助驱式竖缝鱼道结构及其集鱼方法技术

本发明专利技术公开了一种助驱式竖缝鱼道结构及其集鱼方法。该竖缝鱼道结构包括底板、侧壁，以及多个长隔块、短隔块和助驱平台。长隔块和短隔块将鱼道分成多个池室，长隔块和短隔块之间留有过鱼竖缝。助驱平台由J型板、弧形隔板、出水缝、补水缝和小型造波机组成，弧形隔板外侧布置着拦截网。本发明专利技术通过长隔块内布设的摄像头实时监控池室内水流和竖缝处过鱼情况，并将图像同步传输到计算机自动控制系统进行分析，计算机自动控制系统向小型造波机发送指令调控造波机的频率，在池室内形成适宜鱼类洄游的水流和吸引鱼类上溯的水声，显著地提高了传统竖缝鱼道的过鱼效率，能够降低水电水利工程对鱼类洄游的影响，有利于河流的生态保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种鱼道结构，具体的说是一种助驱式竖缝鱼道结构，属于洄游性鱼类过坝保护
。
技术介绍
水生生物保护是水利水电工程建设项目中需要考虑的重要问题，针对建设水利水电工程可能对鱼类等水生生物生存所需的生境条件、水文情势影响，国家已出台了多项相关条例和法律，用来减轻因建坝而导致的上下游水生动物阻断的危害。为了保护天然渔业资源、保障水生生态系统的连续性和多样性，目前采取的主要修复措施是在水电水利工程中修建鱼道，帮助鱼类洄游。据不完全统计，到20世纪60年代为止，美国、加拿大两国的过鱼建筑物在200座以上，主要采用鱼道，也有少量的机械提升设备；西欧各国有各种过鱼建筑物100座以上；日本约35座；前苏联15座以上。目前，我国建设了数十座过鱼设施，但由于缺乏对鱼道结构、水流流态和洄游鱼类习性及行为的深入研究与认识，加之受经济条件的限制和人们对渔业资源的保护观念和意识淡薄，造成我国过鱼设施的研究与建设较世界发达国家有很大的差距，过鱼效果不太理想，迫切需要一种新型鱼道弥补人类修建拦河建筑物对洄游鱼类造成的生存影响。 世界上现有鱼道的主要类型有丹尼尔式、溢流堰式、淹没孔口式、竖缝式、组合式、特殊结构式和仿自然式。丹尼尔式鱼道水槽的槽壁和槽底设有阻板和底坎，流量较大，能改善了下游吸引鱼类的条件，但水流紊动剧烈，水位变动的适应性差，只适合游泳能力较强劲的鱼类；溢流堰式鱼道使鱼类从堰顶通过，过流较平稳，但消能不充分，水位变动的适应性差，只适合喜欢在表层洄游和有跳跃习性的鱼类；淹没孔口式鱼道过鱼孔淹没在水下，能适应水位变动的性能较好，但消能不够充分，主要依靠水流扩散来消能，孔口布置在鱼道的中低层，只适合喜欢在底层洄游的大中型鱼类；竖缝式鱼道的水槽大部分被拦截，仅留下一条过鱼竖缝，消能效果较充分，能适应较大水位变幅，能适应较复杂流态的大中型鱼类，但易造成池室内水流的弯折和紊动；组合式鱼道为溢流堰、潜孔及竖缝的组合，能较好发挥各种类型孔口的水力特性，能适应不同习性鱼类，但结构复杂、设计难度大；特殊结构式鱼道用填满刨花的竹篓等固定在混凝土墙上，结构简单，经济，但编筐和竹篓等易腐烂，需经常更新，只适合会爬行、能粘附、善于穿越草丛的鱼类；仿自然式鱼道水流能耗通过浅滩、粗石子或小型瀑布实现，鱼类在池中的休息条件良好，可满足多种鱼类的要求，只适用水头较小，要求有合适的地形。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术所要解决的技术问题是提供一种助驱式竖缝鱼道结构，克服现有竖缝鱼道过鱼竖缝流速无法调节和流量难以控制等技术缺陷，提高鱼道过鱼效果。 同时，本专利技术还提供一种助驱式竖缝鱼道集鱼方法。 技术方案:本专利技术解决其技术问题所采用的助驱式竖缝鱼道结构，包括底板，侧壁，多个长隔块、短隔块和助驱平台。