魚道與船閘相結合的過魚設施及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種魚道與船閘相結合的過魚設施及方法，涉及一種用于解決洄游魚類通過攔河建筑物上溯的設施及方法。它包括入口端設置在大壩下游河道中的誘魚梯道，為內(nèi)部設有低堰整體向上游方向傾斜向船閘閘室方向延伸的斜坡型通道；誘魚梯道的出口端連接集魚池；集魚池通過連接渠道和轉(zhuǎn)移池相連接；轉(zhuǎn)移池內(nèi)設置有引水支管；轉(zhuǎn)移池被橫向隔墻隔成主轉(zhuǎn)移池和副轉(zhuǎn)移池；橫向隔墻內(nèi)有下游閘門；船閘閘室的側墻中開有流水通道連通轉(zhuǎn)移池和船閘閘室；該流水通道上安裝有上游閘門。本發(fā)明將魚道和船閘結合，將魚道的上游端設置在船閘閘室內(nèi)，利用船閘來克服大壩上下游水頭，實現(xiàn)洄游魚群過壩；能夠明顯減少魚道工程的長度，從而降低投資成本。
【專利說明】魚道與船閘相結合的過魚設施及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水利工程和環(huán)保工程領域，具體指一種解決洄游魚類通過攔河建筑物而上溯的新手段。

【背景技術】
[0002]為了防洪、發(fā)電、航運、供水等方面的生產(chǎn)生活方面的需求，需要在天然河流河道上修筑攔河大壩。該攔河大壩往往阻斷了該天然河流中原生的洄游及半洄游性魚類的迀移通道。目前情況下，國內(nèi)外對此采取的補救措施主要為三類:一是修建過魚設施，主要有魚道、魚閘、升魚機、集運魚船等；二是在該河道中修建人工模擬產(chǎn)卵場；三是在攔河大壩上游水域中進行人工繁殖放流。
[0003]現(xiàn)有的魚類補救措施均具有一定的效果，但也各自存在有弊端。魚道工程前期投資較大，運行管理成本較高，一般只適用于中、小水頭的水利工程。對于高水頭的水利工程來說，如果從頭到尾修建魚道，其建筑長度相當長，蜿蜒彎曲比較多，設計存在困難，工程投資也耗費巨大，過魚效果往往不太理想。魚閘和升魚機適用于高水頭水利工程，但是其本身結構較復雜、機電設備較多，運行、管理及維護成本同樣較高，而且魚類過壩過程并不連續(xù)。集魚船適用于有航運條件的河流，其運行成本也較高，而且存在有噪音、水環(huán)境污染等問題。河道內(nèi)人工模擬產(chǎn)卵場、以及攔河建筑上游水域人工繁殖放流，這兩項方案經(jīng)過實踐證明有一定的效果，但效果不明顯，而且往往導致該區(qū)域內(nèi)魚類種群多樣性下降。
[0004]有通航要求的江河上如果建有攔河工程，船閘是該工程的一個重要組成部分，同時也是大壩上下游水體交換的重要通道。一般來說，大壩上的船閘在運行過程中，通過充水、泄水這兩種手段來改變船閘閘室內(nèi)水位的高低；交替開關上下游的人字門來實現(xiàn)船舶進出船閘閘室，從而完成船只過壩。但是，在上述船只過壩的過程中，船舶為低速航行。依據(jù)船舶操縱性的要求，在低航速的情況下，船舶宜在靜水中航行。換句話說，船舶過壩的過程中，船閘閘室內(nèi)以及上、下游引航道內(nèi)的水流可以認為是“靜水”。另一方面，為了滿足船舶停靠的系纜力要求，船閘閘室灌泄水時，對水流流速也有限制。
[0005]由于船舶停泊以及進出船閘的水流條件要求較高?，F(xiàn)有設計中，一般情況下，在船閘上、下游引航道中要修建隔流堤，從而將引航道與河道主流隔開，以形成緩流區(qū)；同時往往將下游弓I航道內(nèi)水流處理成靜水。
[0006]但是，依據(jù)魚類習性的研宄來看，洄游魚群一般不會駐留在靜水或者緩流區(qū)等水流緩慢的水域中。因此，洄游魚群不會進入下游引航道內(nèi)，或者自發(fā)的隨著船舶一起過壩。由此看來，一般船閘運行時雖然存在大壩上、下游水體交換，但船閘自然通過的魚類數(shù)量很少。一般也不會將船閘設計作為洄游性魚類的上溯通道。
