一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道制造技术

一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道，包括边墙、边坡、池室、主隔墩、中高隔墩、中低隔墩、底部条状墩、卵石或块石。通过在鱼道内部设置不同种类的阻水设施，并使各种设施之间在高度、宽度及前后形成交错，从而一方面达到仿自然鱼道内水流蜿蜒曲折的特性，另一方面实现对流场的“纵向分区、横向分层”，分层分区的满足不同游泳能力过鱼种群的洄游需要。本实用新型专利技术解决了受现场条件限制且对环境保护要求较高，需要在鱼类资源丰富河段建设断面窄深型仿自然鱼道的条件下，各种洄游鱼类游泳能力差异较大的，很难兼顾的难题，为仿自然鱼道建设提供了新方法和新思路。

A multi target species can adapt to the narrow deep imitation of natural fishway

A multi target species can adapt to the narrow deep imitation of natural fishway, including side wall, slope, pool room, main pier, high pier, low pier, pier, bottom strip or pebble stone. By water resistance facilities of different kinds in the fishway inside, and the height, width and staggered formation in various facilities between before and after, to imitate the natural characteristics of the water flow in the fishway twists and turns to the one hand, on the other hand, the flow field of the \vertical zoning, horizontal stratification, layering and zoning meet different fish swimming ability the population migration needs. The utility model solves the restricted site conditions and higher requirements for environmental protection, in the river fish is rich in resources construction section of narrow deep imitation of natural fishway conditions, the large differences between the various migratory fish swimming ability, the problem is difficult to take into account the design, and provides a new method for simulating natural fishway construction.

