一种无水资源损耗、无自由水面的过鱼系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种无水资源损耗、无自由水面的过鱼系统及方法，由大坝、出鱼隧道、进鱼隧道、汇鱼室、出鱼闸、进鱼闸、下游河道、发声单元、发光单元、电源、注料机、注料管、探鱼雷达、总控系统组成。本发明专利技术与现有鱼道设计方法的显著不同在于，该过鱼系统设置有压、无自由水面的过鱼隧道、汇鱼室，不但显著降低鱼道建设与维护费用高，大大节省工程建设用地，而且过鱼几乎不损耗水资源，并提高过鱼效率。所设计的鱼道，同样还可以用于临时泄洪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利工程
，具体地，是，为大坝下游鱼类等水生动物过坝洄游的鱼道设计提供技术方案。
技术介绍
大坝的建设不但为人类储蓄了宝贵的水资源，提供了大量的清洁电力，增强了航运能力和抗洪抗旱能力。而且，大坝的建设却阻止了大坝下游鱼类等水生动物到上游的活动，因此而破坏了原有河道中水生动物的生存与繁殖体系，打破了原有的系统平衡，因此，大坝的建设往往需要建设相应的鱼道，以企求维持原有的水生态平衡或降低大坝工程对水生态的破坏。鱼道的设计主要考虑鱼类的上溯习性。在闸坝的下游，鱼类常依靠水流的吸引进入鱼道。鱼类在鱼道中靠自身力量克服流速溯游至上游。鱼道通常由进口、槽身、出口和诱鱼补水系统组成。现有鱼道的进口多布置在水流平稳，且有一定水深的岸边或电站，溢流坝出口附近。常用的槽身横断面为矩形，用隔板将水槽上、下游的水位差分成若干个小的梯级，板上设有过鱼孔，利用水垫、沿程摩阻、水流对冲和扩散等来消除多余能量。现有常规的鱼道，由于其孔形的不同，又可分为堰式、淹没孔口式、竖缝式和组合式等。鱼道的流速、流态，须适应主要过坝鱼类的习性和溯游能力，使上溯鱼类不过分费力即能通过，以免对鱼类生理机能产生不利影响。鱼道的设计流速，是指设计水头下隔板过鱼孔的流速。此流速应小于鱼类上溯的游速。各隔板过鱼孔的流速应尽量一致。因此，如何减小鱼道的流速，是鱼道设计中的一个重要方向。此外，还有升鱼机，通过机械将鱼搬运到上游水库。经对现有技术文献和专利检索发现，现有的鱼道的主要以各种不同种类的明渠为主，如分级式或迂回式等，或用机械能做功抬升水位减小水头差，或通过加设阻力模块减缓流速，或通过改变鱼道形态减缓流速。经检索，中国专利号:CN201410331257.5，公开(公告)号:CN104088260B，名称:多级助驱式生态鱼道设施及其运行方法，该专利技术公开的技术为:公开了一种多级助驱式生态鱼道设施及其运行方法，涉及过鱼建筑物和水利水电工程生态环境领域，是一种适用于中、高水头水利枢纽的鱼道建筑物及过鱼控制方法。该专利技术的多级助驱式生态鱼道设施包括若干级呈台阶状分布的鱼道单元、鱼道助驱系统、仿生态河流系统、鱼道消能系统和诱鱼监控系统，该鱼道设施在运行时，与计算机自动控制系统配合使用，实现鱼类逐级智能助驱上溯的目的。该专利技术主要的不足之处在于:1、需要耗费大量的、宝贵水资源；2、每一级需要做往复抬升运动，能耗大；3、无法消除水流下泄作用对鱼类洄游产生的阻力影响；4、建设成本高，且运行管理困难。中国专利号:CN201410579860.5，公开(公告)号:CN104294803A，名称:迂回式鱼道，该专利技术公开的技术为:提供了两种形式的迂回式鱼道。两种迂回式鱼道均包括边墙、底板、隔板和导流板，所述边墙位于底板两侧，隔板和导流板设置在边墙内壁上，隔板和导流板将鱼道分隔成若干个池室，各池室之间相通。其中，第一种形式的鱼道设置在大坝侧面的山体上，鱼道下游端位于大坝下游河道的水面之下，鱼道上游端位于大坝上游河道的水面之下，鱼道的形状为螺旋形或类螺旋形；第二种形式的该鱼道由位于大坝下游侧坝体表面的第一部段、位于大坝上游侧坝体表面的第三部段和位于坝体内使所述第一部段和第三部段相通的第二部段组成，鱼道下游端位于下游河道的水面之下，鱼道下游端位于下游河道的水面之下，鱼道的形状为折线形。该专利技术主要的不足之处在于:1、仍为明渠流，无法消除水流下泄作用对鱼类洄游产生的阻力影响；2、需要耗费大量的、宝贵水资源；3、鱼道建设费用高以及建设用地大。中国专利号:CN201410660867.X，公开(公告)号:CN104480913A，名称:一种交错布置隔块结构的生态鱼道，该专利技术公开的技术为:公开了一种交错布置隔块结构的生态鱼道。