[发明专利]一种仿自然过鱼通道结构及其设计方法

说明书

本发明提供了一种仿自然过鱼通道结构，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。本发明能在综合鱼类行为学信息、河道水文信息和基本水力学情况下提供坝堰拆除后河道修复以及仿自然过鱼通道，可有效保证岩石堰稳定性、河道原生态性和鱼类可通过性。

技术领域

本发明涉及一种仿自然过鱼通道结构及其设计方法，属于河道修 复、水生动物保护技术领域。

背景技术

我国各类水库数量从新中国成立前的1200多座，增加到98000座。 一座座挡水建筑物建造在河道中，迫使河流生境破碎化，限制了水生 动物活动区域，阻隔了水生动物基因交流。为了实现在开发中保护， 在保护中开发。近年来针对大型水利水电项目进行的鱼类保护措施 有：水生动物栖息地保护、生态流量保障措施、分层取水、过鱼设施 修建、鱼类增殖放流等。其中过鱼设施中的仿自然通道不但兼顾过鱼 对象种类多，又因其建造材料为河道石材而与自然景色融为一体，具 有可观赏性。

另外，恢复河流自然生态的拆坝计划正在我国实行，目前拆除对 象主要包括报废水库、小水电站和挡水堰，在拆除对象被拆除后就面 临河道自然生态恢复问题，其中还原河道样貌是基本问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种仿自然过鱼通道结构及 其设计方法，该仿自然过鱼通道结构及其设计方法能在综合鱼类行为 学信息、河道水文信息和基本水力学情况下提供坝堰拆除后河道修复 以及仿自然过鱼通道。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种仿自然过鱼通道结构，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。

所述拱形堰的缺口形成的通道有坡度，且坡度小于1:15。

所述拱形堰的堰拱长为池室平均宽度的1.2～1.8倍。

所述拱形堰由石块砌成。

所述拱形堰上任意位置堰高小于等于石块高度。

本发明还提供一种仿自然过鱼通道结构的设计方法，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形成的通道的设计阈值；

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：根据相邻两级水池水面差确定池室数量，根据 通道上下游水头总落差和通道坡度确定通道总长度，并通道总长度和 池室数量确定池室长度；

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。