一种阻流板管道型式鱼道制造技术

本实用新型专利技术涉及一种阻流板管道型鱼道，包括：连接水利工程上下游的管型主体，沿所述的管型主体内均匀设置阻流板。本实用新型专利技术采用的鱼道管型主体是一种管道，即可以埋在地下或固定在空中的管子。甚至可以垂直布置，这一特点其他型式鱼道无法实现的。这些管子可以在安装前预制而成。预制的成本很低，且现场安装也十分简单，因此，鱼道的建设成本大大低于一般的鱼道。本实用新型专利技术所述的鱼道降低水利工程建设对鱼类的阻隔影响，降低鱼道建设成本，提高鱼道过鱼效率,对于保护或修复河流生态环境具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种阻流板管道型鱼道，是一种环保水工设施，是一种用于水库等水流工程的环保水工设施。
技术介绍
鱼道作为洄游鱼类等水生动物通过人工闸坝的重要设施，对协调大坝建设与生态环境的矛盾起到重要作用，通过在挡水建筑物上设置鱼道，以满足洄游性鱼类的上溯或降河要求。现有的鱼道包括水池式、竖缝式、挡板式、简易式、鱼梯和鱼闸等各种形式的鱼道，每种鱼道形成不同的水流条件，以适应不同鱼类顺利通过闸坝等挡水建筑物。鱼道是一个鱼类生态习性与水力学等多学科交叉的课题，其中鱼道水力学问题是影响鱼道成功的关键因素之一。鱼道水力学主要包括三个关键问题：第一，鱼道入口附近的水流流态和流速分布；第二，鱼道内部流量、流速、水深和流态的控制；第三，鱼道出口附近的流态及流速分布。其中，鱼道内部水流条件的控制是在水力学意义上的消能问题，即通过采取不同消能方式在预定的鱼道长度内消除闸坝上下游水头差，同时形成适合上溯鱼类身体特征、游泳能力、跳跃速度以及行为特征所需的水流条件。根据消能方式的不同，鱼道大致可分为水池式消能和阻流式消能控制两种。其中，水池式消能是通过溢流或孔口出流，在水池内降低部分流速水头，满足鱼类通过要求。阻流式消能是通过鱼道底部铺设粗石或侧壁设置导流板等方式增加抵抗水流能力，形成旋涡流或扰流而降低流速水头的消能方式。上述两种消能方式都属于敞开式鱼道。这些鱼道多应用于中低水头的水利工程，而对于高水头的水利工程则应用较少。对于一些体较小，克服流速能力小，对复杂流态的适应能力较差的目标鱼种，如鳗、蟹、“四大家鱼”、刀鱼、鲈鱼等，在现有的鱼道设计方面存在参照大型鱼种的鱼道设计标准，结果在实际运行中成功的鱼道甚少。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本技术提出了一种阻流板管道型鱼道。所述的鱼道利用水力学孔板阻流消能原理的管道式鱼道，适应各种高中低水头的水利工程，并适应各种小型鱼种。本技术的目的是这样实现的：一种阻流板管道型鱼道，包括：连接水利工程上下游的管型主体，沿所述的管型主体内均匀设置阻流板，所述的阻流板沿管道横截面的管壁环形布置，中间形成缩口，所述的阻流板的外缘与管道截面形状一致。进一步的，所述的管型主体与水流方向垂直的截面形状是圆形、矩形、正多边形中的一种。进一步的，所述的阻流板为环形阻流板。进一步的，所述的环形阻流板的环形部分，垂直于水流方向的截面的形状为矩形、三角形、多边形中的一种。进一步的，所述鱼道的鱼道进口为横截面面积大于管型主体横截面面积的直管。本技术产生的有益效果是：本技术采用的鱼道管型主体是一种管道，即可以埋在地下或空中固定的管子。甚至可以垂直布置，这一特点其他型式鱼道无法实现的。这些管子可以在安装前预制而成。预制的成本很低，且现场安装也十分简单，因此，鱼道的建设成本大大低于一般的鱼道。本技术所述的鱼道降低水利工程建设对鱼类的阻隔影响，降低鱼道建设成本，提高鱼道过鱼效率,对于保护或修复河流生态环境具有重要意义。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是本技术的实施例一所述管道型式鱼道的结构示意图；图2是本技术的实施例二所述圆形管道主体和阻流板的示意图，是图1中A-A向剖面图；图3是本技术的实施例四所述阻流板横截面形为矩形的示意图，是图2中B-B方向的剖面图；图4是本技术的实施例四所述阻流板横截面形为三角形的示意图，是图2中B-B方向的剖面图；图5是本技术的实施例四所述阻流板横截面形为多变形的示意图，是图2中B-B方向的剖面图；具体实施方式实施例一：本实施例是一种阻流板管道型鱼道，如图1所示。本实施例包括：连接水利工程上下游的管型主体1，沿所述的管型主体内均匀设置阻流板2。本实施例利用水流在阻流板处流线突然变化、并在阻流板的上、下游侧产生环状的收缩水流，在收缩水流与鱼道管道体周边之间的区域发展为漩涡区，漩涡区水流强烈紊动、混掺和水流内部的剪切作用使得在水流内部产生剪切摩擦与碰撞，将一部分动能转变为热能，从而达到降低流速的目的。