所述长隔块、短隔块与底板和侧壁固定连接，长隔块、短隔块将鱼道分成若干个池室，每个池室异侧相邻的长隔块和短隔块之间留有过鱼竖缝；所述底板支撑固定侧壁和池室，所述侧壁分布在底板两侧；所述长隔块包含长隔块头部和长隔块主体，长隔块主体设有进水口、第一组挡板、消能栅、第二组挡板和出水口，长隔块头部内部为空心并布设实时监控的摄像头；长隔块主体的进水口位于长隔块主体上游一侧的壁面上，呈凹槽状，槽底至长隔块底部的距离为长隔块高度的2/3，出水口位于长隔块主体下游一侧的壁面上，与长隔块主体等高，呈矩形状，消能栅由第一组挡板和第二组挡板固定在长隔块主体内部，消能栅与长隔块主体上游一侧的侧壁之间有过水、储水通道，第一组挡板和第二组挡板的每块挡板上、下两端均与长隔块主体固定连接；所述助驱平台固定在短隔块上游一侧，并与侧壁相连接，助驱平台包含助驱室、J型板、弧形隔板和小型造波机，助驱室由J型板和弧形隔板围合而成，J形板与底板、侧壁和短隔块上游一侧壁面固定，弧形隔板与底板、侧壁和J形板顶端固定，弧形隔板上设有多个出水缝和一个补水缝，弧形隔板外侧布置着拦截网，小型造波机固定在助驱室内部。 作为优选，所述长隔块和短隔块之间的过鱼竖缝为“拱-反拱”型，弧形隔板与短隔块头部相连构成过鱼竖缝的一个“拱”型侧面，长隔块头部外表面构成过鱼竖缝的另一个“反拱”型侧面，过鱼竖缝形成渐缩渐扩平顺水流。 作为优选，所述长隔块和短隔块在底板上成对、交替布置，且长隔块下游一侧的壁面和与之成对的短隔块的立面对称面处在同一平面上。 作为优选，所述短隔块内部为空心网状结构，能够减轻鱼道的重量，节约建设成本。 作为优选，所述长隔块头部材料为透明亚克力板。 作为优选，所述摄像头具有诱鱼效果的LED光源。 在本专利技术中，所述小型造波机的出口正对着过鱼竖缝的水流出口，小型造波机由计算机自动控制系统发送的信号控制，计算机自动控制系统接收摄像头传输的实时图像并进行自动分析处理。 本专利技术提供的另一技术方案为，所述助驱式竖缝鱼道结构的集鱼方法，包括如下步骤: ①鱼类洄游季节，在鱼道运行的跌落水声和人为施放诱鱼水草的双重诱导下，洄游鱼类进入下游第一级池室单元寻找上溯入口； ②摄像头拍摄到鱼群后，将图像实时传输给计算机自动控制系统，计算机自动控制系统通过图像识别技术自动分析池室和过鱼竖缝内鱼群洄游情况，如果在3分钟内无鱼类通过，自动将信号同步发送给小型造波机，小型造波机以低频率开始工作，消煞能量，控制过鱼竖缝流速；如果在5分钟内无鱼类通过过鱼竖缝，计算机自动控制系统自动将加强一级的信号同步发送给小型造波机，小型造波机加强一级频率继续工作，进一步消煞能量，控制过鱼竖缝流速；如果在8分钟内无鱼类通过过鱼竖缝，计算机自动控制系统自动将加强二级的信号同步发送给小型造波机，小型造波机开始以加强二级的频率工作，再进一步消煞能量，控制过鱼竖缝流速；如果在10分钟内无鱼类通过过鱼竖缝，计算机自动控制系统自动将最强级信号同步发送给小型造波机，小型造波机以最强频率开始工作，过鱼竖缝流速达到鱼类上溯的最低流速； ③在小型造波机开始工作的同时，造波形成的雍水从长隔块主体的凹槽状进水口注入长隔块主体过水、储水通道，随着雍水量的增加，雍水通过过水、储水通道进入消能栅，通过消能栅消煞能量的水流从出水口流出进入下游相邻的池室； ④在小型造波机开始工作的同时，弧形隔板附近水流在出水缝和补水缝之间开始循环，消煞能量； ⑤当摄像头拍摄到下游第一级池室单元无上溯鱼群时，计算机自动控制系统通过图像识别技术自动分析，将信息发送给小型造波机，关闭小型造波机； ⑥当摄像头再次拍摄到下游第一级池室单元有上溯鱼群时，重复上述①-⑤步，辅助鱼类上溯。 本专利技术与现有技术相比，其诸多有益效果如下: (I)本专利技术中的助驱方式能够适应于不同季节、不同洄游能力的鱼类上溯，也增大了鱼类上溯对不同流量的适应性，极大地提高了过鱼效率； (2)本专利技术中的小型造波机在造波过程中使得鱼道相邻池室水位落差增加，能够缩短鱼道的建设长度，节约建设成本； (3)本专利技术中的消能栅能够吸纳池室雍高水流、消煞水流能量，使得消能过程主要集中在隔块主体内，鱼体远离了湍急的水流，在满足过鱼需求流量的情况下，降低池室和过鱼竖缝的流速，保证了池室内和过鱼竖缝中的鱼类顺利通行； (4)本专利技术中的进水口槽底高度决定了池室具有最低水位，弧形隔板上本文档来自技高网...

