一种基于射流泵供水诱鱼的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于射流泵供水诱鱼的方法，包括射流泵和供水管道，供水管道的一端置于拦水坝前上游河道内，利用中高水头坝体所提供的高压水流，将水体引入射流泵，通过射流泵工作管的高压小流量水流抽吸下游尾水，通过流体混合管和扩散管后转换为低压的大流量水流，形成吸引鱼类洄游的流速流量条件，具体步骤包括根据诱鱼所需的诱鱼流场确定射流泵要提供的出口流量和出口流速，根据求出的射流泵的喉管与喷嘴的面积比、射流泵的工作管和吸入口的设计流量等参数设计合适的射流泵，射流泵的出口流场应用于为诱鱼提供诱鱼所需的流场，该射流泵不凭借外界能源输入供给工作流体，节约了能源，有效地解决直接在拦河坝下游通过离心泵制造低速且高流量的诱鱼水流时能耗过高的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于射流泵供水诱鱼的方法


[0001]本专利技术涉及设有大坝的游鱼流场的
，特别涉及一种基于射流泵供水诱鱼的方法。

技术介绍

[0002]大坝的建设对河道水体内鱼类的栖息及繁衍造成影响，水利大坝工程建设可缓解江河下游洪涝灾害，调蓄下游水资源及获得清洁能源的作用，但是其将天然河道分割成上、下两个单元，切断了鱼类的洄游通道，影响了鱼类种群的基因交流。过鱼设施作为拦河建筑物的重要生态补偿措施，受到越来越高的重视。其中，进口布设始终是设计的重中之重和技术难题，现代鱼道失败案例很多被归因为鱼类找不到进口、或进入难度大。过鱼设施进口尺寸小，仅占大坝宽度的1％不到，二维平面上的体量相当于“针眼”，小尺寸、小流量的鱼道进口出流相对主流的竞争性弱，鱼类难以有效感知。为解决这一问题，在进口出流的基础上附加一部分诱鱼水流，是提高诱鱼率的一个重要工程手段。国外导则指出，总诱鱼水流(进口出流+附加诱鱼水流)的竞争性主要取决于动量(动量＝射流速度
×
单位时间的水体质量)，动量越大，射入电站尾水产生的影响越广，被鱼类感知到的几率就越大。其中，射流速度不可太大，应尽量落在鱼类的趋流速度范围内，单位时间的水体质量即流量指标的大小则是越大越容易吸引鱼类。现过鱼设施诱鱼水流一般来自以下两类：
[0003](1)从坝上水库直接引用：由于坝体上游和下游高度差的存在，若直接引库区水至下游的流速往往高达10m/s以上，而诱鱼水流一般所需流速为0.4
‑
1.0m/s，因此需要消能降低流速才能作为诱鱼水流，即浪费能量还需另外敷设消能设施。
[0004](2)坝下进口附近设泵站机组：现有的过鱼设施诱鱼水流多是由设在进口附近的轴流泵组直接在下游河道抽水加压产生大流量的诱鱼水流，泵体将电能转化为大流量、适宜流速的诱鱼水流的动能，为了产生足够大的诱鱼水流，需要耗费大量的电能。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于，采用不需要电能的射流泵替换原有的轴流泵，仅引用坝上高水头的一股小水流，通过射流泵结构吸引周围水体在出水口处一股大流量、适宜流速的诱鱼水流，能量过程为将重力势能转换为水体动能。相较于轴流泵的高水头重力势能发电
→
电能
→
水体动能的能量转化过程，采用射流泵直接将高水头重力势能
→
水体动能的能量利用率高，噪声小、占地少、清洁性高。
[0006]为了实现上述的目的，本专利技术的技术构思是根据射流泵要提供的出口流量和出口流速，提供一种方法来选用射流泵，根据求出的射流泵的喉管与喷嘴的面积比，射流泵的工作管和吸入口的设计流量选用合适的射流泵，应用于为诱鱼提供诱鱼流场，节约能耗。
