水動力旋轉門式魚道的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水利水電工程中的過魚設施技術領域，具體涉及一種水動力旋轉門式魚道。
【背景技術】
[0002]魚道是在閘、壩或天然障礙處為溝通魚類洄游通道而設置的一種過魚建筑物。在魚道中設置一定數量的隔板把魚道水槽分割成一系列相互連通的水池，將上下游水位差分為若干級，利用消能減速和控制水流流量等措施創造適合于魚類上溯的流速和流態。這種形式的傳統魚道由于其具有技術相對成熟、可連續過魚、運行費用低、易于管理等特點，目前在國內外的低水頭大壩中被廣泛應用，而對于高水頭大壩，需要很長的魚道才能將流速降低到合適的范圍，需要消耗魚類的體能較大，因此，在壩高高于40m的工程通常選擇魚閘、升魚機等運行費用相當大的機械過魚設施。我國目前在建、已建高壩眾多，高壩工程魚道的設計基本沒有現成經驗可循。此外，我國魚道過魚對象一般為珍貴魚類、鯉科魚類和蝦蟹幼苗，相對于國外魚道一般針對鮭魚、鱒魚等具有強洄游性的魚類，國內過魚對象一般個體較小、洄游能力較弱，需要更低速的水流。因此，推動和促進高壩魚道工程技術進步是我國水電行業水生生態保護工作者面對的重要任務。目前幾乎所有魚道的設計均是采用明渠流形式，基于消能原理降低水流速度以實現魚類溯游，閘壩上下游水位差越大，則流速越難以降低。此外，魚道運行時易受上游水位和流量的影響，流速、流態都不穩定，使過魚效果難以保證。
【發明內容】
[0003]為了克服現有魚道在高壩上應用的困難，本實用新型提供一種水動力旋轉門式魚道。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0005]—種水動力旋轉門式魚道，包括設置在大壩內部的過魚隧洞，其特征在于，本實用新型還包括如下組成部分:
[0006]圓形室，所述圓形室與過魚隧洞的下游端相連通；
[0007]旋轉門，所述旋轉門設置在圓形室內部，旋轉門起到過魚并擋水的作用，旋轉門上設有大量的小孔洞，小孔洞的數量和面積根據所需的魚道水流流速確定；
[0008]水輪，用于為旋轉門的轉動提供動力，所述水輪的進水管與大壩上游水域相連，水輪的出水管與大壩下游水域相連，水輪的轉軸通過減速齒輪與旋轉門的轉軸相連。
[0009]優選的，所述旋轉門的側面固壁在平面上呈一個圓心角為270°的圓弧。
[0010]優選的，所述旋轉門和所述圓形室之間的縫隙內設有數根可轉動的圓柱形滾筒，用于堵住該縫隙并頂托旋轉門同時又不影響旋轉門的轉動。
[0011]優選的，所述水輪的進水管上設有閥門，用于控制水輪的轉速。
[0012]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型可大大縮短魚道長度，容易降低魚道內水流流速，魚類通過時體能消耗較少，對壩高的適應能力強；此外，所述過魚隧洞的進水口可以設置在大壩上游水面一定深度之下，使得魚道運行不受壩上水位的限制，從而與水庫來水及水利樞紐運行之間的協調性較好。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的整體結構平面示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的整體結構側面示意圖；
[0015]圖3為水輪的側面示意圖。
[0016]圖中:1-過魚隧洞，2-旋轉門，3-圓形室，4-滾筒，5-進水管，6-閥門，7-水輪，8-出水管，9-減速齒輪。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型的結構做進一步說明。
