一種設置180°轉彎段的豎縫式魚道的製作方法

2023-07-16 07:12:26

一種設置180°轉彎段的豎縫式魚道的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種設置180°轉彎段的豎縫式魚道，包括：由多個底部傾斜的水池連接而成的直段，水池中插入使魚道折返的180°轉彎段，180°轉彎段包括半圓形的外牆和將上下遊水池隔開的內牆，內牆的折返點設置與上遊隔板平行、長度小於上遊隔板的導流板，外牆內側沿圓周方向均布兩個轉彎段導板。本實用新型通過設置了180°轉彎段的豎縫式魚道，充分利用場地條件、節省魚道的空間。由於採用了導流板和轉彎段導板，顯著改善了轉彎段的水流結構，實現了豎縫式魚道的平順轉彎。所述180°轉彎段，為魚類提供了較開闊的休息空間與良好的水流環境，具有休息池的作用，有利於魚類上溯過程中恢復體力，繼續其上溯行程。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種設置180°轉彎段的堅縫式魚道，是一種水工設施，是一種用 於水閘、壩的環保設施。 一種設置180°轉彎段的豎縫式魚道

【背景技術】
[0002] 堅縫式魚道是一種池式魚道，具有水流流態穩定、對水位變動的適應能力強、過魚 效率高等技術優勢，而成為國內外廣泛採用的魚道布置方式。堅縫式魚道平面布置方案的 選定需綜合考慮地形地質條件、魚道進口位置以及穿壩點高程等因素，除少數魚道外，大部 分魚道工程的進口均位於壩下，穿壩點高程又不能過低，因此，魚道工程往往難以布置為直 線型，需要根據地形地質條件布置為折返型。折返處不能簡單得將魚道進行180°轉彎，必 須根據魚類的習性、特點進行水流結構研究，避免魚類在折返處混亂，甚至死亡，造成整條 魚道不能過魚。


【發明內容】

[0003] 為了克服現有技術的問題，本實用新型提出了一種設置180°轉彎段的堅縫式魚 道。所述的魚道通過對魚類的習性研究，對魚道中的水流結構通過各種設施，進行了精心的 安排，使魚類安全順利地通過魚道。
[0004] 本實用新型的目的是這樣實現的：一種設置180°轉彎段的堅縫式魚道，包括由 多個底部傾斜的水池連接而成直段，所述的各個水池之間由設置在左岸或右岸的隔板以 及設置在右岸或左岸與隔板相對錯開的直段導板隔開，所述的水池中插入使魚道折返的 180°轉彎段，所述的180°轉彎段包括半圓形的外牆和將上下遊水池隔開的內牆，所述的 內牆的折返點設置與上遊隔板平行、長度小於上遊隔板的導流板，所述的外牆內側沿圓周 方向均布兩個轉彎段導板。
[0005] 進一步的，所述的分割水池的隔板和導板在180°轉彎段的上、下遊，左右岸交錯 排列。
[0006] 進一步的，所述的分割水池與180°轉彎段的隔板和導板與折返點的距離均為水 池寬度的1. 15~1. 35倍，180°轉彎段的外牆曲率半徑與水池寬度相等。
[0007] 進一步的，所述的導流板長度為水池寬度的0. 4~0. 6倍。
[0008] 進一步的，所述的導流板的墩頭為半圓形。
[0009] 進一步的，所述的轉彎段導板的長度為水池寬度的0. 25~0. 30倍。
[0010] 進一步的，所述的轉彎段導板的墩頭為半圓型。
[0011] 進一步的，所述的隔板的墩頭為人字形墩頭，所述人字形墩頭的背水面坡度為 1:1，迎水面坡度為1:3。
[0012] 進一步的，所述的直段導板的墩頭為人字形墩頭，所述的人字形墩頭的迎水面坡 度為1:1，背水面坡度為1:3。
[0013] 本實用新型產生的有益效果是：本實用新型通過設置了 180°轉彎段的堅縫式魚 道，充分利用場地條件、節省魚道的空間。由於採用了導流板和轉彎段導板，顯著改善了轉 彎段的水流結構，實現了堅縫式魚道的平順轉彎。所述180°轉彎段，為魚類提供了較開闊 的休息空間與良好的水流環境，具有休息池的作用，有利於魚類上溯過程中恢復體力，繼續 其上溯行程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015] 圖1是本實用新型的實施例一、二所述魚道的結構示意圖；
