【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及识别和测定幼鱼通过水轮机流道下行的，具体地指一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置及方法。
技术介绍
1、随着水电清洁能源的发展，河流的连续性遭到了严重的破坏，河道中挡水建筑物阻碍了洄游性鱼类的生命历程及河道上下游鱼群的基因交流，水电工程是否环境友好，其中过鱼能力是生态评价系统中的关键一环，针对此，目前国内外水利工程常修建鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船、表面过鱼旁道等过鱼设施来辅助鱼类过坝，但这些过鱼建筑物均存在布置困难，造价高，过鱼效率低能量损失大等问题，进行产卵后的成鱼，孵化后的幼鱼或是靠近大坝区域的鱼类通过大坝下行时，常会迷失方向，目前鱼体下行过坝主要有三种方式：溢流过坝、运移过坝、直接通过水轮机流道下行过坝。
2、鱼类通过水轮机流道直接下行过坝，虽与另两种下行过坝方式相比损伤概率较高，但其对水利工程中的水量不会造成额外的损失，且对水轮机的运行几乎没有影响，经过多项研究证明鱼类通过水轮机流道下行具有较高的存活率。将水轮机流道作为辅助鱼类下行的通道之一，该举可以缓解水电站的用水冲突问题，同时解决鱼类下行过坝问题，鱼类在水轮机流道内易发生的损伤类型有机械损伤，剪切力损伤，压力损伤和空蚀损伤，鱼体在水轮机流道内的下行轨迹不同，鱼体发生损伤的机理和概率不同。探明鱼类在水轮机流道造成损伤的机理对量化分析各机理对鱼体造成的损伤，同时对水轮机流道结构进行优化时具有指导意义。
3、因此，现亟需一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置及方法以解决上述问题。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置及方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，包括水轮机能量实验台，所述水轮机能量实验台通过横向设置的隔板分为上下两层，所述横向隔板上表面中间位置设有水轮机流道，所述水轮机流道一侧设有上游蓄水池，所述水轮机流道另一侧设有下游尾水池，所述横向隔板下方设有循环水池，所述循环水池侧壁焊接有多个摄像头支架，所述摄像头支架为l型支架，所述摄像头支架上方架设有摄像头，所述摄像头设在水轮机流道上方及侧面，所述水轮机流道外接运行参数记录台。
3、优选地，所述水轮机流道进水口与上游蓄水池内壁相通，所述水轮机流道尾水管出口与下游尾水池连通，所述循环水池与上游蓄水池通过上游蓄水池进水管连接，所述循环水池与下游尾水池通过下游尾水池排水孔连接。
4、优选地，所述上游蓄水池进水管设于循环水池的进水端接有水泵，所述上游蓄水池底部设有套管，所述套管底端穿过隔板通向循环水池，所述套管上端口内套设有伸缩管。
5、优选地，所述上游蓄水池的顶部靠近水轮机进水口处开槽，开槽处放置放鱼定位杆，所述上游蓄水池靠近水轮机流道进水口壁面处设有弧形墩，所述弧形墩与水轮机流道进水口壁面间设有闸门，所述弧形墩与套管之间设有整流栅，所述上游蓄水池设有进水管一侧的侧板底部设有排水管，所述上游蓄水池与蓄水池水位观测管连通，所述上游蓄水池顶端活动设有定位杆，所述上游蓄水池靠近水轮机进水口的顶部间隔等距开槽。
6、优选地，所述闸门顶部设有闸门拉环、定滑轮和手柄，所述手柄与闸门拉环通过钢丝绳绕过定滑轮连接，所述整流栅上开设有多个小孔，所述排水管出水端朝向循环水池内腔，所述排水管上设有排水管阀门，所述蓄水池水位观测管为透明材质制成，所述定位杆杆身设有多个小孔，所述小孔可活动插设用于放鱼的定位管。
7、优选地，所述水轮机流道中蜗壳内壁布设有第一压力传感器，转轮室内壁布设有第二压力传感器，尾水管内壁布设有第三压力传感器，所述的水轮机流道内部布有直连式高速转矩转速传感器，所述水轮机流道由透明材质制作而成。
8、优选地，所述下游尾水池内设有流速仪和挡水板，所述下游尾水池与尾水池水位观测管连通，所述下游尾水池设有排水管。
9、优选地，所述流速仪包括流速仪滑块、流速仪转浆，所述排水管上设有阀门，所述尾水池水位观测管为透明材质制成。
10、优选地，所述循环水池内腔均匀布设有多根承重柱，所述循环水池侧壁底部设有排水管，所述排水管上设有阀门。
11、另外，本专利技术公开了上述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置的试验方法，它包括以下步骤：