[0007]如何將現(xiàn)有的船閘設計進行修改，將其作為洄游魚類迀移的通道的組成部分是一個技術性難題。此方案可以解決該生態(tài)問題，相對的投資和運營成本也不會過高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的第一目的就是為了克服【背景技術】的不足之處，而提供一種魚道與船閘相結合的過魚設施，將現(xiàn)有船閘和魚道相結合成全新的過魚設施，以及該設施的使用方法。
[0009]本發(fā)明的第二目的在于提供一種一種魚道與船閘相結合的過魚設施的過魚方法。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:魚道與船閘相結合的過魚設施，包括誘魚梯道、集魚池、連接渠道、轉(zhuǎn)移池、引水支管和引水主管，其特征在于:誘魚梯道的入口端設置在大壩下游河道中；所述的誘魚梯道內(nèi)橫向設有低堰構成池式魚道；所述的誘魚梯道為斜坡型通道，整體向上游方向傾斜，向船閘閘室方向延伸；所述的誘魚梯道的出口端直接連接集魚池；所述的集魚池的另一端和連接渠道的入口端相連；所述的連接渠道的出口端和轉(zhuǎn)移池的入口端相連接；所述的轉(zhuǎn)移池內(nèi)安裝有橫向隔墻，所述的橫向隔墻內(nèi)有下游閘門；所述的橫向隔墻將轉(zhuǎn)移池分割成上游側的主轉(zhuǎn)移池和下游側的副轉(zhuǎn)移池，所述的主轉(zhuǎn)移池的面積大于副轉(zhuǎn)移池；所述的轉(zhuǎn)移池內(nèi)安裝有至少兩條引水支管；至少兩條所述的引水支管連接至引水主管；所述的引水主管的引水端設在大壩的上游水域；船閘閘室的側墻中開有流水通道連通上述轉(zhuǎn)移池和船閘閘室；所述的流水通道內(nèi)安裝有上游閘門。
[0011]在上述技術方案中，所述的副轉(zhuǎn)移池內(nèi)至少有一支所述的引水支管。
[0012]在上述技術方案中，所述轉(zhuǎn)移池和所述流水通道的底板的水平高度一致，均為大壩下游水位。
[0013]在上述技術方案中，所述的引水支管由外層管和內(nèi)層管兩層管道組成；所述的外層管為沿軸向開有連續(xù)缺口的圓管；所述的內(nèi)層管為管壁開有徑向貫穿孔的圓管。
[0014]在上述技術方案中，所述外層管沿軸向開有連續(xù)缺口為水流出口，所述的水流出口的弧度小于90°并設置于外層管的底部。
[0015]在上述技術方案中，所述內(nèi)層管為中空圓管，所述的內(nèi)層管的直徑大于水流出口的寬度，所述的內(nèi)層管管壁徑向貫穿設有出水孔口 ；所述的出水孔口沿軸向和徑向均勻分布。
[0016]利用所述的魚道與船閘相結合的過魚設施的過魚方法，依照下列步驟過魚:
[0017]步驟1:誘魚梯道內(nèi)有持續(xù)性的水流引誘下游河道的上溯魚群進入；
[0018]步驟2:當下游閘門關閉時，所述的上溯魚群上游至集魚池中聚集；
[0019]當下游閘門開啟時，所述的上溯魚群上游至集魚池通過連接渠道進入轉(zhuǎn)移池中聚集;
[0020]步驟3:當上行船舶全部進入船閘閘室后，關閉下閘首人字門同時關閉轉(zhuǎn)移池的下游閘門且開啟上游閘門，主轉(zhuǎn)移池中的水體和所述的上溯魚群流入船閘閘室中，所述的上溯魚群隨后通過船閘閘室經(jīng)過上閘首游入上游河道中；
[0021]步驟4:當船閘閘室內(nèi)的水位開始高于主轉(zhuǎn)移池內(nèi)的水位時，關閉轉(zhuǎn)移池的上游閘門同時開啟下游閘門，完成一次過魚過程。
[0022]在上述技術方案中，在所述步驟I中調(diào)節(jié)主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門、副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門和引水主管閥門，保證誘魚梯道內(nèi)的水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
