用于水库的鱼卵与鱼过坝系统的制作方法

本发明涉及水电工程生态调度，特别涉及用于水库的鱼卵与鱼过坝系统。

背景技术：

1、在高坝过鱼设施领域，利用鱼道、升鱼机等设施辅助洄游性鱼类通过大坝的技术也已相对成熟。但近年来对鱼类的研究已逐步从成幼鱼的保护深入至鱼卵的孵化问题，鱼卵作为鱼类繁殖周期中的一种必经形态，高坝大库建设背景下的鱼卵孵化问题，开始受到相关学者的关注。长江、汉江等河流沿线分布着大量产漂流性卵鱼类，如：圆口铜鱼、小眼薄鳅、长薄鳅、红唇薄鳅、四川华鳊、青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等，其中“四大家鱼”作为典型的产漂流性鱼卵鱼类，为江湖半洄游性鱼类，在江河涨水过程中产漂流性鱼卵，鱼卵产出后随水漂流孵化，仔幼鱼在湖泊中育肥生长。

2、高坝大库的建设，使坝上水深增加，流速降低，对于漂流性鱼卵，其产出授精后需随水漂流至一定距离后才能完成孵化，但靠近库区的产卵场鱼卵在进入库区前缺乏足够时间孵化，鱼卵孵化漂程不足，如：圆口铜鱼的产卵期一般为5-7月，随水漂流50-55h才能孵出，且需保证表层水体流速大于0.25m/s。进而确保鱼卵不出现静止、漂流速度过缓、下沉等问题，在漂流过程中顺利完成孵化繁殖。对于在库区内漂程不足的鱼卵，还需保证鱼卵顺利过坝，到达库区下游，继续沿下游河道水流漂流孵化。当漂流性卵和活动能力很弱的早期鱼苗进入库区后，由于库区上层水体流速渐缓，流态渐趋平顺，库区流速低于鱼卵孵化的感知流速，即鱼卵起漂流速，鱼卵漂流速度过缓、甚至下降沉入水底，无法满足漂流性鱼卵漂流孵化需求，进而失去活性，无法孵化，最终导致部分鱼类种群数量下降。

3、公布号为cn109447848a的专利公开了一种适用于产漂流性卵鱼类的梯级水电站生态调度系统，该发明用以为产漂流性卵鱼类繁殖提供适宜的水文过程条件，减轻梯级水库运行对产漂流性卵鱼类繁殖过程的影响；该发明基于产漂流性卵鱼类产卵场及鱼卵漂流河段的水位、流量等指标的变化，采用上游梯级配合下游梯级调节鱼类产卵场及鱼卵漂流河段的水位、流量等水文水动力条件，通过工程措施与非工程措施的配合使用，为产漂流性卵鱼类繁殖提供适宜的水文过程条件，减轻梯级水库运行对产漂流性卵鱼类繁殖过程的影响。该发明适用于附近生活有产漂流性卵鱼类的梯级电站的生态调度；该发明主要是利用“洪峰”刺激鱼类产卵，未考虑漂流性鱼卵在库区水体流速不足状况下，漂流性鱼卵会出现静止、下沉、漂流速度过慢、无法过坝等问题，进而导致漂流性鱼卵失活无法繁衍的问题，缺乏对库区水体流速的主动调节功能、辅助漂流性鱼卵过坝等功能。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于水库的鱼卵与鱼过坝系统及装置，旨在解决现有的辅助漂流性鱼卵过坝装置库区鱼卵出现下沉、失活的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于水库的鱼卵与鱼过坝系统，包括漂流性卵鱼数据存储模块、网络通讯模块、监测识别模块以及分析决策模块，漂流性卵鱼数据存储模块用于存储收集到的鱼及漂流性鱼卵的数据，网络通讯模块承担数据的传输，监测识别模块包括流速监测单元，流速监测单元用于监测库区表层水体的流速；监测识别模块还包括鱼及鱼卵识别单元，鱼及鱼卵识别单元用于监测是否有鱼和/或鱼卵进入库区，分析决策模块通过分析库区中的鱼类以及鱼卵的数据以及库区表层水体的流速，提供满足漂流性鱼卵孵化需要的水流流速的决策方案，用于水库的鱼卵与鱼过坝系统还包括流速补偿模块以及鱼及鱼卵过坝模块，流速补偿模块用于当库区表层流速不满足要求时，对库区表层的流速进行调整，以保证库区表层水体流速满足漂流性鱼卵对水流流速的要求；鱼及鱼卵过坝模块包括引导单元和过坝单元，引导单元用于将鱼引导至过坝单元的上游入口处，引导鱼和/或鱼卵流入过坝单元；过坝单元用于辅助鱼卵和/或鱼通过大坝。

