[发明专利]竖缝式过鱼效果实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及对水力学紊流消能、鱼类游泳能力、鱼类洄游以及过鱼建筑物等技术问题研究与分析，特别涉及水利工程中一种竖缝式过鱼效果实验系统。 

背景技术

为了应对日益突出的用电需求，世界各国的江河上修建了大量的水利工程以发展水电，例如：大坝。由于在河流上筑坝设闸后，阻断了原河流的连续性，改变了河流固有的自然特性，对闸坝上下游的水环境与水生态环境条件产生比较大的影响。一般而言，隔流闸坝修建后，鱼类栖息地环境因素，如水位、流量、水温等将会出现变化，因而会对鱼类活动产生重要影响，还可能会直接导致某些溯河回游鱼类种群的灭绝。

过鱼建筑物是指让鱼类通过障碍物的人工修建的通道和设施，最早的过鱼建筑物是开凿河道中的礁石、疏浚急滩等天然障碍以沟通鱼类的洄游路线。

鱼道作为过鱼建筑物的一种，是在鱼类洄游时供鱼类通过闸、坝的人工水槽；其主要由进口段，槽身段，出口段和辅助设施等组成。简单的讲，鱼道就是一种供鱼类洄游用的人造水槽。它的形成和发展代表了人们对修建河道工程影响水生生态环境的重视程度的提高，其作用除了改善河道工程对鱼类的不利影响外，更使得许多的鱼类免于灭绝，保障水生生物的连续性和多样性，因而具有重要的生态意义，经济意义和工程意义。

由于现有的过鱼建筑物中鱼道设计目标单一、设计资料不完善，导致了大多数上述所述结构型式的鱼道在设计修建的时候，在考虑诱鱼效果和保持通过鱼道的鱼类体力及延续其发育过程等方面均存在有较大的缺陷；同时，也没有满足当地鱼类对流速、流态的要求，这些因素直接导致了我国大多数鱼道建成后其运行效果不理想。

沙坪二级水电站位于大渡河中游，是以发电为主要任务的水利枢纽工程，其采用河床式开发，属日调节水库。为满足鱼类洄游需求，在坝址修建鱼道，鱼道上下游水位差接近23m。

水力学模型可以按比尺缩放，但鱼类的游动能力和水生生物习性难以进行几何比尺缩放。为了研究鱼类在实际鱼道内洄游的顺畅性，需要对鱼道设计方案进行过鱼效果分析，因此提出了修建沙坪局部1:1的鱼道模型。

发明内容

本发明的目的正是针对现有过鱼建筑物中鱼道所存在的一些问题和不足，而设计一种能对水力学紊流消能问题、鱼类洄游问题以及水力学实验模型演示等进行研究分析的竖缝式过鱼效果实验系统。该竖缝式过鱼效果实验系统与实际鱼道局部工程以1:1的比例，真实地反映了水流在过鱼设施中的流态，确保了过鱼设施内水流流场和鱼类过鱼效果分析的可靠性及准确性。

为实现上述本发明目的，本发明采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

本发明提出的一种竖缝式过鱼效果实验系统，包括水循环系统连接的进水系统，进水系统连接的挡水系统，挡水系统连接的出水系统；按照本发明，所述水循环系统由抽水泵，抽水管，地上水池，尾水管，地下水池，上游控制阀门和下游控制阀门组成；进水系统由上游闸板和上游鱼类休息池组成；挡水系统由若干级单个鱼池组成；出水系统由下游鱼类休息池，下游闸板，下游水流缓冲箱组成；所述水循环系统中地上水池与连接抽水泵的抽水管连接，还与上游控制阀门连接，抽水泵安装于地下水池中，地上水池一端连接进水系统中的上游闸板，上游闸板连接上游鱼类休息池，另一端连接出水系统中的下游鱼类休息池；挡水系统一端连接上游鱼类休息池，另一端连接下游鱼类休息池，下游鱼类休息池连接下游闸板，下游闸板与下游水流缓冲箱连接，下游水流缓冲箱与下游控制阀门连接，下游控制阀门再与尾水管连接，水流通过尾水管实现与地下水池的连接。

上述技术方案中，所述挡水系统中的若干级单个鱼池中均设置有障碍物。

上述技术方案中，所述每级单个鱼池中所设置的障碍物包括L型长挡板和短挡板。

上述技术方案中，所述障碍物中的L型长挡板由垂直于水流上下游方向的横向挡板和平行于水流上下游方向的纵向挡板组成，其体型类似英文字母L。

上述技术方案中，所述障碍物中的L型长挡板和短挡板之间形成每级单个鱼池的竖缝。 

上述技术方案中，所述障碍物中的L型长挡板的底端设置有一鱼洞。

上述技术方案中，所述障碍物中的L型长挡板底端的鱼洞开口位于L型长挡板平行于水流上下游方向的纵向挡板处，且位置在垂直于水流上下游方向的横向挡板和平行于水流上下游方向的纵向挡板的交接处底部。

上述技术方案中，所述障碍物中的L型长挡板和短挡板的底部均固定在地下水池底部，且垂直于水流方向与地下水池边壁相连。

上述技术方案中，所述该竖缝式过鱼效果实验系统与实际鱼道局部工程设计为1:1的比例。