[0023]在上述技術方案中，在所述步驟2或3中，當下游閘門關閉時，關閉主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門，調(diào)節(jié)副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門和引水主管閥門，保證誘魚梯道內(nèi)的水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
[0024]本發(fā)明采用上述技術方案，利用船閘閘室作為魚道工程的出口端，大大減少魚道工程的長度。本方法與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和顯著進步:
[0025](I)此方法中建筑物的總體投資下降顯著，但并不影響魚群洄游；
[0026](2)此方法設置的各個設施均為成熟技術，只需要依據(jù)具體河道內(nèi)魚類的分布即可設計為最優(yōu)方案；
[0027](3)此方法得到的魚道與船閘相結合過魚設施可以用于單級船閘、多級船閘以及升船機中，適用于各種常見的大壩。
[0028]鑒于目前魚道設施投資普遍較大，本發(fā)明利用魚道與船閘相結合過魚設施，利用魚道可以有效將魚類引誘至船閘；利用船閘克服大壩上下游水頭差，可以節(jié)省工程投資，保護江河內(nèi)生態(tài)環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是魚道與船閘相結合的過魚設施的整體結構示意圖。
[0030]圖2是圖1的俯視結構示意圖。
[0031]圖3是A— A線剖視結構示意圖。
[0032]圖4是引水支管結構示意圖。
[0033]圖5是引水支管的外層管結構示意圖。
[0034]圖6是引水支管的內(nèi)層管示意圖。
[0035]圖中1-誘魚梯道，2-低堰，3-集魚池，4-連接渠道，5-轉(zhuǎn)移池，5a_主轉(zhuǎn)移池，5b-副轉(zhuǎn)移池，6-橫向隔墻，7-下游閘門，8-引水支管，9-引水主管，1a-船閘閘室左側墻，1b-船閘閘室右側墻，11-上游閘門，12-流水通道，13-船閘閘室，14a-主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門，14b-副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門，15-引水主管閥門，16-上閘首，17-上閘首人字門，18-下閘首，19-下閘首人字門，20-大壩上游水位，21-大壩下游水位，22-外層管，23-內(nèi)層管，24-水流出口，25-出水孔口。

【具體實施方式】
[0036]以下結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施情況，但它們并不構成對本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明使本發(fā)明的優(yōu)點更加清楚和容易理解。
[0037]參閱圖1、圖2和圖3可知:魚道與船閘相結合的過魚設施，包括誘魚梯道1、集魚池2、連接渠道3、轉(zhuǎn)移池5、引水支管8和引水主管9，所述的誘魚梯道I的入口端設置在大壩下游河道中；所述的誘魚梯道I內(nèi)橫向設有低堰2構成池式魚道；所述的誘魚梯道I為斜坡型通道，整體向上游方向傾斜，向船閘閘室13方向延伸；所述的誘魚梯道I的出口端直接連接集魚池2 ;所述的集魚池2的另一端和連接渠道3的入口端相連；所述的連接渠道3的出口端和轉(zhuǎn)移池5的入口端相連接；所述的轉(zhuǎn)移池5內(nèi)安裝有橫向隔墻6，所述的橫向隔墻6內(nèi)有下游閘門7 ;所述的橫向隔墻6將轉(zhuǎn)移池5分割成上游側的主轉(zhuǎn)移池5a和下游側的副轉(zhuǎn)移池5b，所述的主轉(zhuǎn)移池5a的面積大于副轉(zhuǎn)移池5b ;所述的轉(zhuǎn)移池5內(nèi)安裝有至少兩條引水支管8 ;至少兩條所述的引水支管8連接至引水主管9 ;所述的引水主管9的引水端設在大壩的上游水域；船閘閘室13的側墻中開有流水通道12連通上述轉(zhuǎn)移池5和船閘閘室13 ;所述的流水通道12內(nèi)安裝有上游閘門8。