12、s1:关闭上游蓄水池，下游尾水池，循环水池排水管道阀门及闸门，调节上游蓄水池伸缩管至所需要的上游水位，并调节水轮机活动导叶和转轮叶片开度到实验所规定条件；
13、s2:向上游蓄水池，下游尾水池和循环水池中注入定量的水，打开水泵和摇动手柄起吊闸门，使得水流在装置中循环流动，启动水轮机流道运行参数记录台，模拟水电站水轮机流道发电泄流，上游蓄水池中的整流栅可平顺上游蓄水池来流，待水轮机运行参数记录台所记录参数稳定；
14、s3:滑动流速仪滑块至流速测量位置，开启便携式流速仪测量下游尾水池内水轮机流道尾水管出口断面处的水流流速，对同一测点处所显示的流速差值不超过5%时，即认定装置中的水流稳定状态以达到实验要求；
15、s4:流速测量完毕后，打开装置中的所有摄像头，将放鱼定位杆置于实验所规定位置，选取一条体长6cm-8cm的幼鱼放置于定位管，待鱼体从定位管中游出则取出定位管；
16、s5:在水轮机进水口水流的携带作用下，实验鱼体下行，通过水轮机流道，直至达到下游尾水池，摄像头记录实验鱼体通过水轮机流道下行的全过程及其生理反应；
17、s6:关闭摄像头，采用捕捞网，将下游尾水池的鱼体捕捞，并在实验室内暂养观察鱼体损伤情况，并保存实验过程中摄像头所记录的视频，进一步观察鱼体在水轮机流道内的反应及定位下行轨迹；
18、s7:选取2条体长误差在5%范围的鱼体，在相同的工况下重复实验2次；
19、s8:改变实验鱼体的放置位置，即改变实验鱼体进入水轮机流道进水口的位置，其他条件不变，重复步骤s1至步骤s7，开展在同一工况下幼鱼不同位置进入水轮机流道并通过水轮机流道下行的对比试验；
20、s9:改变活动导叶开度和转轮叶片转角，即改变水轮机流道下泄流量，其他条件不变，重复步骤s1至步骤s7，开展在不同下泄流量幼鱼通过水轮机流道下行的对比试验；
21、s10:改变伸缩管的高度，即改变上游蓄水池的水头，其他条件不变，重复步骤s1至步骤s7，开展在不同工作水头下幼鱼通过水轮机流道下行的对比试验。
22、本专利技术有如下有益效果：
23、1.本专利技术在测试模拟幼鱼通过水轮机流道下行过程，着重研究幼鱼在水电站水轮机流道内部的下行轨迹及损伤概率和损伤机理，通过装置模拟水轮机的不同运行工况，改变实验鱼放鱼位置、水轮机的工作水头和水轮机的下泄流量，观察到实验鱼体的下行轨迹，损伤情况和损伤机理，可以得到幼鱼在不同水头，不同流量，不同进入位置通过水轮机流道下行的数据资料，为进一步优化水轮机流道结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，包括水轮机能量实验台（1），所述水轮机能量实验台通过横向设置的隔板（1.1）分为上下两层，其特征在于：所述横向隔板（1.1）上表面中间位置设有水轮机流道（10），所述水轮机流道（10）一侧设有上游蓄水池（2），所述水轮机流道（10）另一侧设有下游尾水池（13），所述横向隔板（1.1）下方设有循环水池（17），所述循环水池（17）侧壁焊接有多个摄像头支架（11），所述摄像头支架（11）为L型支架，所述摄像头支架（11）上方架设有摄像头（12），所述摄像头（12）设在水轮机流道（10）上方及侧面，所述水轮机流道（10）外接运行参数记录台（20）。
2.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述水轮机流道（10）进水口与上游蓄水池（2）内壁相通，所述水轮机流道（10）尾水管出口与下游尾水池（13）连通，所述循环水池（17）与上游蓄水池（2）通过上游蓄水池进水管（3）连接，所述循环水池（17）与下游尾水池（13）通过下游尾水池排水孔（16）连接。
3.根据权利要求2所述的一种测试幼鱼
4.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述上游蓄水池（2）的顶部靠近水轮机进水口处开槽，开槽处放置放鱼定位杆（9），所述上游蓄水池（2）靠近水轮机流道（10）进水口壁面处设有弧形墩（7），所述弧形墩（7）与水轮机流道（10）进水口壁面间设有闸门（8），所述弧形墩（7）与套管（4）之间设有整流栅（6），所述上游蓄水池（2）设有进水管（3）一侧的侧板底部设有排水管（2.1），所述上游蓄水池（2）与蓄水池水位观测管（2.3）连通，所述上游蓄水池（2）顶端活动设有定位杆（9），所述上游蓄水池（2）靠近水轮机进水口的顶部间隔等距开槽。
