一种采用天然卵石隔板的仿生态鱼道的制作方法

本发明涉及莒口闸坝仿生态鱼道技术领域，尤其涉及一种采用天然卵石隔板的仿生态鱼道。

背景技术：

由于莒口拦河闸的建设和运行改变了工程影响河段的水文情势和鱼类生境特征，为了保留洄游鱼类洄游通道，促进坝上坝下群体交流，莒口水闸枢纽须修建仿生态鱼道以减缓工程对水生态系统造成的影响，所谓鱼道就是提供鱼类溯河通过闸、坝等建筑物或天然障碍物的一种人工通道，最初的鱼道往往是为了解决特定鱼类的上溯而设计建造，其典型代表为比利时人发明的丹尼尔式鱼道，之后相继出现了堰流式鱼道与竖缝式鱼道，这些鱼道都是人类为鱼类通过闸坝等障碍物而主观拟定的过鱼建筑物，一般多采用钢筋混凝土结构，也有少数采用木质结构的，均属于工程鱼道的范畴，其结构布置与水流流态与天然河流有显著差异。堰流式鱼道、丹尼尔鱼道、竖缝式鱼道是工程鱼道的典型代表。该类鱼道发展历史较早，目前已得到广泛的实际运用。就工程鱼道的运行实践看，尽管有不少取得成功的鱼道工程，但运行效率欠佳甚至无效的鱼道工程也不在少数，国内外均是如此。

在国内鱼道的设计研究起步较晚。比西方国家落后了300年，仿生态鱼道的研究资料更是缺乏。《水利水电工程鱼道设计导则》中多是关于工程鱼道的技术指标和参数的设定，有关仿生态式的鱼道仅涉及到底坡、水深及最大流速等3个具体的技术指标。对于具体的方案，体型设计、尺寸控制、施工标准等均尚未提及。

实际上，鱼道的过鱼效率乃至成败不仅取决于鱼道进出口与鱼道内的水流流态与水力学指标，更主要的是取决于过鱼对象与鱼道水流之间的协调性。工程鱼道与天然河道在水力特性上的本质差异无疑是影响工程鱼道过鱼效率的关键之所在。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种采用天然卵石隔板的仿生态鱼道，具备过鱼率高，仿生度高的特点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用天然卵石隔板的仿生态鱼道，包括鱼道隔板和鱼道槽身，所述鱼道槽身包括竖直边壁、倾斜边壁和鱼道底板，所述鱼道隔板左侧设有竖直边壁，所述鱼道隔板右侧设有倾斜边壁，所述竖直边壁和倾斜边壁下端连接有鱼道底板，所述鱼道隔板垂直于鱼道底板，两个所述鱼道隔板之间相互平行，所述鱼道隔板包括卵石隔墙、长隔板、短隔板和纵向孔板，所述竖直边壁一侧连接有短隔板，所述短隔板垂直于竖直边壁，所述倾斜边壁一侧连接有卵石隔墙，所述卵石隔墙垂直于倾斜边壁，所述卵石隔墙不同区域、不同高程处设有s型过鱼孔，所述卵石隔墙另一端连接有长隔板，所述长隔板的一侧固定连接卵石隔墙，所述长隔板一侧连接有纵向孔板，所述纵向孔板垂直于长隔板，且平行于竖直边壁，所述长隔板与短隔板交错分布形成过鱼竖缝，所述纵向孔板上开设有通孔。

优选的，所述长隔板边缘内嵌于卵石隔墙一侧。

优选的，所述鱼道槽身最大高度为4.3m，顶部最大宽度为3.85m，槽身断面采用下面矩形，上面梯形的复式断面型式，断面底宽2m，底部矩形高度0.5m，一侧边壁竖直，一侧衔接1：0.5的斜坡，s型过鱼孔直径为0.4m。

优选的，所述过鱼竖缝中的水流流速小于1.0m/s，s型过鱼孔中的水流流速小于0.5m/s。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明利用纵向孔板将鱼道分成两个明显差异的流速横向分区，鱼道右侧竖缝为高流速过鱼通道，控制流速小于1.0m/s，适应花鲈成鱼及其他大型鱼类由此上溯；鱼道左侧长隔板与斜坡面的三角形区域为低流速区过鱼通道，控制流速小于0.5m/s，适应花鳗鲡、日本鳗鲡及花鲈的幼鱼由此上溯；采用天然卵石隔板塑造技术，增强了过鱼对象与鱼道水流之间的协调性，提高了过鱼效率；利用天然卵石为材料在鱼道各个池室构建具有一定透水性的卵石隔板，利用卵石之间交错的空隙对鱼道中的水流进行控导，天然卵石之间交错的空隙，丰富了池室间的水流形态，营造出仿自然的效果；并且在隔板内不同区域、不同高程设置“s”型过鱼通道，根据鱼类的自然游动迹线的生物属性与鱼道水动力特征进行融合匹配，塑造出了与过鱼目标游动迹线相似的流场结构，符合目标鱼类的生物学特性，进而达到减小池室过流流速，满足过鱼对象上溯的目的。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的卵石隔墙结构图；