[0038]如圖1?3所示，在某江河中建筑有電站及大壩。電站出口下游的尾水區(qū)的河道中設置有誘魚梯道I的起始端。所述誘魚梯道I的入口即進魚口，寬度為2?5米。誘魚梯道I為斜坡型通道，整體向上游方向傾斜，向船閘閘室13的方向延伸。所述誘魚梯道I由混凝土修筑，也可為其它堅固耐用防腐蝕的建筑材料制成。所述誘魚梯道I為池式魚道，橫截面呈矩形或梯形，底板為平緩的斜坡，傾斜角不超過2度。所述誘魚梯道I中橫向設置有低堰2，將其間隔為多個連續(xù)性升高的池室。低堰高度不超過0.5米。兩個低堰2中間的池室長度在10?15米之間。
[0039]誘魚梯道I除了可以設計為圖1?3中所示的池式魚道外，還可以設計為槽式魚道、橫隔板式魚道等等。經(jīng)過初步試驗測試，采用池式魚道的誘魚效果較好，各級池室同時也可以發(fā)揮臨時性集魚的作用。
[0040]一般的魚道工程的兩端分別在大壩上下游水域中，為了保證低坡度，需要蜿蜒曲折為較長的水路來克服上下游水頭差，通常使得該工程量大且投資高。本發(fā)明利用船閘和魚道結合一起來克服該水頭差。因此，本發(fā)明中誘魚梯道I的長度相對一般魚道工程明顯縮短，同時也可設計成相對較緩的坡度，有利于魚類上溯。
[0041]所述誘魚梯道I的起始端布置在電站出口下游的尾水區(qū)中，原天然河道中魚群較為集中的位置。誘魚梯道I內(nèi)的水流深度、流速可以根據(jù)過該河道中洄游性魚類的種類和其溯游習性來確定。經(jīng)過生態(tài)學統(tǒng)計分析及初步試驗，加上本行業(yè)經(jīng)驗綜合考慮:一般控制該誘魚梯道I內(nèi)的水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
[0042]所述誘魚梯道I的上游末端連接集魚池3。所述集魚池3為一個矩形魚池，其底板的水平高度低于誘魚梯道I的上游末端的。因此，所述集魚池3內(nèi)小環(huán)境為水流緩流區(qū)，同時水域空間相對較足，利于上溯魚群的休息和聚集。所述集魚池3主要功能是提供一個魚類休息、聚集的水域，使得洄游魚群相對聚集，達到魚類連續(xù)過壩的目的。因此，集魚池3的水域面積應當在100平方米以上，其積水水深保持在2米以上。
[0043]所述集魚池3的面積大小根據(jù)該河道過魚量、船閘運行條件等因素綜合確定。所述河道如果有大量洄游魚類繁殖，集魚池3不光可以如圖1?3所示的設置為一個較大的魚池，還可以設置為多級連續(xù)式集魚池。
[0044]所述集魚池3通過連接渠道4與轉(zhuǎn)移池5相連接。所述連接渠道4底板的水平高度高于集魚池3底板的水平高度，也高于轉(zhuǎn)移池5底板的水平高度。連接渠道4的截面可設計為矩形或梯形，其底板寬度為2?5米，水深不少于I米。根據(jù)實際地形條件設置轉(zhuǎn)移池5和集魚池3，并依此來確定連接二者的連接渠道4的設計。
[0045]轉(zhuǎn)移池5為矩形魚池，水域面積不少于100平方米，積水水深不少于1.5米，其底板的水平高度接近大壩下游水位21。利用船閘閘室13右側墻10b(順著水流方向向下游看，右手邊為右側墻)的外側作為所述轉(zhuǎn)移池5上游方向的圍墻。船閘閘室右側墻1b中開有流水通道12，所述流水通道12中安裝有上游閘門11。所述流水通道12截面為矩形，所述流水通道12頂部的水平高度低于大壩上游水位20 ;寬度為2米。所述上游閘門11需要抵擋雙向水頭，而設置有雙向止水結構。
