本发明专利技术涉及一种鱼道进口处河道流场的调整方法和系统，包括分流墙，分流墙的水平截面形状为纵向轴线为直线的长条形，分流墙的纵向轴线与河道流向成一定角度，分流墙的起始端与设置鱼道进口的河岸保持一定距离，分流墙的高度自水底直到高出水面。本发明专利技术采用流场调整设施将鱼道进口处的水流流场分为外侧流场和内侧流场，在内侧流场产生适宜洄游鱼类的流场，同时防止外侧流场对内侧流场产生干扰，利用分流入口高流速带阻挡鱼类越过鱼道进口。本发明专利技术利用河道水流动力调整流场，有效调整河道局部流场，适宜于目标鱼类洄游聚集，为鱼道进口布置提供便利。本发明专利技术所设置的流场调整设置结构简单，施工量小，无需太多维护，经济适用于各种水工工程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种鱼道进口处河道流场的调整方法和系统，是一种水工方法和设施，是一种用于河流生态保护鱼类的水工方法和设施。
技术介绍
通常而言，鱼道进口处的水流流场应当满足两方面的条件：一是适合于鱼类聚集，二是能使鱼类快速发现鱼道进口。受水流条件与地形条件的影响，实际闸坝工程的下游河道流场结构十分复杂多变，给鱼道进口位置选择与设计提出了巨大挑战。鱼道进口处于水坝下游，通常流速较大，鱼道进口选址时，虽然可以尽量选取水流平稳的位置，但在多数情况下，河岸的任何干扰都会造成紊流，阻碍鱼类的聚集，以及影响鱼类找到鱼道进口，其结果对鱼类往往是灾难性的。为此，调整鱼道进口附近的水流流场是一个需要解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种鱼道进口处河道流场的调整方法和系统。所述的方法和系统通过在鱼道进口设置流场调整设施，调整或改变闸坝下游河道局部流场结构，是优化鱼道进口设计的有效途径。本专利技术的目的是这样实现的：一种鱼道进口处河道流场的调整方法，为：在河流沿岸的鱼道进口处上游设置流场调整设施，所述的流场调整设施使鱼道进口形成内侧流场与外侧流场两个流场分区，通过流场调整设施形状和水流入口过流面积的参数调整，调控内侧流场的水流流速量值大小及其分布，并阻挡外侧流场对内侧流场的负面影响，从而获得适宜于布置鱼道进口的水流流场结构。一种根据上述方法而设计的鱼道进口处河道流场的调整系统，所述的系统包括：所述流场调整设施为分流墙，所述的分流墙的水平截面形状为纵向轴线为直线的长条形，所述的分流墙的纵向轴线与河道流向成一定角度α，所述分流墙的起始端与设置鱼道进口的河岸保持一定距离L，所述分流墙的高度自水底直到高出水面。进一步的，所述的分流墙的纵向轴线与河道流向之间的角度α为10-30度。进一步的，所述的分流墙的起始端与设置鱼道进口的河岸之间的距离L为不小于1米。进一步的，所述的分流墙纵向轴线的长度b为1-10倍的L。进一步的，所述的分流墙起始端与河岸之间设置至少一块拦门石。进一步的，所述的分流墙末端连接潜坝。进一步的，所述的潜坝的水平截面形状为纵向轴线为直线的长条形，所述的潜坝的纵向轴线与分流墙的纵向轴线向河流中心一侧偏离一定角度θ，所述潜坝的高度自水底直到低于水面一段距离。进一步的，所述的潜坝的纵向轴线与分流墙的纵向轴线向河流中心一侧偏离的角度θ为90-100度。进一步的，所述的潜坝顶端到水面的距离为100-500毫米。本专利技术产生的有益效果是：：本专利技术采用流场调整设施将鱼道进口处的水流流场分为外侧流场和内侧流场，在内侧流场产生适宜洄游鱼类的流场，同时防止外侧流场对内侧流场产生干扰，利用分流入口高流速带阻挡鱼类越过鱼道进口。本专利技术利用河道水流动力调整流场，有效调整河道局部流场，适宜于目标鱼类洄游聚集，为鱼道进口布置提供便利。本专利技术所设置的流场调整设置结构简单，施工量小，无需太多维护，经济适用于各种水工工程，不仅对于待建工程，对于已建工程的改善与完善同样具有重要的应用价值。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的实施例二所述鱼道进口处水流调整设施为分水墙的结构示意图；图2是本专利技术的实施例六所述鱼道进口处水流调整设施为分水墙和拦门石的结构示意图；图3是本专利技术的实施例七所述鱼道进口处水流调整设施为分水墙并带有拦门石及潜坝的结构示意图；图4是本专利技术的实施例十所述分水墙与潜坝衔接位置的立面示意图。具体实施方式实施例一：本实施例是一种鱼道进口处河道流场的调整方法，为：在河流沿岸的鱼道进口处上游设置流场调整设施，所述的流场调整设施使鱼道进口形成内侧流场与外侧流场两个流场分区，通过流场调整设施形状和水流入口过流面积的参数调整，调控内侧流场的水流流速量值大小及其分布，并阻挡外侧流场对内侧流场的负面影响，从而获得适宜于布置鱼道进口的水流流场结构。本实施例所述的流场调整方式主要是针对一种河道主流偏向布置鱼道河岸一侧，或者河道主流比较均匀，但是整体水流流速超过了洄游鱼类的极限流速，鱼类不能逆流而上的初始流场。