專利名稱：豎縫式魚道結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及魚道結構領域，尤其是一種豎縫式魚道結構。
背景技術：
水電水利工程的建設能夠為人類提供較為清潔的能源，然而在實際實施過程中，其對生態環境的影響是非常巨大的，特別是對當地河流生態的影響，大壩的建成提高了水位，阻斷了河流，使得魚類難以洄游，特別是對于需洄游產卵的魚類幾乎帶來了滅頂之災，因此，目前較為成熟的技術是在水電水利工程中修建魚道，從而使得魚類能夠順利洄游。魚道作為減緩魚類受水電水利工程阻隔影響的生態修復措施，越來越受到社會各界和環保行政主管部門的關注。魚道的設計主要考慮魚類的上溯習性，在閘壩的下游，魚類常依靠水流的吸引進入魚道，魚類在魚道中靠自身力量克服流速溯游至上游。魚道由進ロ、槽身、出口和誘魚補水系統組成。進ロ多布置在水流平穩，且有一定水深的岸邊或電站，溢流壩出ロ附近，常用的槽身橫斷面為矩形，用隔板將水槽上、下游的水位差分成若干個小的梯級，板上設有過魚孔，利用水墊、沿程摩阻、水流對沖和擴散來消除多余能量，由于孔形不同，又可分為堰式、淹沒孔ロ式、豎縫式和組合式等。根據國內水電工程的特點以及洄游魚類的特性，魚道結構一般選擇豎縫式，目前，所采用的豎縫式魚道結構如圖I所示，包括魚道側壁和隔板結構，所述隔板結構設置在側壁上，所述隔板結構將魚道分成多個池室，所述隔板結構包括長隔板和短隔板，所述長隔板與所述短隔板相對設置，所述長隔板與所述短隔板之間預留有池室豎縫，所述池室之間通過池室豎縫相互連通，魚類通過池室豎縫逆流而上，這種豎縫式魚道結構利用相對布置的長隔板、短隔板將魚道分割成多個池室，上ー個池室內水流通過池室豎縫進入到下一個池室后，水流碰到長隔板和短隔板形成回流區，與后面的水流摻混，起到消能的作用，進而降低水流的流速，從而減小洄游的魚類受到的阻力，使魚類更容易的穿過魚道，但是，在實際使用過程中發現，現有豎縫式魚道結構的池室中的水流沒有得到充分摻混，消能效果較差，造成豎縫處水流流速較大，使得洄游的魚類受到的阻力較大，導致魚類穿過魚道困難增加，進而魚類穿過魚道的數量就會減少，使得水電水利工程對魚類洄游的影響較大，不利于河流的生態保護，而且，現有的隔板端頭的拐角為直角，魚類在通過池室豎縫時容易受到機械性損傷。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種消能效果較好的豎縫式魚道結構。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是該豎縫式魚道結構，包括魚道側壁和隔板結構，所述隔板結構設置在側壁上，所述隔板結構將魚道分成多個池室，所述隔板結構包括長隔板和短隔板，所述長隔板與所述短隔板相對設置，所述長隔板與所述短隔板之間預留有池室豎縫，所述池室之間通過池室豎縫相互連通；所述長隔板形成池室豎縫的一端設置有鉤狀墩頭，以水流方向為參考，該鉤狀墩頭是面向水流來向的。
進ー步的是，所述鉤狀墩頭由四分之一的圓弧面和垂直于隔板的平面組成。進ー步的是，所述鉤狀墩頭的圓弧面半徑為所述池室豎縫寬度的I. 5倍。進ー步的是，所述池室寬度為池室豎縫寬度的8倍，池室長度為池室豎縫寬度的10倍。進ー步的是，所述長隔板的長度為所述池室寬度的1/2。進ー步的是，所述池室豎縫向所述長隔板方向傾斜，所述短隔板位于所述長隔板之后，并且所述短隔板面向水流的面與所述長隔板背對水流的面位于同一魚道橫截面上。進ー步的是，所述池室豎縫傾斜的角度為45度。本發明的有益效果是通過在長隔板形成池室豎縫的一端設置鉤狀墩頭，并且該鉤狀墩頭是面向水流來向的，上一個池室內水流通過池室豎縫進入到下一個池室后，水流碰到長隔板和短隔板形成回流區，與后面的水流摻混，水流在通過池室豎縫前，還需要繞流過鉤狀墩頭，然后再從池室豎縫流動到下ー個池室內，水流在繞流過程中，會進ー步的與后面的水流摻混，使水流充分摻混，提高消能效果，避免池室豎縫處水流流速較大，減小洄游的魚類受到的阻力，使得魚類穿過魚道更加容易，進而魚類穿過魚道的數量就會増加，降低水電水利工程對魚類洄游的影響，有利于河流的生態保護。