[0046]所述轉(zhuǎn)移池5內(nèi)橫向設置有橫向隔墻6。所述橫向隔墻6上安裝有下游閘門7。所述下游閘門7和橫向隔墻6將轉(zhuǎn)移池5分割成主轉(zhuǎn)移池5a和副轉(zhuǎn)移池5b兩部分，其中副轉(zhuǎn)移池5b的面積遠小于主轉(zhuǎn)移池5a。
[0047]所述主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)還可以安裝移驅(qū)魚裝置，例如移動驅(qū)魚柵等裝置。保證所述主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)的洄游魚群更有效的向來水方向(即流水通道12方向)上溯。
[0048]所述轉(zhuǎn)移池5內(nèi)靠近底板處，安裝有若干引水支管8。其中至少有一支引水支管8安裝在副轉(zhuǎn)移池5b中。每個引水支管8在轉(zhuǎn)移池5內(nèi)設置為:橫向平行排布且盡量平均的布滿所述轉(zhuǎn)移池5底板，縱向延伸至靠近對面?zhèn)葔?。在主轉(zhuǎn)移池5a的引水支管8上有上引水支管閥門14a;副轉(zhuǎn)移池5b中的引水支管8上有下引水支管閥門14b。各個引水支管8橫貫轉(zhuǎn)移池5的一端側墻伸至墻外并匯總至引水主管9中。所述引水主管9設置在轉(zhuǎn)移池5外，沿船閘閘室13外側向上游方向延伸，其引水端設在大壩的上游水域中。
[0049]引水支管8和引水主管9組成的引水管道系統(tǒng)。其中，引水主管9的進水口設置在大壩的上游，入口端設置有引水主管閥門15控制其水流流量。通過引水主管9從大壩上游自流引水，經(jīng)過引水支管8導入至轉(zhuǎn)移池5中，消能后形成誘魚水流，通過連接渠道4和集魚池3后進入誘魚梯道I中。所述誘魚水流的流量和流速根據(jù)魚群的習性、魚道內(nèi)過魚規(guī)模等因素綜合確定；且可以由引水主管閥門15來調(diào)控。副轉(zhuǎn)移池5b內(nèi)至少設置一根引水支管8，其上安裝引水支管閥門14b。保證轉(zhuǎn)移池5下游閘門7關閉時，所述處引水支管8的水流持續(xù)性，繼續(xù)形成誘魚水流，保證持續(xù)性誘魚。主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)設置有引水支管8，其上安裝引水支管閥門14a。
[0050]如圖4?6所示，引水支管8由外層管22和內(nèi)層管23組成。外層管22為沿軸向開有連續(xù)缺口的圓管，其橫截面為類似字母“C”的形狀。所述缺口即為水流出口 24，其弧度小于90°。安裝時，所述水流出口 24位于外層管22的底部，靠近轉(zhuǎn)移池5的底板。
[0051]內(nèi)層管23安裝在外層管22的內(nèi)部，二者縱向中心線重合。內(nèi)層管23的直徑大于水流出口 24的寬度。內(nèi)層管23的管壁沿徑向貫穿有出水孔口 25。所述出水孔口 25沿軸向均勻分布，每隔10厘米一個孔；沿徑向平均分布，每圓周為2?3個孔。
[0052]根據(jù)上述結構，外層管22可以發(fā)揮消能作用。從內(nèi)層管23的出水孔口 25流出來的射流，經(jīng)過外層管22的管壁阻擋、消能后，從外層管22底部的水流出口 24中流出，形成誘魚水流。
[0053]另外，所述引水支管8還可以使用普通的帶孔圓管，即設置為底部沿管線布置孔洞出水的圓管，從所述孔洞出來的射流，利用轉(zhuǎn)移池5底板阻擋消能，形成誘魚水流。經(jīng)過初步試驗測試和經(jīng)驗，采用圖4?6所示的兩層夾管方案的消能效果比較好，水流比較穩(wěn)定。
[0054]另外，在船閘閘室13中流水通道12的下游側附近，再安裝一個或多個驅(qū)魚裝置，以便于進一步有效的驅(qū)使船閘閘室13內(nèi)的上溯魚群全部上游，從上閘首人字門17中游出至上游水域。