图4为本发明的纵向孔板结构图；

图5为本发明的长隔板结构图；

图6为本发明的短隔板结构图；

图7为本发明图3中a-a向剖视图；

图8为本发明图3中b-b向剖视图；

图9为本发明图3中c-c向剖视图；

图10为本发明图3中d-d向剖视图；

图11为本发明图3中e-e向剖视图；

图12为本发明图3中f-f向剖视图。

图中：1、长隔板；2、过鱼竖缝；3、短隔板；4、纵向孔板；5、鱼道底板；6、卵石隔墙；7、通孔；8、竖直边壁；9、倾斜边壁；10、鱼道隔板；11、s型过鱼孔；12、鱼道槽身。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，一种采用天然卵石隔板的仿生态鱼道，包括鱼道隔板10和鱼道槽身12，鱼道槽身12包括竖直边壁8、倾斜边壁9和鱼道底板鱼道底板5，鱼道纵坡1：135，鱼道槽身12池长4.5m，最大宽度为3.85m，鱼道槽身12断面采用下面矩形，上面梯形的复式断面型式，断面底宽2m，底部矩形高度0.5m，一侧边壁竖直，一侧衔接1：0.5的斜坡，s型过鱼孔11直径为0.4m。本工程主要过鱼对象为花鳗鲡、日本鳗鲡和花鲈，兼顾过鱼对象为受工程影响的所有鱼类。在鱼道中分区设置竖缝式高流速区和低流速仿自然通道，满足不同鱼种上溯的需求：鱼道右侧竖缝为高流速过鱼通道，控制流速小于1.0m/s，适应花鲈成鱼及其他大型鱼类由此上溯；鱼道左侧长隔板与斜坡面的三角形区域为低流速区过鱼通道，控制流速小于0.5m/s，适应花鳗鲡、日本鳗鲡及花鲈的幼鱼由此上溯。鱼道隔板10左侧设有竖直边壁8，鱼道隔板10右侧设有倾斜边壁9，竖直边壁8和倾斜边壁9下端连接有鱼道底板5，鱼道隔板10垂直于鱼道底板5，两个鱼道隔板10之间相互平行，鱼道隔板10包括卵石隔墙6、长隔板1、短隔板3和纵向孔板4，竖直边壁8一侧连接有短隔板3，短隔板3垂直于竖直边壁8，倾斜边壁9一侧连接有卵石隔墙6，隔墙采用不同颗粒级配的天然卵石砌筑而成，卵石间的空隙纵横交错，在增加墙体本身的透水性的同时，丰富了池室的水流形态，更加符合仿生态的特性，使得过鱼对象与鱼道水流之间的协调性增强，提高过鱼效率，卵石隔墙6垂直于倾斜边壁9，卵石隔墙6不同区域、不同高程处设有s型过鱼孔11，卵石隔墙6的边缘设有边坡过鱼孔13，将过鱼通道设置成符合过鱼对象游动迹线的“s”型，既符合过鱼对象的生物学特性又延长了水流通过隔墙的行程路径，由天然卵石堆砌而成的通道增加了边壁及底部糙率，提高了沿程的摩阻，增大了水流消能的效率，降低通道内水流的流速，使得“s”型过鱼通道达到消能减缓流速帮助鱼类通过的目的，卵石隔墙6另一端连接有长隔板1，长隔板1边缘内嵌于卵石隔墙6一侧，长隔板1的一侧固定连接卵石隔墙6，长隔板1一侧连接有纵向孔板4，利用纵向孔板4将鱼道分成两个明显差异的流速横向分区，右侧竖缝高流速区满足设计要求，左侧低流速过鱼通道采用天然卵石砌筑鱼道隔板10，在隔板内不同区域、不同高程设置“s”型过鱼通道，纵向孔板4垂直于长隔板1，且平行于竖直边壁8，长隔板1与短隔板3交错分布形成过鱼竖缝2，纵向孔板4上开设有通孔7。

综上所述：本发明的天然卵石隔板的仿生态鱼道，采用天然卵石隔板塑造技术，增强了过鱼对象与鱼道水流之间的协调性，提高了过鱼效率；利用天然卵石为材料在鱼道槽身12构建具有一定透水性的卵石隔板，利用卵石之间交错的空隙对鱼道中的水流进行控导，天然卵石之间交错的空隙，丰富了池室间的水流形态，营造出仿自然的效果；并且在隔板内不同区域、不同高程设置“s”型过鱼通道，根据鱼类的自然游动迹线的生物属性与鱼道水动力特征进行融合匹配，塑造出了与过鱼目标游动迹线相似的流场结构，符合目标鱼类的生物学特性，进而达到减小池室过流流速，满足过鱼对象上溯的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。