[0016] 圖2是本實用新型的實施例一所述魚道的流態示意圖，是圖1中A點的放大圖；
[0017] 圖3是本實用新型的實施例三、四、五、六所述魚道中的結構示意圖；
[0018] 圖4是本實用新型的實施例八、九所述人字型墩頭結構示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 實施例一：
[0020] 本實施例是一種設置180°轉彎段的堅縫式魚道，如圖1、2所示。本實施例包括 由多個底部傾斜的水池1連接而成的直段，所述的各個水池之間由設置在左岸或右岸的隔 板2以及設置在右岸或左岸與隔板相對錯開的直段導板3隔開，所述的水池中插入使魚道 折返的180°轉彎段7,所述的180°轉彎段包括半圓形的外牆5和將上下遊水池隔開的內 牆6,所述的內牆的折返點4設置與上遊隔板平行、長度小於上遊隔板的導流板8,所述的外 牆內側沿圓周方向均布兩個轉彎段導板9。
[0021] 本實施例採取一種反覆180度轉彎的方式，使魚道層層升高，類似於樓梯，直段中 的水池底部傾斜，而180度轉彎段的底部可以設計為水平，這樣就可以使魚類在不斷的轉 彎中逐漸的溯流而上，在不斷溯流的過程中在折返處還可以得到一定休息，類似於上樓梯 時在休息平臺上休息一樣，如圖1所示，圖中箭頭B、C表示的是水流進入和流出魚道的方 向，而魚類遊動的方向於此剛好相反。
[0022] 本實施例的基本的原理為：魚類自水池上溯進入180°轉彎段後，繼續沿主流區 遊動，由於設置了導流板與轉彎段導板，使主流區10大致居中（圖2中帶箭頭的粗實線所表 示的流線)，避免了主流貼壁流動，從而實現了魚類上溯的平穩轉彎。由於180°轉彎段的長 度較水池的長度增加了 2倍以上，主流區流速衰減更為顯著，兩側回流區11 (圖2中帶箭頭 細實線所表示的流線）較水池幾何尺度更大，回流區流速減弱，魚類可以更從容地從主流區 進入回流區休憩，因此180°轉彎段還兼具休息池的作用。導流板與轉彎段導板可以採用的 半圓形墩頭體型，降低了對魚類可能的傷害風險。
[0023] 本實施例採用的所有參數均經過數值模擬計算與試驗研究優化所得，並通過過魚 試驗，驗證了水流流態的合理性與優越性。
[0024] 為使轉彎段內主流趨近中間位置，所述的魚道的堅縫在轉彎前後轉換位置，即將 堅縫的位置左右調換，以實現魚類平順轉彎與良好休憩。
[0025] 隔板、導流板、直段導板和轉彎段導板的墩頭形狀和長度需要精心的設計，才能達 到良好的效果，特別是隔板與直段導板之間所形成的堅縫，對過魚有十分重要的影響，因需 要特別注意尺寸的把握。
[0026] 實施例二：
[0027] 本實施例是實施例一的改進，是實施例一關於隔板和導板位置的細化。本實施例 所述的分割水池的隔板和導板在180°轉彎段的上、下遊，左右岸交錯排列，如圖1所示。
[0028] 狹縫的位置是由隔板和直段導板兩者的長度決定的，而直段導板在左右岸的位置 決定了堅縫是靠近左岸還是靠近右岸，例如：直段導板在左岸，則狹縫靠近左岸，反之，直段 導板在右岸，則堅縫靠近右岸。
[0029] 由於魚群遊動的習性，本實施例將堅縫的位置在180°轉彎段的前後進行調整，將 狹縫在左右岸的位置更換一下。具體做法是：如果在180°轉彎段前堅縫是靠近左岸的， 則在180°轉彎段之後堅縫調整到右岸；反之，如果在180°轉彎段前，堅縫在右岸，則在 180°轉彎段之後將堅縫調整到左岸。
[0030] 這樣調整的好處是：堅縫在180°轉彎段前後進行調整，更有利於主流居於中間 位置，不會出現尺寸較大的回流，水流結構更為合理，有利於洄遊魚類平順轉彎，同時為魚 類提供良好的休憩空間。