[0055]本發(fā)明魚道與船閘相結合的過魚設施的過魚原理為:
[0056]假定某上溯魚群M能夠循著引誘水流，向來水方向迅速無礙的在本發(fā)明的設施中上游。
[0057]上溯魚群M沿誘魚梯道I的入口端進入所述魚道內(nèi)。所述上溯魚群M沿所述誘魚梯道I上游至集魚池3中，聚集休憩。
[0058]如果下游閘門7處于關閉狀態(tài)，上溯魚群M也可以聚集在副轉(zhuǎn)移池5b中。如果下游閘門7處于開啟狀態(tài)，所述上溯魚群M經(jīng)由連接渠道4通過下游閘門7，進入至主轉(zhuǎn)移池5a中。
[0059]如果上游閘門11處于關閉狀態(tài)，所述上溯魚群M在主轉(zhuǎn)移池5a中等待。如果上游閘門11處于開啟狀態(tài)，所述上溯魚群M通過流水通道12進入船閘閘室13中。隨后，所述上溯魚群M隨著船舶一并向上游通行、過壩進入上游水域中。
[0060]在上述過程中，對于實際的操作來說，在主轉(zhuǎn)移池5a中加設驅(qū)魚裝置，可以有效的將上溯魚群引導迀移至流水通道12中。同樣的船閘閘室13中加設驅(qū)魚裝置，可以有效的將上溯魚群引導迀移通過上閘首人字門17，過壩進入上游水域。
[0061]本發(fā)明魚道與船閘相結合的過魚設施的使用方法為:
[0062]調(diào)節(jié)引水主管閥門15以及主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門14a和副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門14b，保證誘魚梯道I內(nèi)的水流人工設置至近似自然河流中水流的流速，同時保證一定的水深。一般所述誘魚梯道I內(nèi)水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
[0063]當下游閘門關閉時，上溯魚群上游至集魚池中聚集。當下游閘門開啟時，上溯魚群上游至集魚池后，通過連接渠道進入轉(zhuǎn)移池中特別是主轉(zhuǎn)移池5a中聚集。
[0064]船舶過船閘的過程中，初始狀態(tài)時，上閘首16的上閘首人字門17為關閉狀態(tài)，船閘閘室13內(nèi)的水位為上游水位20。然后船閘開始泄水，船閘閘室13內(nèi)的水位降至下游水位21。首先開啟下閘首18上的下閘首人字門19，上行船舶進入船閘閘室13中。待所有船舶均進入所述船閘閘室13中后，關閉下閘首人字門19 ;此時關閉轉(zhuǎn)移池5的下游閘門7并且開啟上游閘門11。
[0065]當下游閘門關閉時，關閉主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門，同時調(diào)節(jié)副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門和引水主管閥門。副轉(zhuǎn)移池5b內(nèi)的引水支管8持續(xù)供水保證誘魚梯道內(nèi)的水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
[0066]由于初始狀態(tài)時的船閘閘室13內(nèi)為下游水位21，低于主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)的水位，主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)的上溯魚群隨著水流通過船閘閘室右側墻1b上的流水通道12，進入船閘閘室13內(nèi)。
[0067]如果在主轉(zhuǎn)移池5a中設置有驅(qū)魚裝置，應當在關閉下游閘門7及開啟上游閘門11的同時啟動該驅(qū)魚裝置，保證主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)的上溯魚群一次性迀移入船閘閘室13中。