该生态鱼道包括鱼道侧壁、底板和多个隔块结构等，隔块结构由直段隔板和弧段隔板组成，隔块结构为空心，并在直段隔板和弧段隔板上设置调节流量的过水缝，隔块结构设置在鱼道内侧壁上，直段隔板与内侧壁斜交，相对的两个隔块结构的弧段隔板之间形成扩展段，相邻隔块结构之间间隔一定距离，将鱼道分成多个池室，池室之间通过弧段隔板之间的扩展段相互连通。鱼道侧壁为第一空腔，内部设置有驱动板。该生态鱼道水流自然蜿蜒前行，有效地避免了传统竖缝鱼道竖缝处水流流速较大的不足，能够降低水电水利工程对鱼类洄游的影响，有利于河流的生态保护。该专利技术主要的不足之处在于:1、仍为明渠流，无法消除水流下泄作用对鱼类洄游产生的阻力影响；2、需要耗费大量的、宝贵水资源；3、隔块结构其本身或会成为鱼类洄游的阻碍；3、该类鱼道建设维护费用高。由此可见，大坝的建设阻止了鱼类等水上动物从大坝下游到大坝上游的洄游，现有的鱼道设计太过传统，鱼道建设与维护费用高，工程建设用地较广，不但为过鱼所用水资源量大，而且往往过鱼效果不够理想。对于高坝而言，其问题更为突出，现有的设计方法甚至无法满足过鱼要求。因此，亟待从现代水利的角度出发，为大坝下游鱼类等水生动物过坝洄游的鱼道设计提出新型概念的鱼道设计方法，并达到经济实用、高效环保等多重功效。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是为大坝下游鱼类等水生动物过坝洄游的鱼道设计提供。为实现以上目的，本专利技术提供一种无水资源损耗、无自由水面的过鱼系统，包括出鱼隧道、进鱼隧道、汇鱼室、出鱼闸、进鱼闸、发声单元、发光单元、注料机、注料管、探鱼雷达和总控系统，其中:出鱼隧道设置于大坝中，水库水体直接进入出鱼隧道；出鱼隧道通过出鱼闸后连接汇鱼室，汇鱼室的下游端连接进鱼闸，然后再连接进鱼隧道，进鱼隧道连接到下游河道；发声单元、发光单元设置在汇鱼室、出鱼隧道和进鱼隧道内；注料管一头设置在注料机上、另外一头设置到汇鱼室内；出鱼闸和进鱼闸的动力装置、发声单元、发光单元、注料机、探鱼雷达分别连接到总控系统，由总控系统控制开启关闭。优选地，所述出鱼隧道为由钢筋混凝土建筑或金属或HDPV、HDPE等非金属材料做成的过水过鱼通道，用于提供通道使鱼从里面出来。优选地，所述进鱼隧道为由钢筋混凝土建筑或金属或HDPE、HDPE等非金属材料做成的过水过鱼通道，用于提供通道使鱼从外面进去。优选地，所述汇鱼室为由混凝土建筑的密闭空间，作为鱼群汇集的场所。优选地，所述出鱼闸为控制出鱼隧道中水流和过鱼的水工建筑物，同时用于整个过鱼系统的检修。优选地，所述进鱼闸为控制进鱼隧道中水流和过鱼的水工建筑物，同时用于整个过鱼系统的检修。优选地，所述发声单元为能够发出吸引鱼类和驱赶鱼类不同声音的装置:当发出鱼类喜欢的声音时，吸引下游的鱼类沿进鱼隧道进入汇鱼室；当发出惊吓鱼类的声音时，驱赶汇鱼室内的鱼类沿出鱼隧道进入上游水库。优选地，所述发光单元为能够发出吸引鱼类的灯光装置:当打开汇鱼室和进鱼隧道内发光单元时，吸引下游的鱼类沿进鱼隧道进入汇鱼室；当打开汇鱼室和出鱼隧道内发光单元时，吸引汇鱼室的鱼类沿出鱼隧道进入水库。优选地，所述注料机为向汇鱼室提供鱼饲料的装置，用于使进入汇鱼室内的鱼类有食物扑捉而停留其中，可以通过气体和饲料一起加以输送。优选地，所述注料管为输送鱼饲料的管道，由HDPV或金属材料制成。优选地，所述探鱼雷达为探测鱼群的装置。优选地，所述总控系统为控制门吊、发声单元、发光单元、注料机、探鱼雷达运行启闭的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无水资源损耗、无自由水面的过鱼系统，其特征在于，包括出鱼隧道、进鱼隧道、汇鱼室、出鱼闸、进鱼闸、发声单元、发光单元、注料机、注料管、探鱼雷达和总控系统，其中：出鱼隧道设置于大坝中，水库水体直接进入出鱼隧道；出鱼隧道通过出鱼闸后连接汇鱼室，汇鱼室的下游端连接进鱼闸，然后再连接进鱼隧道，进鱼隧道连接到下游河道；发声单元、发光单元设置在汇鱼室、出鱼隧道和进鱼隧道内；注料管一头设置在注料机上、另外一头设置到汇鱼室内；出鱼闸和进鱼闸的动力装置、发声单元、发光单元、注料机、探鱼雷达分别连接到总控系统，由总控系统控制开启关闭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：喻国良，叶茂，姜跃良，张民曦，
申请(专利权)人：上海交通大学，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31