本实用新型专利技术公开了一种鱼道实验装置，涉及过鱼建筑物和模型实验领域。本实用新型专利技术的鱼道实验装置，包括若干级呈阶梯状分布的鱼道单元、鱼道消能系统、鱼道助驱系统及水循环系统组成，其目的是提供一种结构简单、施工方便的过鱼建筑物实验装置，以实现中、高水头水利枢纽的鱼道建筑物模型实验及过鱼控制。本实用新型专利技术的鱼道设施在运行过程中，能够帮助鱼类逐级助驱上溯，具有辅助鱼类在中、高水头水利枢纽洄游上溯而消耗体能小的优点，设计巧妙，能够极大地提高鱼道的过鱼效果。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于过鱼建筑物和模型实验领域，具体地说是涉及一种可应用于中、高水头水利枢纽的鱼道实验装置。
技术介绍
当今，人们为了防洪、发电、供水等目的修建了大量的水利水电工程，大坝提高水位、阻断河流，阻隔生物通道，造成洄游鱼类灭绝。鱼类在河流的洄游路线一旦被水坝阻隔，出现栖息地和种群破碎化，就可能出现流域性灭绝。为了保护天然渔业资源，通过修建鱼道，帮助鱼类洄游已成为主要修复的措施。但由于缺乏对鱼道的结构、水流流态和洄游鱼类的习性和行为的深入了解，导致了大部分鱼道在诱鱼效果和保持过道鱼类体力等方面有较大的缺陷，同时，传统鱼道也难以满足各种鱼类对流速、流态的要求，这些因素直接导致了我国大多数鱼道建成后运行效果不理想。因此，深入开展鱼道结构和鱼道水力特性研究，深刻剖析水利水电工程建设对鱼类等生物的影响机制并实时采取修复措施，可以弥补拦河建筑物对河流迀移回游鱼类的生态影响。目前传统的鱼道一般只适用坝高在20~25m以下的低水头水利枢纽，且鱼上溯过程中需要耗费很大能量。但目前我国建设水利工程的规模越来越大，坝体越来越高，因此迫切需要对适用于高坝的鱼道装置的研究。
技术实现思路
技术目的是为了克服传统鱼道中存在的不足，而提供了一种鱼道实验装置，攻克现有鱼道难以适用于中、高水头水利枢纽的难题，既可以辅助鱼类洄游、提高鱼道的过鱼效果，又可以缩短鱼道长度、减小鱼类上溯过程中的体能消耗。为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现:本技术的鱼道实验装置，包括若干级呈阶梯状分布的鱼道单元、鱼道消能系统、鱼道助驱系统和水循环系统。所述鱼道单元包含鱼道两边壁、上游侧横挡板、拱腔室、下游侧横挡板、鱼道底板、分流底板、分流室、丁坝。所述鱼道两边壁位于鱼道的左右两侧，采用圆弧形，水流平顺，蜿蜒曲折；所述上游侧横挡板、下游侧横挡板、鱼道底板、分流底板的左、右两端分别固定连接在鱼道两边壁上，所述上游侧横挡板下部垂直固定于水平的分流底板后端，上游侧横挡板中部与相邻的上一级鱼道单元的分流底板前端固定连接，上游侧横挡板上部和上一级鱼道单元的鱼道底板前端相固定连接，所述下游侧横挡板与鱼道底板垂直固定连接，下游侧横挡板靠近拱形闸门一侧为弓形凸面，下游侧横挡板另一侧位于鱼道底板以上的部分为WES剖面溢流堰，位于鱼道底板以下的部分为平面。所述拱腔室位于上游侧横挡板、下游侧横挡板之间，拱腔室由上游侧横挡板的弓形凹面、下游侧横挡板弓形凸面、鱼道底板和鱼道两边壁围合而成，使得拱形闸门可以自由在拱腔室上下移动；所述鱼道底板左上方为台阶跌坎，所述鱼道底板正下方为分流室，分流室由分流底板、鱼道底板、下游侧横挡板和上游侧横挡板围合而成，所述丁坝固定连接在鱼道两边壁上。