[0068]關閉下閘首人字門19后，開始向船閘閘室13中充水，船閘閘室13內(nèi)的水位逐漸上升。待船閘閘室13內(nèi)的水位由大壩下游水位21上升至大壩上游水位20時，開啟上閘首16的上閘首人字門17，供船舶通行。在此船舶過壩的過程中，船閘閘室13中上溯魚群繼續(xù)上游，和船舶一起穿過上閘首人字門17進入上游水域。
[0069]上溯魚群進入船閘閘室13后，船閘閘室13內(nèi)的水位開始高于主轉(zhuǎn)移池5a內(nèi)的水位時，關閉轉(zhuǎn)移池5內(nèi)上游閘門11同時開啟下游閘門7。
[0070]如果在船閘閘室13內(nèi)安裝有驅(qū)魚裝置，應當在上溯魚群進入船閘閘室13后開始啟動驅(qū)魚裝置，保證全部上溯魚群隨著上行船舶通過上閘首人字門17，進入上游水域。
[0071]轉(zhuǎn)移池5a或船閘閘室13內(nèi)如果安裝驅(qū)魚裝置，具體可以使用移動驅(qū)魚柵或聲波驅(qū)魚設備。
[0072]上述為一次完整的過魚過程。重復該過程，就可以利用本發(fā)明的魚道與船閘相結合的過魚設施，達到大量魚類過壩的目的。
[0073]除了適用于單級船閘外，本發(fā)明還可以用于多級船閘。僅僅區(qū)別在于將所述轉(zhuǎn)移池5設置在最低一級船閘的側墻外，其他設施位置相對不變。同時將各級船閘閘室內(nèi)安裝驅(qū)魚裝置，保證上溯魚群上游迀移過壩。
[0074]本發(fā)明的設施及方法均可以對已建船閘進行改造，可實現(xiàn)船閘過魚。其工程投資和維護成本均比一般的魚道工程要明顯節(jié)省。
[0075]常見的魚道設計是直接繞過攔河大壩，人工建設一條新的渠道來連通該河流的上下游水域，模擬原有河道使得魚群上溯至大壩上游。特別是上下游水位差大的高水頭大壩上，魚道往往設計成蜿蜒曲折的結構來減少其水力坡度便于洄游魚類通過。這樣導致高水頭大壩的魚道全程長度過長，投資高且運營成本高。本發(fā)明將魚道和船閘結合后，將常規(guī)魚道設計的上游出口端從大壩上游水域改成設置在船閘內(nèi)；然后利用船閘來克服大壩上下游水頭，通過船只過壩的過程來將上溯魚群轉(zhuǎn)移至大壩上游水域，實現(xiàn)洄游魚群過壩。本發(fā)明能夠明顯的減少魚道修筑的長度，從而降低投資成本。同時利用現(xiàn)有的船閘結構，運營維護成本也不會增長。
[0076]其它未詳細說明的部分均屬于現(xiàn)有技術。
【權利要求】
1.魚道與船閘相結合的過魚設施，包括誘魚梯道(1)、集魚池(2)、連接渠道(3)、轉(zhuǎn)移池(5)、引水支管(8)和引水主管(9)，其特征在于:誘魚梯道(I)的入口端設置在大壩下游河道中；所述的誘魚梯道(I)內(nèi)橫向設有低堰(2)構成池式魚道；所述的誘魚梯道(I)為斜坡型通道，整體向上游方向傾斜，向船閘閘室(13)方向延伸；所述的誘魚梯道(I)的出口端直接連接集魚池(2);所述的集魚池(2)的另一端和連接渠道(3)的入口端相連；所述的連接渠道(3)的出口端和轉(zhuǎn)移池(5)的入口端相連接；所述的轉(zhuǎn)移池(5)內(nèi)安裝有橫向隔墻(6)，所述的橫向隔墻(6)內(nèi)有下游閘門(7);所述的橫向隔墻(6)將轉(zhuǎn)移池(5)分割成上游側的主轉(zhuǎn)移池(5a)和下游側的副轉(zhuǎn)移池(5b)，所述的主轉(zhuǎn)移池(5a)的面積大于副轉(zhuǎn)移池(5b);所述的轉(zhuǎn)移池(5)內(nèi)安裝有至少兩條引水支管⑶；至少兩條所述的引水支管⑶連接至引水主管(9);所述的引水主管(9)的引水端設在大壩的上游水域；船閘閘室(13)的側墻中開有流水通道(12)連通上述轉(zhuǎn)移池(5)和船閘閘室(13);所述的流水通道(12)內(nèi)安裝有上游閘門(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的魚道與船閘相結合的過魚設施，其特征在于:所述的副轉(zhuǎn)移池(5b)內(nèi)至少有一支所述的引水支管(8)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的魚道與船閘相結合的過魚設施，其特征在于:所述轉(zhuǎn)移池(5)和所述流水通道(12)的底板的水平高度一致，均為大壩下游水位(21)。