鱼道进口处的流场调整设施的作用有两个：一个作用是将鱼道进口处的部分区域与整个河道隔开，产生外侧流场和内侧流场，尽管不能完全隔离，但至少可以产生一个与整个河道流场不同的流场区域。另一个作用是在分割的区域中生成易于吸引鱼类的流场，便于鱼类聚集并进入鱼道。外侧流场基本保持原河道的流场，而内侧流场则根据需要，在调整设施的作用下，产生与外侧流场不同的流场参数。内侧流场的主要流场调整参数为水流流速量值大小及其分布，即使内侧流场的水流流速达到吸引鱼类的数值，并通过调整设施中各个元素的变化，形成流场流速的分别变化，增强吸引鱼类的作用。鱼道进口处的流场调整设施可以是分流墙或其他能够产生将水流区域分割的设施。分流墙可以是直线，也可以是曲线，也可以是折线。为改变流场，除分流墙还可以增设拦门石、潜坝等设施，用于改变内侧流场的流量参数和流场分布。总之，分出内外流场的情况下，可以使用各种水工设施，改变内侧流场，用以吸引鱼类进入鱼道。实施例二：本实施例是一种根据实施例一所述方法而设计的鱼道进口处河道流场的调整系统，如图1所示。本实施例所述的系统包括：所述流场调整设施为分流墙1，所述的分流墙的水平截面形状为纵向轴线为直线的长条形，所述的分流墙的纵向轴线与河道流向2成一定角度α，所述分流墙的起始端与设置鱼道进口的河岸保持一定距离L，所述分流墙的高度自水底直到高出水面。分流墙调整河道流场的原理为：分流墙与设置鱼道进口3的河岸4形成一定的宽度的水流入口5，通过调节水流入口的大小，可以控制分流的多少，通过调整分流墙与水流方向加夹角，控制分流墙内侧流速的衰减速率，可以在预期位置得到适于鱼类洄游的流场6（图1中用虚线表示）。分流墙上游一端或接近河岸的一端定义为起始端。起始端到河岸的距离L，根据目标鱼类的种类可以在不小于1米的范围内选择。分流墙具有一定长度b，对外部水流流向具有一定的调整作用，使其不干扰已形成的适宜流场。分流墙长度b在1-10倍的L范围内选择。分流墙设置在鱼道口的上游，以便水流在流经分流墙后，即可形成分流的流场。分流墙的水平截面形状为长条的矩形，即长、宽（分流墙厚度）比大于5。分流墙水平截面长方向轴线与河道水流呈一定角度α，通常情况下，在10-30度范围内选择。分流墙的高度超过水深，将水流隔开。实施例三：本实施例是实施例二的改进，是实施例二关于分流墙的细化。本实施例所述的分流墙的纵向轴线与河道流向之间的角度α为10-30度。当分流墙的纵向轴线与河道流向之间的角度逐渐增加时，分流墙对内侧流场的调整作用逐渐增强，同时对外侧水流下行的阻挡作用也逐渐增大。对于多数工程而言，两者角度在10-30度之间较为合适，既能对内部流场起到较好的调节作用，也不会对外侧水流下行造成明显阻挡。实施例四：本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于分流墙的细化。本实施例所述的分流墙的起始端与设置鱼道进口的河岸之间的距离L为不小于1米。当分流墙的起始端与河岸之间的距离小于1米时，进口宽度有限，分流量较小，分流墙内侧难以形成适宜流场。实施例五：本实施例是实施例四的改进，是实施例四关于分流墙的细化。本实施例所述的分流墙纵向轴线的长度b为1-10倍的L。分流墙的纵向轴线的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种鱼道进口处河道流场的调整方法，其特征在于，为：在河流沿岸的鱼道进口处上游设置流场调整设施，所述的流场调整设施使鱼道进口形成内侧流场与外侧流场两个流场分区，通过流场调整设施形状和水流入口过流面积的参数调整，调控内侧流场的水流流速量值大小及其分布，并阻挡外侧流场对内侧流场的负面影响，从而获得适宜于布置鱼道进口的水流流场结构。
【技术特征摘要】
1.一种鱼道进口处河道流场的调整方法，其特征在于，为：在河流沿岸的鱼道进口处上游设置流场调整设施，所述的流场调整设施使鱼道进口形成内侧流场与外侧流场两个流场分区，通过流场调整设施形状和水流入口过流面积的参数调整，调控内侧流场的水流流速量值大小及其分布，并阻挡外侧流场对内侧流场的负面影响，从而获得适宜于布置鱼道进口的水流流场结构。2.一种根据权利要求所述方法而设计的鱼道进口处河道流场的调整系统，其特征在于，所述的系统包括：所述流场调整设施为分流墙，所述的分流墙的水平截面形状为纵向轴线为直线的长条形，所述的分流墙的纵向轴线与河道流向成一定角度α，所述分流墙的起始端与设置鱼道进口的河岸保持一定距离L，所述分流墙的高度自水底直到高出水面。3.根据权利要求2所述的调整系统，其特征在于，所述的分流墙的纵向轴线与河道流向之间的角度α为10-30度。4.根据权利要求3所述的调整系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙双科，李广宁，郑铁刚，柳海涛，姜涵，乔明秋，陈晴，龙文，张超，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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