所述的管道的截面形状可以是圆形，也可以是方形、矩形或其他形状的，根据地形或制造状况适当选择。阻流板的形状可以是环形的，即沿管道横截面（与水流方向垂直的截面）的管壁环形布置，中间形成缩口。环形的外缘与管道截面形状一致，即管道横截面形状是圆形的，则阻流板的外缘为圆形，管道横截面形状为正方形，则阻流板的外形形状也为正方形。环形阻流板中间孔的形状，也可以有多种形式，可以与外缘一致，也可以不一致。环形阻流板的纵截面形状（沿水流方向的截面，这个纵截面通常应当通过环形阻流板的中心对称轴）可以是矩形，三角形或其他形状。环形阻流板的纵截面形状十分重要，这个截面形状相当于消力墩的形状，对形成水头损失、消能以及管道内水流流态起到关键性的作用。在实际应用中可以通过设计各种阻流板的形状，而改变鱼道的性能。鱼道的进口（鱼类进入鱼道的进口，一般设置在水库的下游）同为管道，只是比鱼道的管道横截面形状略大一些，以输出较小的流量，吸引鱼类进入鱼道。实施例二：本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于管型主体的细化，本实施例所述的管型主体与水流方向垂直的截面形状是圆形、矩形、正多边形中的一种。图2是管道主体为圆形截面的示意图，其中的阻流板为环形。管道主体的横截面形状可以根据需要任意选择。实施例三：本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于阻流板的细化。本实施例所述的阻流板为环形阻流板。所谓环形阻流板实际就是在管壁上形成环形的阻流设施降低水流的流速，使鱼类可以洄游。由于阻流设施可以有多种形状，本实施例所述的阻流板也可以有多种形状，例如类似于三角墩的三角形阻流板等。实施例四：本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于环形阻流板的细化。本实施例所述的环形阻流板的环形部分，沿水流方向的对称轴截面的形状为矩形（见图3）、三角形（见图4）、多边形（见图5）中的一种。本实施例所述的环形阻流板的横截面形状，是指阻流板被一个沿水流方向的平面所截开，这个平面还应当通过环形阻流板的对称轴。阻流板的横截面形状，对阻流板所形成的缩口有一定的影响，选择横截面形状，可以改变鱼道的性能。实施例五：本实施例上述实施例的改进，是上述实施例关于鱼道进口的细化。本实施例所述鱼道的鱼道进口3为横截面面积大于管型主体横截面面积的管，如图1所示。在鱼道的进口处设置一段比管道主体的截面积略大的管，形成水流的扩口，降低了出口处的流速实施例六：本实施例是一种上述实施例所述的阻流板管道型式鱼道的设计方法。本实施例的设计原理是：1、鱼道设计流速u1对于阻流板型式鱼道设计而言，鱼道内部控制断面（阻流板断面）的水流流速u1应小于过鱼目标鱼种的克流能力u克流能力时，鱼类才能继续上溯洄游。（1）式中，u1为收缩口处水流平均流速；Δhi为水流通过第i个收缩口时的水头损失；g为重力加速度；α为系数，，k为消能系数。由式（1）可以推出式（2）（2）将u1≤u克流能力条件代入式（2）可得（3）则水库上下游水位差Δh（4）式中，n为阻流板总数。2、鱼道流量QQ=u1×A1=u×A（5）式中，A1为阻流板断面的面积，取值考虑过鱼大小；A为管道断面面积，取值考虑鱼类休息因素；u为管道断面的流速。3、鱼道坡度j由于本鱼道是属于有压流鱼道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻流板管道型式鱼道，其特征在于，包括：连接水利工程上下游的管型主体，沿所述的管型主体内均匀设置阻流板，所述的阻流板沿管道横截面的管壁环形布置，中间形成缩口，所述的阻流板的外缘与管道截面形状一致。

【技术特征摘要】
1.一种阻流板管道型式鱼道，其特征在于，包括：连接水利工程上下游的管型主体，沿所述的管型主体内均匀设置阻流板，所述的阻流板沿管道横截面的管壁环形布置，中间形成缩口，所述的阻流板的外缘与管道截面形状一致。2.根据权利要求1所述的阻流板管道型式鱼道，其特征在于，所述的管型主体与水流方向垂直的截面形状是圆形、矩形、正多边形中的一种。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：白音包力皋，陈兴茹，许凤冉，穆祥鹏，刘慧，李想，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11