[0031] 實施例三：
[0032] 本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關於180°轉彎段細化。為了使水流 消能效果明顯，本實施例所述的分割水池與180°轉彎段的隔板與折返點的距離U為水池 寬度D的1. 15~1. 35倍，180°轉彎段的外牆曲率半徑R與水池寬度B相等，如圖3所示。
[0033] 本實施例是關於180°轉彎段的長度和形狀的細化。180°轉彎段的完整長度是應 當是上遊水池的隔板和直段導板到下遊水池的直段導板隔板距離，其中包括了半圓形的轉 彎。本實施例將半圓形轉彎的曲率半徑與水池的寬度相等，以保證整個魚道在180°轉彎段 沒有任何阻力，並給予洄遊的魚類在180°轉彎段休息的機會。為了便於主流平順轉彎本實 施例所述的180°轉彎段是一個半圓形，所述的半圓形就是1/2的圓形。
[0034] 實施例四：
[0035] 本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關於導流板長度的細化。本實施例 所述的導流板長度匕為水池寬度D的0. Γ0. 6倍，如圖3所示。
[0036] 在180°轉彎段內設置導流板，為了避免主流貼壁流動，促使主流居中，回流尺寸 相對較小，水流結構更為合理。但導流板不宜過長或過短，過長則減小過魚空間，過短則不 能起到調整主流作用，如圖2所示。
[0037] 實施例五
[0038] 本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關於導流板的細化，如圖3所示。本 實施例所述的導流板的墩頭為半圓形。
[0039] 所述的半圓形就是1/2圓形。導流板半圓形的墩頭有利於水流的流動，同時可以 減少雜物的滯留，以及降低對過魚傷害的風險。
[0040] 實施例六：
[0041] 本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關於轉彎段導板的細化。本實施例 所述的轉彎段導板的長度P為水池寬度D的0. 25、. 30倍，如圖3所示。
[0042] 轉彎段導板的作用是防止主流水流沿外牆壁流動，促使主流居於中間部分，同時 主流兩側的回流尺寸合理，方便魚類轉彎與休憩。轉彎段導板的長度如果過長，就會使主流 過於靠近折返點，致使整個轉彎段的過魚空間減小。相反的，如果轉彎段導板的長度過短， 則無法達到調整主流的作用。
[0043] 實施例七：
[0044] 本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關於轉彎段導板的細化。本實施例 所述的轉彎段導板的墩頭為半圓型，如圖3所示。
[0045] 實施例八：
[0046] 本實施例上述實施例的改進，是上述實施例關於隔板墩頭的細化。本實施例隔板 的墩頭為人字形墩頭，所述人字形墩頭的背水面坡度為1: 1，迎水面坡度為1:3,如圖4所 /_J、1 〇
[0047] 圖4中的箭頭表示水流方向，則隔板墩頭背水面端點與頂點之間的縱向距離a5，隔 板墩頭頂點與迎水面端點之間的縱向距離a 6，隔板墩頭背水面端點與頂點之間的橫向距離 a7，隔板墩頭迎水面端點與頂點之間的橫向距離a8，所以有：a5: a7=l:l，a8: a6=l:3。
[0048] 實施例九：
[0049] 本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關於直段導板的細化。本實施例所 述的直段導板的墩頭為人字形墩頭，所述的人字形墩頭的迎水面坡度為1:1，背水面坡度為 1:3,如圖4所示。