【技术保护点】
助驱式竖缝鱼道结构，包括底板(1)，侧壁(2)，多个长隔块(4)、短隔块(5)和助驱平台(6)，其特征在于：所述长隔块(4)、短隔块(5)与底板(1)和侧壁(2)固定连接，长隔块(4)、短隔块(5)将鱼道分成若干个池室(3)，每个池室(3)异侧相邻的长隔块(4)和短隔块(5)之间留有过鱼竖缝(8)；所述底板(1)支撑固定侧壁(2)和池室(3)，所述侧壁(2)分布在底板(1)两侧；所述长隔块(4)包含长隔块头部(4a)和长隔块主体(4b)，长隔块主体(4b)设有进水口(42)、第一组挡板(43)、消能栅(41)、第二组挡板(44)和出水口(45)，长隔块头部(4a)内部为空心并布设实时监控的摄像头(9)；长隔块主体(4b)的进水口(42)位于长隔块主体(4b)上游一侧的壁面上，呈凹槽状，槽底至长隔块(4)底部的距离为长隔块(4)高度的2/3，出水口(45)位于长隔块主体(4b)下游一侧的壁面上，与长隔块主体(4b)等高，呈矩形状，消能栅(41)由第一组挡板(43)和第二组挡板(44)固定在长隔块主体(4b)内部，消能栅(41)与长隔块主体(4b)上游一侧的侧壁之间有过水、储水通道，第一组挡板(43)和第二组挡板(44)的每块挡板上、下两端均与长隔块主体(4b)固定连接；所述助驱平台(6)固定在短隔块(5)上游一侧，并与侧壁(2)相连接，助驱平台(6)包含助驱室(61)、J型板(62)、弧形隔板(63)和小型造波机(66)，助驱室(61)由J型板(62)和弧形隔板(63)围合而成，J形板(62)与底板(1)、侧壁(2)和短隔块(5)上游一侧的壁面固定，弧形隔板(63)与底板(1)、侧壁(2)和J形板(62)顶端固定，弧形隔板(63)上设有多个出水缝(64)和一个补水缝(65)，弧形隔板(63)外侧布置着拦截网(7)，小型造波机(66)固定在助驱室(61)内部。...

【技术特征摘要】
1.助驱式竖缝鱼道结构，包括底板(1)，侧壁(2)，多个长隔块(4)、短隔块(5)和助驱平台(6)，其特征在于: 所述长隔块(4)、短隔块(5)与底板(I)和侧壁(2)固定连接，长隔块(4)、短隔块(5)将鱼道分成若干个池室(3)，每个池室(3)异侧相邻的长隔块⑷和短隔块(5)之间留有过鱼竖缝⑶； 所述底板(I)支撑固定侧壁(2)和池室(3)，所述侧壁(2)分布在底板(I)两侧； 所述长隔块(4)包含长隔块头部(4a)和长隔块主体(4b)，长隔块主体(4b)设有进水P (42)、第一组挡板(43)、消能栅(41)、第二组挡板(44)和出水口(45)，长隔块头部(4a)内部为空心并布设实时监控的摄像头(9);长隔块主体(4b)的进水口(42)位于长隔块主体(4b)上游一侧的壁面上，呈凹槽状，槽底至长隔块(4)底部的距离为长隔块(4)高度的2/3，出水口(45)位于长隔块主体(4b)下游一侧的壁面上，与长隔块主体(4b)等高，呈矩形状，消能栅(41)由第一组挡板(43)和第二组挡板(44)固定在长隔块主体(4b)内部，消能栅(41)与长隔块主体(4b)上游一侧的侧壁之间有过水、储水通道，第一组挡板(43)和第二组挡板(44)的每块挡板上、下两端均与长隔块主体(4b)固定连接； 所述助驱平台(6)固定在短隔块(5)上游一侧，并与侧壁(2)相连接，助驱平台(6)包含助驱室(61)、J型板(62)、弧形隔板(63)和小型造波机(66)，助驱室(61)由J型板(62)和弧形隔板(63)围合而成，J形板(62)与底板(I)、侧壁(2)和短隔块(5)上游一侧的壁面固定，弧形隔板￠3)与底板(I)、侧壁(2)和J形板￠2)顶端固定，弧形隔板(63)上设有多个出水缝￠4)和一个补水缝(65)，弧形隔板￠3)外侧布置着拦截网(7)，小型造波机(66)固定在助驱室(61)内部。2.根据权利要求1所述的助驱式竖缝鱼道结构，其特征在于:所述长隔块(4)和短隔块(5)之间的过鱼竖缝⑶为“拱-反拱”型。3.根据权利要求1所述的助驱式竖缝鱼道结构，其特征在于:所述长隔块(4)和短隔块(5)在底板(I)上成对、交替布置。4.根据权利要求1所述的助驱式竖缝鱼道结构，其特征在于:所述短隔块(5)内部为空心网状结构。5.根据权利要求1所述的助驱式竖缝鱼道结构，其特征在于:所述长隔块头部(4a)材料为透明亚克力板。6.根据权利要求1所述的助驱式竖缝鱼道结构，其特征在于:所述小型造波机(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎贵文，袁岳，肖柏青，向英奇，陈飞，舒生茂，黄育朵，查兴，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34