[0018]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型主要由過魚隧洞1、旋轉門2、圓形室3和水輪7組成。過魚隧洞I的上游端與大壩上游水域相連通，過魚隧洞I的下游端與圓形室3相連通，過魚隧洞I的進水口設在大壩的中間高度上，以便保證在枯水季節和豐水季節該進水口都能淹沒在水面之下，以解決現有魚道常見的過魚與水庫來水之間協調性不佳的問題。圓形室3在過魚隧洞I方向和下游水體方向設有兩個圓心角為90°的對稱缺口。在過魚隧洞I和圓形室3內可設置一些誘魚設施(如燈光、超聲波等)以利用魚類習性引誘其進入魚道。旋轉門2設置在圓形室3內部，旋轉門2的側面固壁在平面上呈一個圓心角為270°的圓弧，形成一個圓心角為90°的缺口，旋轉門2上設有大量的小孔洞。旋轉門2和圓形室3之間的縫隙內設有4根可轉動的圓柱形滾筒4。水輪7豎向放置，設有8個葉片，水輪7安置在一個方形水箱內，水輪7的進水管5與大壩上游水域相連，水輪7的出水管8與大壩下游水域相連，水輪7的進水管5上設有閥門6，水輪7的轉軸通過一套螺旋錐減速齒輪9與旋轉門2的轉軸相連，達到減速并省力的效果。
[0019]下面結合附圖對本實用新型的工作過程做詳細說明。
[0020]調整水輪7進水管5上閥門6的開度，通過水輪7流量控制使得旋轉門2的轉速適合過魚對象的通行。當旋轉門2缺口轉到圓形室3水流出口時，魚類在洄游本能驅動和誘魚設施引誘下進入圓形室3，旋轉門2繼續旋轉逐漸關閉圓形室3水流出口，此后，旋轉門2缺口轉到圓形室3水流進口，魚類則可以游出圓形室3而進入過魚隧洞1，最終沿過魚隧洞游到大壩上游水域。
[0021]試驗研究
[0022]為了研究本實用新型的可行性，發明人加工制作了本魚道的物理模型，并進行了過魚試驗。模型主要采用有機玻璃材料制作，圓形室3內徑為24cm，內部空間高度為7cm ;旋轉門2與圓形室3之間的縫隙為1mm，在旋轉門2上開設有相互之間間距為2.5cm的孔徑為2_的小圓孔；過魚隧洞I的過水斷面尺寸為8cmX6cm，過魚隧洞I的總高度為40cm ；過魚隧洞I的進水口和圓形室3的出水口均連接了一個大水箱(分別稱為“上水箱”和“下水箱”)，以用來表示大壩的上游水域和下游水域。過魚試驗時在下水箱一次性投放了 20條小的草金魚，該魚喜歡四處游動，通過20分鐘的觀察，發現共有8條小魚進入了旋轉門，其中5條游到了上水箱完成洄游。試驗結果證明了本實用新型可以實現魚類的洄游，具有較好的可行性。由于實驗所用魚類沒有洄游的渴望，因而模型試驗中過魚效果還不是十分理雄
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【主權項】
1.一種水動力旋轉門式魚道，包括設置在大壩內部的過魚隧洞，其特征在于，本實用新型還包括如下組成部分: 圓形室，所述圓形室與過魚隧洞的下游端相連通； 旋轉門，所述旋轉門設置在圓形室內部，旋轉門起到過魚并擋水的作用，旋轉門上開有大量的小孔洞，小孔洞的數量和面積根據所需的魚道水流流速確定； 水輪，用于為旋轉門的轉動提供動力，所述水輪的進水管與大壩上游水域相連，水輪的出水管與大壩下游水域相連，水輪的轉軸通過減速齒輪與旋轉門的轉軸相連。2.根據權利要求1所述的水動力旋轉門式魚道，其特征在于:所述旋轉門的側面固壁在平面上呈一個圓心角為270°的圓弧。3.根據權利要求1所述的水動力旋轉門式魚道，其特征在于:所述旋轉門和所述圓形室之間的縫隙內設有數個滾筒，用于堵住該縫隙并頂托旋轉門同時又不影響旋轉門的轉動。4.根據權利要求1所述的水動力旋轉門式魚道，其特征在于:所述水輪豎向放置。5.根據權利要求1所述的水動力旋轉門式魚道，其特征在于:所述水輪的進水管上設有閥門，用于控制水輪的轉速。
【專利摘要】一種水動力旋轉門式魚道，主要包括過魚隧洞、圓形室、旋轉門和水輪。過水隧洞設置在大壩內部，圓形室與過魚隧洞的下游端相連通，旋轉門安放在圓形室內，旋轉門的側面固壁在平面上呈一個圓心角為270°的圓弧，旋轉狀態下圓形室內部空間交替著與過魚隧洞和大壩下游水體相連通，實現過魚并擋水的目的，旋轉門設有大量的小孔洞以控制魚道內水流流速，水輪的轉軸通過減速齒輪與旋轉門的轉軸相連，起到為旋轉門的轉動提供動力的作用。本實用新型對壩高的適應能力強，與水庫來水及水利樞紐運行之間的協調性較好。
【IPC分類】E02B8/08
【公開號】CN204825814
【申請號】CN201520513224
【發明人】肖柏青, 劉許柯, 戎貴文, 胡奧, 李 杰, 宋昊, 許成成
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月14日