【技术实现步骤摘要】
一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道
本技术涉及水利水电、水生态工程
，具体是一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道。
技术介绍
河道中修建闸坝等建筑物后，鱼类的栖息地环境被改变，鱼类活动受到影响,随着人们环境保护意识的逐渐增强，如何能有效保证鱼类的生存繁衍，协调好大坝建设与生态环境之间的关系，成为水生态领域和水利工程的迫切需求。鱼道是提高河流连通性，降低对生态环境影响的重要手段。传统的鱼道型式主要有池堰式、池孔式、丹尼尔式、竖孔式或称作池板式，作为保护河流渔业资源的工程措施，此类鱼道设施曾经得到了大量应用，但是通过多年的实际运行，效果不一。传统的鱼道一般是按照水工水力学的要求，按照一定的流速、水深等指标进行结构设计，采用浆砌石或混凝土作为建筑材料建造，即使流态结构符合鱼类的需求，但环境还是与自然环境相差甚远，导致生态完整性较差，过鱼效果不佳，甚至导致有些鱼道被废弃。我国目前仍处于水利水电工程建设的高峰时期，环境保护问题受到来自社会各方面的高度重视，过鱼设施已成为工程环境影响评价的主要内容之一，许多在建或待建的水利水电工程都已着手开展针对过鱼设施的设计与研究工作，有些河流已在开展河道生态修复措施的研究。作为鱼道技术的重要组成部分之一，仿自然型鱼道对于我国的鱼道建设、改善河道生态环境和河道生态修复，具有重要的参考应用价值。仿自然鱼道是在传统鱼道基础上通过结构型式和断面形式的生态优化达到修复河流廊道的目的，近年来逐渐得到推广和应用。仿自然鱼道是从生态学观点出发，结合鱼类习性、水力特性、生态保护以及天然河道内的水流特征等来进行设计规划。修建的鱼道尽量接近天然河道的水流特性，符合鱼类的洄游习惯，一般适用于水头较低的河流。常见的仿自然鱼道河道底部一般采用砂、砾石和卵石等形成起伏的粗糙底坡，通道岸坡采用土、木材、植被和岩石等形成曲面化边坡，通过用天然材料制作的生态石笼、条石或岩埂等形成收缩卡口控制水流，并形成深潭～浅滩的形状，尽可能模仿坡度变化丰富的天然河流或溪流，使通道具有“蜿蜒曲折、滩潭相间、主急侧缓、有深有浅”的特点。仿自然过鱼通道具有部分的生态恢复功能，它补偿了由于蓄水而丧失的部分流水环境，通道底部及岸坡的天然材料经过通道内水流的冲刷和水体营养物质输移后，石块间隙被沙和水生生物填满，并开始出现新的底栖群落和浮游群落，成为可供鱼类栖息、洄游和繁殖的场所。因此，仿自然鱼道不仅可以实现传统鱼道对于鱼类迁移的需要，还可以有效地维护生态的连续性和完整性，具有较强的生态效应，已逐渐成为鱼道建设的新趋势。为了满足仿自然鱼道自身的结构特点及鱼类对水流条件的需求，采用宽浅型过水断面较为适宜。但随着环境保护意识的提高，且为了降低工程造价或是对于场地有限的电站，在某些鱼类资源丰富的较为狭窄的河道修建水电工程时，也要求建设仿自然的鱼道，鱼道宽度受到整体布置及工程量的限制，形成了窄深形断面。窄深型断面由于水深较深，断面狭窄，流速、流态等水力学特性受边壁变化影响较大，导致流速纵向和横向分布变化剧烈。如果目标种群单一，游泳能力差别不大，创造洄游条件较也较容易，但是对于在目标洄游鱼类种群较多的河流上建设仿自然的鱼道，要兼顾蜿蜒曲折特性和多种鱼类的洄游流场要求，则难度较高。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，通过对鱼类洄游特性有充分的调研，了解过鱼种群通过时段、个体大小、种群规模、行为学规律和生态需求、环境条件等参数，结合水力学特征分析，本技术提供了一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道，可以满足多目标种群鱼类洄游的目的。本技术采用的技术方案如下：一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道，鱼道结构为窄深型，包括边墙、边坡、池室、主隔墩、中高隔墩、中低隔墩、底部条形墩、卵石或块石，两侧边墙和边坡呈左右对称布置，边坡采用可透水材料制作；主隔墩交错布置在边坡两侧，两主隔墩之间形成一个池室，主隔墩的高度超出水面；中高隔墩布置在主隔墩对侧略靠下游侧，高度低于水面，宽度小于主隔墩，迎水面一侧为倒圆角；中低隔墩布置在主隔墩下游侧，高度低于中高隔墩，宽度和中高隔墩相近，迎水及背水侧均倒圆角；底部条形墩位于最底部，布置在主隔墩收缩卡口及池室中。进一步的，边坡以及各隔墩表面均铺有卵石或块石。进一步的，鱼道结构的宽深比<5。进一步的，底部条形墩在主隔墩前后各布置1条，正对主隔墩布置1条，池室内布置3条。本技术中提供的适应于多目标种群的窄深型仿自然鱼道体型，突破性的采用了对流场“纵向分层，横向分区”的新理念，将窄深型的特点充分利用，不仅允许高流速区的存在，还可以充分利用高流速区分担流量，从而缓解低流速区的压力，保障了不同游泳能力鱼类的洄游需求，通过表、中、底不同的局部结构体型，主隔墩、中高隔墩、中低隔墩、底部条形墩之间的大小、高低、交错等配合，实现了对窄深型仿自然鱼道内流场分层分区，在纵向和横向均形成了高流速区和低流速区，保证各种鱼类通过和休息创造出沿水深和水平方向不同的流场条件，供各种不同需求的鱼类通过，可以很好的解决窄深型断面流速过高等影响。附图说明图1是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道的平面结构示意图；图2是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道的表层平面结构示意图；图3是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道的中上层平面结构示意图；图4是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道的中下层平面结构示意图；图5是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道的底层平面结构示意图；图6是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道边坡横剖面图；图7是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道主隔墩横剖面图；图8是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道中高隔墩横剖面图；图9是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道中低隔墩横剖面图；图10是本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道底部条形墩横剖面图。图中：1—边墙，2—边坡，3—池室，4—主隔墩，5—中高隔墩，6—中低隔墩，7—底部条形墩，8—卵石或块石。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1所示为本技术一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道的平面结构示意图，图中以2个完整池室为例，根据实际工程布置确定总池室数量。所述系统包括边墙1、边坡2、池室3、主隔墩4、中高隔墩5、中低隔墩6、底部条形墩7、卵石或块石8，左侧为上游进水侧，右侧为出水侧。进一步参考图1和图6，鱼道结构为窄深型(宽深比<5)，图示宽深比为5:3(水深3.0m)，为较典型的窄深型断面。两侧边坡采用坡度较大的边坡2，图示为5:1。边坡2可采用透水较好的钢筋石笼搭建，表面铺大小不一的卵石或块石8。进一步参考图2和图7，鱼道内主隔墩4两侧交错布置，两主隔墩4之间构成一个池室3，池室3长度由实际落差要求确定，图示池室3长度为10.0m。主隔墩4高度应略超出水面，图示主隔墩4高度为3.5m，主隔墩4位置形成收缩卡口，主隔墩4后形成低流速区和回流区，便于鱼类休息，主隔墩4宽度由池室落差、收缩卡口流速等综合确定，图示宽度为距边墙内侧2.8m。主隔墩4表面铺贴卵石或块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道，其特征在于：鱼道结构为窄深型，包括边墙(1)、边坡(2)、池室(3)、主隔墩(4)、中高隔墩(5)、中低隔墩(6)、底部条形墩(7)、卵石或块石(8)；两侧边墙(1)和边坡(2)呈左右对称布置，边坡(2)采用可透水材料制作；主隔墩(4)交错布置在边坡(2)两侧，两主隔墩(4)之间形成一个池室(3)，主隔墩(4)的高度超出水面；中高隔墩(5)布置在主隔墩(4)对侧略靠下游侧，高度低于水面，宽度小于主隔墩(4)，迎水面一侧为倒圆角；中低隔墩(6)布置在主隔墩(4)下游侧，高度低于中高隔墩(5)，宽度和中高隔墩(5)相近，迎水及背水侧均倒圆角；底部条形墩(7)位于最底部，布置在主隔墩(4)收缩卡口及池室(3)中。

【技术特征摘要】
1.一种能适应多目标种群的窄深型仿自然鱼道，其特征在于：鱼道结构为窄深型，包括边墙(1)、边坡(2)、池室(3)、主隔墩(4)、中高隔墩(5)、中低隔墩(6)、底部条形墩(7)、卵石或块石(8)；两侧边墙(1)和边坡(2)呈左右对称布置，边坡(2)采用可透水材料制作；主隔墩(4)交错布置在边坡(2)两侧，两主隔墩(4)之间形成一个池室(3)，主隔墩(4)的高度超出水面；中高隔墩(5)布置在主隔墩(4)对侧略靠下游侧，高度低于水面，宽度小于主隔墩(4)，迎水面一侧为倒圆角；中低隔墩(6)布置在主隔墩(4)下游侧，高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智娟，周赤，姜伯乐，江耀祖，周良景，朱世洪，吴英卓，刘志雄，黄明海，刘同宦，何勇，陈杨，陈辉，范敏，刘火箭，汪亚超，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：湖北,42