[发明专利]一种仿自然过鱼通道结构及其设计方法

权利要求书

1.一种仿自然过鱼通道结构，其特征在于：包括多段设置于河道中的拱形堰，所述拱形堰将河道分隔为多个池室，拱形堰为向上游凸起的弧形，在拱形堰中段位置上有缺口，缺口的底部至拱形堰顶之间的高度不小于过鱼对象体形最大鱼种体高的2倍，缺口的宽度不小于过鱼对象体形最大鱼种体长的2倍。

2.如权利要求1所述的仿自然过鱼通道结构，其特征在于：带缺口的拱形堰形成的通道有坡度，且坡度小于1:15。

3.如权利要求1所述的仿自然过鱼通道结构，其特征在于：所述拱形堰的堰拱长为池室平均宽度的1.2～1.8倍。

4.如权利要求1所述的仿自然过鱼通道结构，其特征在于：所述拱形堰由石块砌成。

5.如权利要求4所述的仿自然过鱼通道结构，其特征在于：所述拱形堰上任意位置堰高小于等于石块高度。

6.一种仿自然过鱼通道结构的设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

①基本信息收集：获取鱼类种类、体形特征和克流能力的数据，并通过上述数据确定拱形堰的缺口几何尺寸和设计阈值；

②水文特征确定：根据河道流量频率曲线确定设计年限内河道最大流量，确定设计高流量、设计中流量和设计低流量；根据水文资料和现场测量确定上游水位和下游水位；

③池堰几何尺寸：根据通道上下游水头总落差和通道坡度确定通道总长度，进一步根据相邻两级水池水面差确定池室数量，并通道总长度和池室数量确定单级池室长度；

④初始高流量情况下水力指标评价：在忽略拱形堰的缺口，在流量为Q₀₅情况下进行水力计算；

⑤低流量情况下水力指标评价：在假设水流全部从缺口通过、缺口水深等于拱形堰缺口底部至拱形堰顶高度d_N的情况下进行水力计算；

⑥中流量情况下复合堰水力指标评价：在同时考虑堰顶和堰缺口，流量为Q₅₀的情况下进行水力计算；

⑦高流量情况下复合堰水力指标评价：在同时考虑堰顶和堰缺口，流量为Q05的情况下进行水力计算。

7.如权利要求6所述的仿自然过鱼通道结构的设计方法，其特征在于：所述初始高流量Q05有如下公式：

其中，W_W为拱形堰的拱长，H_W为堰顶水深。

8.如权利要求6所述的仿自然过鱼通道结构的设计方法，其特征在于：所述高流量Q₀₅情况下复合堰水力计算有如下公式：

其中，W_W为堰拱长、W_N为拱形堰缺口宽度，d_N为拱形堰缺口底部至堰顶高度，H_W为堰顶水深。