组合式引水装置的制作方法

本实用新型涉及一种组合式引水装置。

背景技术：

近年来，人们在河流中修建大量水利设施来弥补我国水资源时空分布不均匀的缺陷。这些人工设施破坏了原始河流的连通性，造成河流生态环境片段化，阻断了河流中鱼类的洄游通道，造成河流生物多样性严重下降。为了沟通鱼类的洄游通道、维持生物的多样性，通常在水利枢纽中设置鱼道，以达到水资源开发与生态环境和谐发展的目的。鱼道的过鱼效果和鱼道池室的水力特性与鱼类的溯游习性有关，并不是简单地给鱼类开个通道，鱼类就会温顺地沿着通道上溯。已有研究资料表明，在全球已建成的鱼道中，鱼类能够溯游通过的鱼道尚不足一半。因此，在鱼道设计中考虑生态水力特性因子，修复鱼类生态环境具有重要的现实意义。

技术实现要素：

针对现有设计中的缺陷，本实用新型提出一种根据溢流堰、孔口、竖缝组合后的流动特性和鱼类溯游习性而设计的组合式引水装置。

本实用新型所述的组合式引水装置，其特征在于：包括入流渠道、试验渠道以及排水渠道，所述入流渠道、试验渠道以及排水渠道顺利首尾相连通，形成一条同轴且彼此连通的通水渠，所述入流渠道的进水管路上配装控制阀，排水渠道的出水端配装出流堰；所述试验渠道内配装多块用于改变水流方式且彼此平行的通水墙，所述通水墙垂直安装在试验渠道内，将试验渠道分成多个试验分区，通水墙中部或底部设有通口，所述通水墙上沿设有溢流堰，通水墙有且仅有一侧边向内侧凹陷形成一条条形缝；所述通水墙上顶部下沉的矩形凹口使得通水墙上沿形成为凹口堰通水墙，且矩形凹口设置在远离条形缝一端的上沿，并与条形缝部分错开。

经过通水墙的水流根据通过条形缝的水流形态分为直线或交错两种流动方式，其中直线指的是条形缝在平行于通水墙的平面上的正投影彼此重合，使得通过条形缝的水流为直线型水流，交错指的是相邻两通水墙的条形缝在平行于通水墙的平面上的正投影关于通水墙的竖直中心轴对称，使得通过条形缝的水流为曲线型水流。

所述通水墙垂直安装于通水渠内侧壁上，并保持通水墙与通水渠的通水渠底板垂直。

夹设于最上游的通水墙和最下游的通水墙之间的通水渠底板为阶梯式底板，并且沿水流方向，阶梯式底板的台阶高度渐减，而相邻两台阶的衔接处垂直配装一块通水墙。

所述通口为矩形孔或卵形孔。

所述通口为矩形孔，矩形孔的长边与对应试验区域的通水渠底板垂直，并且矩形孔的长宽比为3：2。

所述通口为卵形孔，卵形孔的上部分为半圆，下部分为半椭圆，其中半圆的直径与半椭圆的短轴重合。

所述通口根据孔口在通水墙上的位置分为中部通口和底部通口，其中中部通口是指通水墙淹没在水中的中心位置，底部通口是指孔口最低点与河床相切。

所述通水墙的高度相等，使得通水墙顶部的溢流堰形成坡降。

溢流堰有两种形式，即平顶堰和凹口堰。通水渠底板沿程为阶梯状，底板上通水墙高度均保持相同。凹口堰位于通水墙的一侧，沿通水渠纵向交错布置。平顶堰流式通水渠适用于下泄较大流量的河流，而凹口堰流式通水渠则适用于下泄较小流量的河流，便于根据河流径流量的大小和下泄生态基流的要求来选择堰流式的类型；平顶堰流式在通水渠水池内形成二维水流，而凹口堰流式则在通水渠水池内形成三维水流，适用于不同跳跃式鱼类。

通口根据形状不同分有矩形和卵形。矩形孔的设计是长宽比为a/b。卵形孔上半部分为半圆，下半部分为半椭圆。孔口按其在竖隔板上位置分为中部通口和底部通口，中部通口是指通水墙淹没在水中的中心位置(可以根据多年平均水深设计中孔位置)，底部通口是指孔口最低点与河床相切。孔口式通水渠适宜于喜在底层洄游的大、中型鱼类，且对上下游水位变动的适应性较好。

条形缝是在通水渠的通水墙上设置矩形竖缝，通水墙上的矩形竖缝沿水槽纵向采用同侧直线布置和异侧交错布置，考虑不同的水池长宽比l/w、缝宽比b/w以及水池间落差。与凹口堰组合时，位于凹口堰的异侧。条形缝有同侧和异侧之分，若沿鱼道水槽同侧直线布置条形缝，主流轨迹为直线，有利于溯游能力强的鱼类较快上溯，亲鱼可以不停歇地一次急窜数块通水墙；若相邻通水墙上条形缝异侧交错布置，则主流轨迹为曲线，在鱼道水池内形成水平旋涡，有利于溯游鱼类歇息。

