[发明专利]双轴可调控竖缝式鱼道及其运行方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，涉及鱼道结构及其运行方法，具体涉及一种双轴可调控竖缝式鱼道及其运行方法。

背景技术

随着我国经济社会的全面发展，人们意识到水力发电在带来经济效益的同时，也对鱼类种质交流通道形成了隔阻，造成了生境的破碎化。随着环保政策的不断完善以及建设项目环境监管力度的不断加大，通过修建鱼道为鱼类提供洄游通道，已逐渐成为水电工程水生生态保护的重要措施之一。

鱼道的设计主要考虑鱼类的洄游(逆流上行或顺流下行)习性，鱼逆流上溯时，鱼类常依靠闸坝下游水流的吸引进入鱼道，鱼类在鱼道中靠自身力量克服流速溯游至上游。目前鱼道按其结构型式分为原生态式鱼道、槽式鱼道、特殊结构型式鱼道、池室式鱼道(又称隔板式鱼道)。原生态式鱼道很接近天然河道的情况，主要依靠延长水流路径和增加糙率来消能；槽式鱼道主要通过在槽壁和槽底布置间距甚密的各类阻板和砥坎，消杀能量，减低流速，但该类型鱼道水流紊动剧烈；特殊结构型式鱼道具有独特的结构型式，通常仅为那些能爬行、能粘附、善于穿越草丛缝隙的水生物上溯而设；池室式鱼道利用隔板水垫、水流对冲、扩散及沿程摩阻来消能，创造适合于鱼类洄游的流态，因此是目前国内外使用最多的鱼道型式。

目前，所采用的池室式鱼道结构包括鱼道边墙和多个隔板，所述隔板设置在鱼道边墙上，所述隔板将鱼道分成多个池室，消能过程基本依靠隔板，造成隔板前水流流态比较复杂，严重影响过鱼通道的水流，不利于鱼的洄游。例如，申请号为201210264529.5的发明专利申请，公开了一种隔板上设有透水穿孔或缝，透水穿孔或缝能透水，但不能通过鱼类。另有申请号为201120307777.4的实用新型专利，公开了一种结构简单的可调控竖缝式鱼道结构，安装于其中一侧侧壁上的隔板与另一侧侧壁之间留有间隙，该间隙与相邻两隔板之间的空隙连成“Z”字型的过鱼通道。这些鱼道结构中，隔板后的消能区严重影响过鱼廊道的水流形态，并且竖缝区正是消能区，其水流形态都很差，不利于鱼的洄游。现有技术中，鱼道设计将消能区和鱼的通道都没有区分。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种鱼道结构及其运行方式，使消能区与鱼的洄游区不重合，使鱼洄游区的水流态稳定，并提高挡板的消能效果，利于鱼的洄游。

本发明解决以上技术问题所采用的技术方案是：

一种双轴可调控竖缝式鱼道，包括侧壁、底板、齿轮轨道、纵向齿轮、若干对挡板、支墩、水平齿轮、可调开度的过水孔、过鱼廊道以及操作间；

所述的齿轮轨道分别位于侧壁靠近池室一侧的壁面上，所述的纵向齿轮位于齿轮轨道上，并可沿其运动；所述支墩通过纵向齿轮与侧壁连接，纵向齿轮转动带动挡板沿侧壁滑动，从而调节两对挡板间形成的池室的长度；

每对挡板包括长挡板和短挡板，在同一侧沿水流方向，长挡板和短挡板交替出现；长挡板和短挡板均通过水平齿轮和轴连接在支墩上，通过水平齿轮的转动带动轴转动，进而调节长挡板和短挡板与侧壁的夹角；所述长挡板和短挡板上均设有可调开度的过水孔和过鱼廊道。

其中，纵向齿轮是指齿轮轴位于水平方向，并且齿轮在竖直方向转动同时沿着位于水平面方向的齿轮轨道啮合传动的齿轮，水平齿轮是指齿轮轴位于竖直方向，并且在水平面方向转动同时沿着支墩上圆弧轨道啮合传动的齿轮。操作间位于侧壁的顶部平台上，每块挡板上设有起闭机，启闭机用于开启或关闭可调开度的过水孔以及过鱼廊道上的闸门。侧壁的上游有总闸门，通过闸门的开启和闭合来开闭来控制鱼道中的水量。

进一步地，所述挡板的横截面为L形，所述长挡板和短挡板均用不锈钢钢板制成，外包有仿生防撞层，底部有仿生润滑层；在垂直水流方向，长挡板和短挡板成对出现，且两挡板与侧壁形成夹角。挡板下游面上均安装有摄像头，实时监测水流和过鱼情况。

进一步地，长挡板与短挡板的长度之和等于池室的总宽度，长挡板与短挡板合起来后可以阻止上一池室的水流入下一个池室。

进一步的，可调开度的过水孔上均设置有闸门，通过闸门的开启或闭合来控制流入下一个池室的流量；可调开度的过水孔位于长挡板和短挡板上部，其均安装有闸门。可调开度的过水孔靠近上游的一端侧均安装有拦隔网或防护网，防止鱼类进入可调开度的过水孔。同时，长挡板上可调开度的过水孔数量比短挡板上的要多；过鱼廊道位于挡板的靠近侧壁部的下方，且顺水流方向看，过鱼廊道中轴线与水流方向成锐角。同时，长挡板上的过鱼廊道尺寸比短挡板上的要大，并且过鱼廊道内的顶部面上装有吸引鱼的光源，而底部面上装有可以吸引鱼的水草，进而吸引鱼从过鱼廊道通过。