圖I是現有技術的豎縫式魚道結構示意圖；圖2是本發明豎縫式魚道結構的示意圖；圖3是本發明的尺寸標示圖；圖中標記說明側壁I、隔板結構2、長隔板21、短隔板22、鉤狀墩頭23、池室豎縫24、池室3、池室的寬度H、池室的長度L、池室豎縫的傾斜角度a、長隔板的長度D、鉤狀墩頭的圓弧面半徑R、池室豎縫的寬度B。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步說明。如圖2、3所示，該豎縫式魚道結構，包括側壁I和隔板結構2，所述隔板結構2設置在側壁I上，所述隔板結構2將該魚道分成多個池室3，所述的隔板結構2包括長隔板21和短隔板22，所述長隔板21與所述短隔板22相對設置，所述長隔板21與所述短隔板22之間預留有池室豎縫24，所述池室3之間通過池室豎縫24相互連通；所述長隔板21形成池室豎縫24的一端設置有鉤狀墩頭23,以水流方向為參考,該鉤狀墩頭23是面向水流來向的。魚道中的各池室3均依靠隔板結構2進行分隔，長隔板21與短隔板21相對設置，即其各自開放的一端相対，從而形成池室豎縫24，池室豎縫24寬度B最小值為最大過魚對象體長的ニ分之一，由于隔板結構2的存在，從而阻擋了魚道中的水流，使得魚道的流量極大的減少，同時，各池室3相對較為獨立，因此保證魚道內各個空間的水流較為平穩。水流基本都是從池室豎縫24中通過的，通過在長隔板21形成池室豎縫24的一端設置鉤狀墩頭23，并且該鉤狀墩頭23是面向水流來向的，上一個池室3內水流通過池室豎縫24進入到下一個池室3后，水流碰到長隔板21和短隔板22形成回流區，與后面的水流摻混，水流在通過池室豎縫24前,還需要繞流過鉤狀墩頭23,然后再從池室豎縫24流動到下一個池室3內，水流在繞流過程中，會進ー步的與后面的水流摻混，使水流充分摻混，提高消能效果，避免池室豎縫27處水流流速較大，減小洄游的魚類受到的阻力，使得魚類穿過魚道更加容易，進而魚類穿過魚道的數量就會増加，降低水電水利工程對魚類洄游的影響，有利于河流的生態保護。具體的，所述鉤狀墩頭23由四分之一的圓弧面和垂直于隔板的平面組成。圓弧面可以防止魚類在穿過池室豎縫24時被長隔板21劃傷，同時圓弧面可以平穩的導向水流，避免水流撞擊形成的局部旋流。垂直于隔板的平面背向短隔板22，從而使水流撞擊的旋流限定在該平面與其相對的側壁形成的空間內，從而快速消能，使得水流平緩。具體的，所述鉤狀墩頭23的圓弧面半徑R為所述池室豎縫24寬度B的I. 5倍。控制鉤狀墩頭23的圓弧面半徑R為池室豎縫24寬度B的比例可以控制鉤狀墩頭23的消能效果，為了達到最佳的消能效果，將鉤狀墩頭23的圓弧面半徑R設計為池室豎縫24寬度B的I. 5倍。為了更進ー步的提高豎縫式魚道結構的消能效果，所述池室3寬度H為池室豎縫
