够将水坝上游的高压水减压后流入综合管路7，所述供水管路4的出水口通过减压环管5与综合管路7上游的一侧相接，所述诱导管路6的进水口与综合管路7下游的一侧相接，所述阀门b2设于诱导管路6和综合管路7相接处，所述阀门b2用于开启或切断诱导管路6中的诱导水流。所述阀门c3设于综合管路7上游的一端，所述阀门c3用于开启或关闭综合管路7，所述端板14设于综合管路7下游的一端，所述螺杆支架13设于综合管路7上游、所述阀门c3和所述减压环管5之间的管道内侧，所述螺杆支架13中间设有一个轴承，所述端板14中间设有一个轴承，所述螺杆12分别与螺杆支架13中间轴承和端板14中间轴承转动连接。所述驱赶盘9为不锈钢圆盘形多通孔结构，所述驱赶盘9中间设有与螺杆12配套的螺杆副，所述驱赶盘9中间螺杆副与螺杆12相接。所述综合管路7内壁顶端和底端分别设有驱赶盘上导轨16和驱赶盘下导轨17，所述驱赶盘9设于驱赶盘上导轨16和驱赶盘下导轨17之间。所述驱赶盘9与驱赶盘上导轨16和驱赶盘下导轨17相接处设有滚轮。所述螺杆支架13中间轴承为耐水自润滑轴承，所述端板14中间轴承为机械密封且耐水自润滑轴承，所述驱赶盘9中间螺杆副为耐水自润滑螺杆副。所述螺杆12为不锈钢丝杠结构。所述螺杆驱动装置10包括电动机、减速器、旋转编码器和时间继电器，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器，所述减速器为电动机驱动，设于电动机上游侧，所述减速器上设有输出轴，所述减速器输出轴的下游端与旋转编码器和时间继电器相接，所述减速器输出轴的上游端与端板14中间的轴承相接，所述螺杆驱动装置10设于端板14下游，所述螺杆驱动装置10通过端板14中间轴承与螺杆12相接。所述装置还包括超声波计鱼装置8和集成控制装置11，所述超声波计鱼装置8设于阀门b2的上游，所述超声波计鱼装置8用于捕捉、记录和反馈通过诱导管路6中鱼群的鱼情。所述集成控制装置11分别与超声波计鱼装置8、阀门a1、阀门b2、阀门c3、减速器、旋转编码器和时间继电器电气连接，能够实现对本发明所述主要装置的自动控制。

所述诱导驱赶集成式水坝过鱼装置的使用方法，包括以下步骤：通过集成控制装置11自动控制阀门a1和阀门b2打开，使水坝上游的高压水流通过供水管路4和减压环管5流入综合管路7，所述减压环管5与供水管路4的末端相连通，在减压环管5所环绕的综合管路7的管壁上钻有四排减压通孔，能够将水坝上游的高压水减压后流入综合管路7，然后从诱导管路6中流出，流入水坝下游，利用部分鱼类具有逆流洄游的生活习性，使水坝下游的鱼群在水流的引诱下，循着诱导管路6逆流而上，经过打开的阀门b2和超声波计鱼装置8进入综合管路7，集成控制装置11接收到超声波计鱼装置8发出的鱼群数量达到计量设定值或时间继电器达到时间设定值的信号时，依次按顺序关闭阀门b2和阀门a1，然后打开阀门c3，启动螺杆驱动装置10中的电动机，通过螺杆12和螺杆丝杆副带动驱赶盘9向水坝上游方向运动，进入综合管路7的鱼群被驱赶盘9赶往水坝上游，直至驱赶盘9运动到上游侧的螺杆支架13处，关闭阀门c3，然后集成控制装置11控制电动机反转，将驱赶盘9送回原处，接着打开阀门b2和阀门a1，至此完成一次对洄游鱼群的诱导、驱赶，并为下一次对洄游鱼群的诱导、驱赶做好准备。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。