[0050] 根據水流方向（圖4中箭頭方向)，則直段導板墩頭迎水面端點與頂點之間的縱向 距離％，直段導板墩頭頂點與背水面端點之間的縱向距離a 2，直段導板墩頭迎水面端點與 頂點之間的橫向距離a3，墩頭背水面端點與頂點之間的橫向距離a 4。所以有：a1: a3=l:l， · &2_1 : 3 〇
[0051] 根據上述實施例所述的魚道進行的魚道設計實例：
[0052] 如圖1、3、4所示，水池長度Ζ為2. 5m，寬度D為2.0m。直段導板的長度Pi為0.5m， 寬度匕為0.2m。過魚堅縫的長度/為0.1m，寬度b為0.3m，導向角〇為45°。直段導板 墩頭迎水面坡度<%:<3 7為1:1，背水面坡度a4:a2為1:3。隔板墩頭迎水面坡度a8:a 6為1:3， 背水面坡度a7:a5為1:1。180°轉彎段折返點上的導流板距離上遊隔板或下遊直段導板的 距離Q為2. 5m，轉彎半徑R為2. 5m，寬度D為2. 0m。導流板設置在內牆轉折點處，其長度 Pi為1. 0m。轉彎段導板設置外牆（5)的轉彎半圓1/4處與3/4處，其長度P2為0. 5m。導 流板、轉彎段導板的墩頭均採用1/2圓弧型。水池的底坡為0.02,180°轉彎段採用臺階式 布置。
[0053] 所述隔板的人字型墩頭與現有技術相比，體型更為簡潔，為魚類遊動與休息提供 了更為舒適的流場結構，降低了人工建築物對魚類造成的傷害風險。同時還具有避免漂浮 物滯留與減輕泥沙淤積的作用。
[0054] 最後應說明的是，以上僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較 佳布置方案對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實 用新型的技術方案（比如過魚堅縫的形式、轉彎段外牆的形式、隔板和導流板的形狀等）進 行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍。
【權利要求】
1. 一種設置180°轉彎段的堅縫式魚道，包括：由多個底部傾斜的水池連接而成的直 段，所述的各個水池之間由設置在左岸或右岸的隔板以及設置在右岸或左岸與隔板相對 錯開的直段導板隔開，其特徵在於，所述的水池中插入使魚道折返的180°轉彎段，所述的 180°轉彎段包括半圓形的外牆和將上下遊水池隔開的內牆，所述的內牆的折返點設置與 上遊隔板平行、長度小於上遊隔板的導流板，所述的外牆內側沿圓周方向均布兩個轉彎段 導板。
2. 根據權利要求1所述的魚道，其特徵在於，所述的分割水池的隔板和導板在180°轉 彎段的上、下遊，左右岸交錯排列。
3. 根據權利要求1或2所述的魚道，其特徵在於，所述的分割水池與180°轉彎段的隔 板和導板與折返點的距離均為水池寬度的1. 15-1. 35倍，180°轉彎段的外牆曲率半徑與 水池寬度相等。
4. 根據權利要求3所述的魚道，其特徵在於，所述的導流板長度為水池寬度的0. 4-0. 6 倍。
5. 根據權利要求4所述的魚道，其特徵在於，所述的導流板的墩頭為半圓形。
6. 根據權利要求3所述的魚道，其特徵在於，所述的轉彎段導板的長度為水池寬度的 0· 25 倍。
7. 根據權利要求6所述的魚道，其特徵在於，所述的轉彎段導板的墩頭為半圓型。
8. 根據權利要求2所述的魚道，其特徵在於，所述的隔板的墩頭為人字形墩頭，所述人 字形墩頭的背水面坡度為1:1，迎水面坡度為1:3。
9. 根據權利要求2所述的魚道，其特徵在於，所述的直段導板的墩頭為人字形墩頭，所 述的人字形墩頭的迎水面坡度為1:1，背水面坡度為1:3。
【文檔編號】E02B8/08GK203904942SQ201420132777
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】孫雙科, 邊永歡, 姜涵, 柳海濤, 鄭鐵剛, 呂強 申請人:中國水利水電科學研究院