所述鱼道消能系统包括双旁通管、吸音板、丁坝、人造沙波、下游侧横挡板和处于运动状态的拱形闸门，所述双旁通管在鱼道两边壁外侧倾斜30° -45°，连接相邻分流室和台阶跌坎，所述吸音板安放在分流底板上，所述丁坝共有3对，对称布置在鱼道两边壁上，第一对丁坝固定在鱼道单元入口，逆向水流布置，第二对丁坝固定在鱼道两边壁距离鱼道单元入口 1/4处，与水流方向呈120°，第三对丁坝固定于鱼道两边壁3/4处，与水流方向呈130°，所述人造沙波铺设在鱼道底板上，表面粗糙呈波浪状。所述鱼道助驱系统包括拱形闸门、升降机，所述拱形闸门为拱形结构，拱形闸门在升降机的驱动下在拱腔室内上下往复运动，所述升降机固定在分流底板上并连接在拱形闸门下部。所述水循环系统包含上游水箱、下游水箱、水栗、储水池，所述上游水箱矩形出水口固定连接在最上游一级鱼道单元，所述下游水箱进水口固定连接最下游一级鱼道单元，下游水箱出水口与储水池相通，所述上游水箱通过水管与储水池中的水栗相连通。本技术还包括多孔调节阀，所述多孔调节阀安装在上游侧横挡板内部。作为优选，拱形闸门为拱形结构，能够将水流荷载传递拱肩保证闸门的稳定性。作为优选，下游侧横挡板采用WES剖面溢流堰，使得水流更平顺，同时避免鱼道内水流溶解氧过饱和的产生，保护洄游鱼类的生理健康，且WES剖面溢流堰的堰面较瘦，可节省工程量ο作为优选，所述上游侧横挡板相对于同一鱼道单元位于鱼道底板之上的部分为中间空心、两侧栅格状，位于鱼道底板之下的部分为中间空心，靠近升降机的一侧为栅格状弓形凹面、另一侧为实平面，内部装有多孔调节阀，可以实现流量及时分流调节，内部的多孔调节阀和两侧的栅格使得流过上游侧横挡板水流更均匀，有利于拱形闸门的稳定性。在本技术中，所述分流底板与相邻两个上游侧横挡板连接并固定为一个整体，分流底板上铺设有吸音板，减少水流声音对鱼类回溯的干扰；所述鱼道底板与下游侧横挡板及下一级鱼道单元的上游侧横挡板垂直相固定连接。在本技术中，分流室位于鱼道底板正下方，由分流底板、鱼道底板、下游侧横挡板、上游侧横挡板和鱼道两边壁的一部分组成，分流室与下一级鱼道单元的台阶跌坎之间设有相通的双旁通管；所述双旁通管的旁通管入水口位于分流室内，为顺直管进口，双旁通管的旁通管出水口位于下一级鱼道单元的台阶跌坎内，为弯道出水口。本技术的鱼道实验装置在运行过程中通过拱形闸门的上升可以逐渐形成临时性水池，减缓流速，有利于鱼类上行。其中，拱形闸门为拱形结构，荷载的大部分通过拱作用传至鱼道两边壁维持稳定。与现有技术相比，本技术的有益效果是:(1)本技术中的独特鱼道单元结构设计，通过叠加的若干级鱼道单元实现中、高水头水利枢纽工程过鱼，突破了传统鱼道只能实现低水头过鱼的瓶颈，并且本技术在运行过程中各鱼道单元可逐渐形成水池、形成类似天然河流的适宜流态和水动力条件，从而辅助鱼类实现上溯；(2)本技术中的多级助驱方式实现鱼道的连续过鱼，缩短过鱼时间，减小鱼类体能消耗，提尚过鱼效率；(3)本技术中的上游侧横挡板的特殊设定，可以实现流量及时分流调节，内部的多孔调节阀和两侧的栅格使得流过上游侧横挡板水流更均匀平缓，有利于保护拱形闸门的稳定性；(4) 丁坝能够改善水流，消杀水流能量，为鱼类提供暂时休息区，更有利于鱼类的回溯；(5)本技术中的吸音板可以降低水流声音，减小自然水声对鱼类回溯的影响。【附图说明】图1是本技术的整体结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是鱼道实验装置运行中的鱼道单元结构图；图中:1、拱腔室，2、拱形闸门，3、下游侧横挡板，4、上游侧横挡板，5、鱼道底板，6、分流底板，7、吸音板，8、分流室，9、旁通管出水口，10、双旁通管，11、旁通管入水口，12、丁坝，13、多孔调节阀，14、人造沙波，15、升降机，16、上游水箱，17、鱼道两边壁，18、下游水箱，19、水栗，20、储水池。