3、为解决上述调节流速方案的多样化，分析决策模块还与多级水坝通过网络通讯模块相连接。

4、为解决辅助鱼及鱼卵的入江问题，还包括鱼卵入江单元和入江流速监测单元，鱼卵入江单元辅助鱼卵及鱼类顺利进入下游河道，入江流速监测单元用于监测鱼卵回流位置处的表层流速以及鱼卵的漂浮情况。

5、进一步的是，流速监测单元包括支撑杆以及流速监测仪，流速监测仪固定在支撑杆上，支撑杆漂浮于水面，支撑杆两端为河道连接端。

6、为实现如何提高上述鱼及鱼卵的监测问题，鱼及鱼卵识别单元包括水下摄像机以及竖向支撑杆，竖向支撑杆一端固定在库区的河道内，水下摄像机固定连接在竖向支撑杆上，水下摄像机通过网络通讯模块与分析决策模块连接。

7、为解决如何提高监测范围的问题，水下摄像机具有多个，水下摄像机竖向等间距分布。

8、进一步的是，流速补偿模块设于监测识别模块下游，流速补偿模块包括横向固定杆、整流幕布、幕布拉线以及驱动件一，横向固定杆固定在库区的河道水面下方，整流幕布横跨库区的河道，整流幕布阻挡水的流动，驱动件一的固定端固定在横向固定杆上，幕布拉线一端与整流幕布固定连接，幕布拉线另一端与驱动件一的活动端连接，驱动件一通过调节幕布拉线的长度调整整流幕布的位置，驱动件一通过网络通讯模块与分析决策模块连接。

9、为解决上述驱动件如何设置的问题，驱动件一有两个，分别位于横向固定杆两端，幕布拉线有两根，幕布拉线连接在整流幕布顶端的左右两极。

10、为解决上述幕布的稳定性的问题，整流幕布还包括配重块，配重块固定连接在整流幕布远离横向固定杆的一端。

11、进一步的是，整流幕布对表层水体流速影响的理论计算公式为：

12、

13、其中：v表(整)为整流幕布影响下的河流表层理论流速；加一个k透水系数；a0、v0为未启用整流幕布时的河道断面面积、平均流速；ax、vx为启用整流幕布后整流幕布下部断面面积及及平均流速；h'为启用整流幕布后上部雍水高度；b为河道表面宽度；α为河岸边坡倾角。

14、进一步的是，引导单元包括横板、竖板、驱动件二以及导向灯，竖板固定在流速补偿模块下游，横板横向设置在竖板上游侧，竖板竖向固定在河道上，竖板上竖向开有滑槽，横板固定地设有滑块，滑块与滑槽滑动配合，驱动件二驱动横板竖向滑动，竖板朝向上游的端面上固定地设有导向灯，竖板以及横板横跨河道。

15、为解决如何安装导向灯的问题，竖板上开有灯槽，导向灯插入灯槽内。

16、进一步的是，过坝单元包括连通坝上下游的流道，流道内设有隔板，隔板垂直于水流的流向，流道上开有插槽，隔板插入插槽内且形成密闭结构，隔板对应固定地设有位移装置，位移装置驱动隔板在插槽内滑动，调节隔板插入流道内的深度。

17、进一步的是，位移装置与隔板对应配合，一个插槽对应一个隔板，插槽等间距分布在流道一侧。

18、为解决如何实现高效的降低水流流速的问题，流道两侧都设有插槽，插槽等间距交错布置。

19、进一步的是，鱼卵入江单元包括过卵槽以及旋转电机，过卵槽转动连接在流道下游出口处的顶部，过卵槽转轴竖向设置，过卵槽深度低于流道，过卵槽与流道等宽，旋转电机固定端固定在流道上，旋转电机的活动端固定连接转轴。

20、进一步的是，过卵槽和流道其一设有转轴，另一个设有与转轴转动连接的轴座。

21、进一步的是，入江流速监测单元包括导向杆、浮筒以及流速仪，导向杆竖向固定在过卵槽上，浮筒与导向杆滑动连接，流速仪固定连接在浮筒内部。

22、本发明的有益效果是：本用于水库的鱼卵与鱼过坝系统通过流速补偿模块对流入库区内的鱼及漂流性鱼卵进行流速补偿，以保证适合的流速、提高鱼卵的活性、满足漂流性鱼卵的孵化要求；此外，本发明还设有入江流速监测单元，通过监测入江处的水流流速情况，从而推导出鱼及漂流性鱼卵的存活率，为流速调节方案提供数据支持；本发明通过将水下摄像机对鱼及漂流性鱼卵进行监测，提高数据收据效率，同时为漂流性卵鱼数据存储模块提供更为准确、可靠的信息。