5.根据权利要求4所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述闸门（8）顶部设有闸门拉环（8.1）、定滑轮（8.2）和手柄（8.3），所述手柄（8.3）与闸门拉环（8.1）通过钢丝绳绕过定滑轮（8.2）连接，所述整流栅（6）上开设有多个小孔（6.1），所述排水管（2.1）出水端朝向循环水池（17）内腔，所述排水管（2.1）上设有排水管阀门（2.2），所述蓄水池水位观测管（2.3）为透明材质制成，所述定位杆（9）杆身设有多个小孔，所述小孔可活动插设用于放鱼的定位管（9.1）。
6.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述水轮机流道（10）中蜗壳内壁布设有第一压力传感器（10.2），转轮室内壁布设有第二压力传感器（10.3），尾水管内壁布设有第三压力传感器（10.4），所述的水轮机流道（10）内部布有直连式高速转矩转速传感器（10.1），所述水轮机流道（10）由透明材质制作而成。
7.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述下游尾水池（13）内设有流速仪（14）和挡水板（15），所述下游尾水池（13）与尾水池水位观测管（13.3）连通，所述下游尾水池（13）设有排水管（13.1）。
8.根据权利要求7所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述流速仪（14）包括流速仪滑块（14.1）、流速仪转浆（14.2），所述排水管（13.1）上设有阀门（13.2），所述尾水池水位观测管（13.3）为透明材质制成。
9.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述循环水池（17）内腔均匀布设有多根承重柱（19），所述循环水池（17）侧壁底部设有排水管（17.1），所述排水管（17.1）上设有阀门（17.2）。
10.一种权利要求1至9任一项所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置的试验方法，其特征在于：它包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，包括水轮机能量实验台（1），所述水轮机能量实验台通过横向设置的隔板（1.1）分为上下两层，其特征在于：所述横向隔板（1.1）上表面中间位置设有水轮机流道（10），所述水轮机流道（10）一侧设有上游蓄水池（2），所述水轮机流道（10）另一侧设有下游尾水池（13），所述横向隔板（1.1）下方设有循环水池（17），所述循环水池（17）侧壁焊接有多个摄像头支架（11），所述摄像头支架（11）为l型支架，所述摄像头支架（11）上方架设有摄像头（12），所述摄像头（12）设在水轮机流道（10）上方及侧面，所述水轮机流道（10）外接运行参数记录台（20）。
2.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述水轮机流道（10）进水口与上游蓄水池（2）内壁相通，所述水轮机流道（10）尾水管出口与下游尾水池（13）连通，所述循环水池（17）与上游蓄水池（2）通过上游蓄水池进水管（3）连接，所述循环水池（17）与下游尾水池（13）通过下游尾水池排水孔（16）连接。
3.根据权利要求2所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述上游蓄水池进水管（3）设于循环水池（17）的进水端接有水泵（18），所述上游蓄水池（2）底部设有套管（4），所述套管（4）底端穿过隔板（1.1）通向循环水池（17），所述套管（4）上端口内套设有伸缩管（5）。
4.根据权利要求1所述的一种测试幼鱼通行水轮机流道状态的试验装置，其特征在于：所述上游蓄水池（2）的顶部靠近水轮机进水口处开槽，开槽处放置放鱼定位杆（9），所述上游蓄水池（2）靠近水轮机流道（10）进水口壁面处设有弧形墩（7），所述弧形墩（7）与水轮机流道（10）进水口壁面间设有闸门（8），所述弧形墩（7）与套管（4）之间设有整流栅（6），所述上游蓄水池（2）设有进水管（3）一侧的侧板底部设有排水管（2.1），所述上游蓄水池（2）与蓄水池水位观测管（2.3）连通，所述上游蓄水池（2）顶端活动设有定位杆（9），所述上游蓄水池（2...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。