24寬度B的8倍，池室3長度L為池室豎縫24寬度B的10倍。所述長隔板21的長度D為所述池室3寬度H的1/2。另外，上述池室豎縫24向所述長隔板21方向傾斜，所述短隔板22位于所述長隔板21之后，并且所述短隔板22面向水流的面與所述長隔板21背對水流的面位于同一魚道橫截面上。長隔板21長于短隔板22，池室豎縫24采用傾斜設置會將水流導向到靠近長隔板21的空間，此時，使得水流的流向偏離了魚道中水的整體流向，從而使得水的動能得到抵消，同時長隔板21與側壁形成的空間較大，使得水流在其中逐漸與側壁、水流碰撞消能減速，從而使得魚道中的水流整體較為緩和，利于魚類洄游。所述池室豎縫24傾斜的角度a可以根據實際情況而定，作為優選的，所述池室豎縫24傾斜的角度a為45度，可以使豎縫式魚道結構的消能效果達到最好。實施例在本發明所述的豎縫式魚道結構上選取三個池室豎縫24并檢測各自池室豎縫24處的水流流速，在現有技術的豎縫式魚道結構上也選取三個池室豎縫24并檢測各自池室豎縫24處的水流流速，而且本發明選取的三個池室豎縫24與現有技術選取的三個池室豎縫24在各自的魚道中的位置相同，并成對編號為1#、2#、3#,即位于同一位置的池室豎縫24編號相同。下表為本發明所述的豎縫式魚道結構與現有技術的豎縫式魚道結構的池室豎縫24處的水流流速對比較表
權利要求
1.豎縫式魚道結構，包括魚道側壁(I)和隔板結構(2)，所述隔板結構(2)設置在側壁(I)上，所述隔板結構(2)將魚道分成多個池室(3)，所述隔板結構(2)包括長隔板(21)和短隔板(22)，所述長隔板(21)與所述短隔板(22)相對設置，所述長隔板(21)與所述短隔板(22)之間預留有池室豎縫(24)，所述池室(3)之間通過池室豎縫(24)相互連通；其特征在于所述長隔板(21)形成池室豎縫(24)的一端設置有鉤狀墩頭(23)，以水流方向為參考，該鉤狀墩頭(23 )是面向水流來向的。
2.如權利要求I所述的豎縫式魚道結構，其特征在于所述鉤狀墩頭(23)由四分之一的圓弧面和垂直于隔板的平面組成。
3.如權利要求I所述的豎縫式魚道結構，其特征在于所述鉤狀墩頭(23)的圓弧面半 徑為所述池室豎縫(24)寬度的I. 5倍。
4.如權利要求3所述的豎縫式魚道結構，其特征在于所述池室(3)寬度為池室豎縫(24)寬度的8倍，池室(3)長度為池室豎縫(24)寬度的10倍。
5.如權利要求4所述的豎縫式魚道結構，其特征在于所述長隔板(21)的長度為所述池室(3)寬度的1/2。
6.根據權利要求I至5中任意一項權利要求所述的豎縫式魚道結構，其特征在于所述池室豎縫(24)向所述長隔板(21)方向傾斜，所述短隔板(22)位于所述長隔板(21)之后，并且所述短隔板(22)面向水流的面與所述長隔板(21)背對水流的面位于同一魚道橫截面上。
7.如權利要求6所述的豎縫式魚道結構，其特征在于所述池室豎縫(24)傾斜的角度為45度。
全文摘要
本發明公開了一種消能效果較好的豎縫式魚道結構。該豎縫式魚道結構，包括魚道側壁和隔板結構，所述隔板結構設置在側壁上，所述隔板結構將魚道分成多個池室，所述隔板結構包括長隔板和短隔板，所述長隔板與所述短隔板相對設置，所述長隔板與所述短隔板之間預留有池室豎縫，所述池室之間通過池室豎縫相互連通；所述長隔板形成池室豎縫的一端設置有鉤狀墩頭。該豎縫式魚道結構能夠使水流充分摻混，提高消能效果，避免豎縫處水流流速較大，減小洄游的魚類受到的阻力，使得魚類穿過魚道更加容易，進而魚類穿過魚道的數量就會增加，降低水電水利工程對魚類洄游的影響，有利于河流的生態保護。適合在魚道結構領域推廣應用。
文檔編號E02B8/08GK102747716SQ201210258999
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者周小波, 夏勇, 張連明, 李亞農, 王麗, 王澤溪, 職小前, 蔣紅, 郎建, 陳靜 申請人:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院