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】对本技术作进一步详细描述: 本申请命名的前、后端是以水从上游流至下游，与水流方向一致，靠近水头的一端为前端，另一端为后端，只是为了说明用，不对本装置加以限制。如图1至图3所示，本技术的鱼道实验装置，由若干级呈阶梯状分布的鱼道单元、鱼道消能系统、鱼道助驱系统和水循环系统组成。鱼道单元包含鱼道两边壁17、上游侧横挡板4、拱腔室1、下游侧横挡板3、鱼道底板5、分流底板6、分流室8、丁坝12。鱼道两边壁17位于鱼道的左当前第1页1&n本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种鱼道实验装置，其特征在于：包括若干级呈阶梯状分布的鱼道单元、鱼道消能系统、鱼道助驱系统、水循环系统，所述鱼道单元包括鱼道两边壁（17）、上游侧横挡板（4）、拱腔室（1）、下游侧横挡板（3）、鱼道底板（5）、分流底板（6）、分流室（8），所述鱼道两边壁（17）位于鱼道的左右两侧，所述上游侧横挡板（4）、下游侧横挡板（3）、鱼道底板（5）、分流底板（6）的左、右两端分别固定连接在鱼道两边壁（17）上；所述上游侧横挡板（4）下部垂直固定于水平的分流底板（6）后端，上游侧横挡板（4）中部与相邻的上一级鱼道单元的分流底板（6）前端固定连接，上游侧横挡板（4）上部和上一级鱼道单元的鱼道底板（5）前端相固定连接；所述下游侧横挡板（3）与鱼道底板（5）垂直固定连接；所述拱腔室（1）位于上游侧横挡板（4）、下游侧横挡板（3）之间，所述鱼道底板（5）上方为台阶跌坎，所述鱼道底板（5）正下方为分流室（8），分流室（8）由分流底板（6）、鱼道底板（5）、下游侧横挡板（3）和上游侧横挡板（4）围合而成；所述鱼道消能系统包括双旁通管（10）、吸音板（7）、丁坝（12）、人造沙波（14）、下游侧横挡板（3）和处于运动状态的拱形闸门（2），用于连接相邻分流室（8）的双旁通管（10）倾斜30°~45°设置于鱼道两边壁（17）外侧，旁通管入水口（11）位于上一级分流室（8）中，旁通管出水口（9）位于下一级分流室（8）中；所述吸音板（7）安装在分流底板（6）上；所述丁坝（12）共有三对，对称布置在鱼道两边壁（17）上，第一对丁坝（12）固定在鱼道单元下游入口侧壁上，沿与主河道水流方向呈180°逆向水流布置，第二对丁坝（12）固定在鱼道两边壁（17）距离鱼道单元下游入口侧壁1/4处，与水流方向呈120°夹角，第三对丁坝（12）固定于鱼道两边壁（17）距离鱼道单元下游入口侧壁3/4处，与水流方向呈130°夹角，所述人造沙波（14）铺设在鱼道底板（5）上，表面粗糙呈波浪状；所述鱼道助驱系统包括拱形闸门（2）、升降机（15），在升降机（15）的驱动下在拱腔室（1）内上下往复运动，所述升降机（15）固定在分流底板（6）上并连接在拱形闸门（2）下部；所述水循环系统包含上游水箱（16）、下游水箱（18）、水泵（19）、储水池（20），所述上游水箱（16）的矩形出水口固定连接在上游一级鱼道单元，所述下游水箱（18）进水口固定连接下游一级鱼道单元，下游水箱（18）出水口与储水池（20）相通，所述上游水箱（16）通过水管与储水池（20）中的水泵（19）相连通。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，曹新，王静，戎贵文，李金书，吉康，万方舟，周锋，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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