本实用新型的有益效果是：溢流堰、孔口、条形缝在同一通水墙上三种组合的流动特性不仅具有各自的流动特征，而且由于三种不同水流的掺混还会形成三种组合所特有的流动特征，加之在同一水池内上、下游通水墙交错布置以适宜于通过具有不同溯游习性的鱼类，即在同一鱼道中既可通过喜爱跳跃的鱼类，又可通过喜爱在中、下层溯游的鱼类，同时可通过兼具多种习性的鱼类；具有结构简单、形式多样、易于制作、便于维护、经济实用、水力特性优，可以产生鱼类洄游所需紊动区和旋涡区的优点。

附图说明

图1是本实用新型的鱼道立面示意图(a箭头代表水流方向)；

图2a是本实用新型的主视图(矩形通口)；

图2b是本实用新型的侧视图(矩形通口)；

图2c是本实用新型的俯视图(矩形通口)；

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

参照附图：

实施例1本实用新型所述的组合式引水装置，包括入流渠道1、试验渠道2以及排水渠道3，所述入流渠道1、试验渠道2以及排水渠道3顺利首尾相连通，形成一条同轴且彼此连通的通水渠，所述入流渠道1的进水管路11上配装控制阀12，排水渠道3的出水端配装出流堰31；所述试验渠道2内配装多块用于改变水流方式且彼此平行的通水墙4，所述通水墙4垂直安装在试验渠道2内，将试验渠道2分成多个试验分区，通水墙4中部或底部设有通口41，所述通水墙4上沿设有溢流堰，通水墙4有且仅有一侧边向内侧凹陷形成一条条形缝42；所述通水墙4上顶部下沉的矩形凹口43使得通水墙上沿形成为凹口堰通水墙，且矩形凹口设置在远离条形缝42一端的上沿，并与条形缝42部分错开。

经过通水墙4的水流根据通过条形缝的水流形态分为直线或交错两种流动方式，其中直线指的是条形缝在平行于通水墙的平面上的正投影彼此重合，使得通过条形缝的水流为直线型水流，交错指的是相邻两通水墙的条形缝在平行于通水墙的平面上的正投影关于通水墙的竖直中心轴对称，使得通过条形缝的水流为曲线型水流。

所述通水墙4垂直安装于通水渠内侧壁上，并保持通水墙与通水渠的通水渠底板垂直。

夹设于最上游的通水墙和最下游的通水墙之间的通水渠底板为阶梯式底板5，并且沿水流方向，阶梯式底板的台阶高度渐减，而相邻两台阶的衔接处垂直配装一块通水墙。

所述通口41为矩形孔或卵形孔。

所述通口41为矩形孔，矩形孔的长边与对应试验区域的通水渠底板垂直，并且矩形孔的长宽比为3：2。

所述通口41为卵形孔，卵形孔的上部分为半圆，下部分为半椭圆，其中半圆的直径与半椭圆的短轴重合。

所述通口41根据孔口在通水墙上的位置分为中部通口和底部通口，其中中部通口是指通水墙淹没在水中的中心位置，底部通口是指孔口最低点与河床相切。

所述通水墙4的高度相等，使得通水墙顶部的溢流堰形成坡降，其中堰头坡降为△h，通水墙高度为h，试验区域长度l。

实施例2本实用新型的装置本体为一大型玻璃水槽，玻璃水槽长20m、宽60cm、深100cm，分为三段：入流渠道1、试验渠道2以及排水渠道3。入流渠道1由钢板制成；试验渠道2经通水墙分隔成的4个试验区域，分别命名为一号水池①、二号水池②、三号水池③和四号水池④，水池长度根据通水墙的安装位置可调节，沿通水渠纵向从下游水池到上游水池的通水渠底板呈阶梯状，水池两侧和底部为钢化玻璃，通水墙为活动式有机玻璃或聚乙烯板；排水渠道3两侧为聚乙烯板。使用5块等高的通水墙，在试验渠道2中分隔出4个试验水池，每个水池长为1800mm，宽为600mm。使用阶梯式底板改变其水池水深，设置50mm的阶梯底板坡降，根据实验要求更换不同的底板高度，先设置为一号水池200mm底板。

实施例使用通水墙是凹口堰—矩形中部通口—100mm条形缝组合形式，通水墙厚10mm，凹口堰，设计尺寸200×150mm(宽×深)，每块通水墙设置50mm的高差，即第一块通水墙比第二块通水墙高出50mm；矩形中部过孔，在通水墙中心位置设置一个160×240mm(宽×高)的底孔；条形缝，在通水墙一侧设置一个宽为100mm的矩形条形缝，离通水墙顶部设置50mm的余高。通过调节玻璃水槽出口闸板，改变流速，为不同习性洄游鱼类过孔口鱼道提供不同生态水力条件。以条形缝位置为参考，经过通水墙4的水流根据通过条形缝的水流形态分为直线或交错两种流动方式。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。