4.根據(jù)權利要求3所述的魚道與船閘相結合的過魚設施，其特征在于:所述的引水支管(8)由外層管(22)和內(nèi)層管(23)兩層管道組成；所述的外層管(22)為沿軸向開有連續(xù)缺口的圓管；所述的內(nèi)層管(23)為管壁開有徑向貫穿孔的圓管。
5.根據(jù)權利要求4所述的魚道與船閘相結合的過魚設施，其特征在于:所述外層管(22)沿軸向開有連續(xù)缺口為水流出口(24)，所述的水流出口(24)的弧度小于90°并設置于外層管(22)的底部。
6.根據(jù)權利要求5所述的魚道與船閘相結合的過魚設施，其特征在于:所述內(nèi)層管(23)為中空圓管，所述的內(nèi)層管(23)的直徑大于水流出口(24)的寬度，所述的內(nèi)層管(23)管壁徑向貫穿設有出水孔口(25);所述的出水孔口(25)沿軸向和徑向均勻分布。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項權利要求所述的魚道與船閘相結合的過魚設施的過魚方法，其特征在于，依照下列步驟過魚: 步驟1:誘魚梯道(I)內(nèi)有持續(xù)性的水流引誘下游河道的上溯魚群進入； 步驟2:當下游閘門(7)關閉時，所述的上溯魚群上游至集魚池(3)中聚集； 當下游閘門(7)開啟時，所述的上溯魚群上游至集魚池(3)通過連接渠道(4)進入轉(zhuǎn)移池(5)中聚集； 步驟3:當上行船舶全部進入船閘閘室(13)后，關閉下閘首人字門(19)同時關閉轉(zhuǎn)移池(5)的下游閘門(7)且開啟上游閘門(11)，主轉(zhuǎn)移池(5a)中的水體和所述的上溯魚群流入船閘閘室(13)中，所述的上溯魚群隨后通過船閘閘室(13)經(jīng)過上閘首游入上游河道中； 步驟4:當船閘閘室(13)內(nèi)的水位開始高于主轉(zhuǎn)移池(5a)內(nèi)的水位時，關閉轉(zhuǎn)移池(5)的上游閘門(11)同時開啟下游閘門(7)，完成一次過魚過程。
8.根據(jù)權利要求7所述的魚道與船閘相結合的過魚設施的過魚方法，其特征在于:在所述步驟I中調(diào)節(jié)主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門(14a)、副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門(14b)和引水主管閥門(15)，保證誘魚梯道(I)內(nèi)的水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
9.根據(jù)權利要求7所述的魚道與船閘相結合的過魚設施的過魚方法，其特征在于:在所述步驟2或3中，當下游閘門(7)關閉時，關閉主轉(zhuǎn)移池引水支管閥門(14a)，調(diào)節(jié)副轉(zhuǎn)移池引水支管閥門(14b)和引水主管閥門(15)，保證誘魚梯道(I)內(nèi)的水深度不小于1.0米，水流流速不大于0.5米/秒且不小于0.1米/秒。
【文檔編號】E02C1/00GK104480914SQ201410685677
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】劉銳 申請人:長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司