[0007]本专利技术采用以下技术方案：一种基于射流泵供水诱鱼的方法，包括射流泵、供水管道、集鱼通道，所述供水管的上端置于上游灌溉渠、供水管或坝体预设的小管，小管管口设置高程需低于库区死水位，供水管的下端置于拦河坝下游，所述射流泵的进口连通供水管
的下端，所述射流泵的并列布置在过鱼设施进口旁，射流泵的出水口和吸入口均用网栅遮蔽。
[0008]根据诱鱼流量Qg和诱鱼流速v，获得射流泵基本设计参数选用射流泵的步骤包括：
[0009]射流泵形成诱鱼流量为Qg，诱鱼流速为v，射流泵出口扬程为hc＝0.5ρv2/ρg；
[0010]根据式：求出射流泵中喉管与喷嘴的最优面积比m
y
，
[0011]h＝hc/h0,h0为引入射流泵的动力液的扬程，即供水管上下端的水头差，为喷嘴流速系数，取值范围0.95～0.975；
[0012]将m
y
替换m并根据m
y
的大小，代入下式，求性能系数h0和q0:
[0013]m＝1～3时，q0＝(5m
‑
0.9445)
0.5
‑
1.75，h0＝2.667
‑
0.0023(m+26.07)2；
[0014]m＝3～40时，q0＝(5m
‑
0.94)
0.5
‑
1.7，h0＝1.45m
‑
0.892
；
[0015]将求出的性能系数h0和q0代入下式：
[0016][0017]求射流泵吸入流体与动力液体的体积比q，q＝Q
s
/Q0,Q
s
为被吸入流体体积流量，Q0为动力液体积流量，Q
s
+Q0＝Qg，根据诱鱼流量Qg及体积比q求出射流泵吸入流体体积Q
s
和动力液体体积Q0；
[0018]以基本设计参数q、h、m
y
、Q
s
、Q0作为参数设计合适规格的射流泵。
[0019]优选地，所述过鱼设施进口旁并列布置n个射流泵的出水口，每个射流泵的出口流量为Qg
’
，n Qg
’
＝Qg。
[0020]有利地，当设计时诱鱼流量Qg过大时，导致选用的射流泵出口尺寸在一些工况下大于下游水深可能导致运行过程中掺气，可用n个参数一致的射流泵一起提供足够的诱鱼流量Qg，每个射流泵的出口流量为Qg
’
。
[0021]优选地，所述射流泵包括工作管、流体混合管和扩散管，所述工作管的出口端嵌套在混合管内，所述工作管的出口不超过所述混合管的末端，所述混合管一端封闭，另一端敞开，在所述混合管和扩散管之间还设置有喉管，所述喉管的管径小于混合管和扩散管的管径，所述工作管的出口端穿过所述混合管的封闭端，所述喉管末端与所述扩散管相连，所述混合管的周向管壁上设有吸入口；所述射流泵的进口为工作管的进口端，所述射流泵的出口为扩散管的出口端。
[0022]优选地，所述混合管管壁上设置的吸入口数量为多个。
[0023]优选地，所述工作管的末端装有喷嘴。
[0024]本专利技术的有益效果是，本专利技术根据射流泵要提供的出口流量和出口流速，根据求出的射流泵的喉管与喷嘴的面积比，射流泵的工作管和吸入口的设计流量设计合适的射流泵，应用于为过鱼设施提供诱鱼水流。
[0025]该射流泵并列放置在集鱼通道出口旁，将拦河坝库区的水直接引至射流泵，有效利用中高水头坝体所提供的高压水流，通过射流泵作为水力变压器的作用，将高压的小流量水流转换为低压的大流量水流，在拦河坝下游射流泵内制造高速且低流量的流场，将射流泵外的下游河道水吸入喷出，形成低速且高流量的诱鱼水流，即形成鱼类洄游所需的流速和吸引流量，便于诱导鱼类洄游至过鱼设施进口处；此外，该射流泵不再需要外界能源输
入供给工作流体，节约了能源，有效地解决直接在拦河坝下游通过离心泵制造低速且大流量的诱鱼水流时能耗过高、噪音大的问题。
附图说明
[0026]图1为基于离心泵的鱼游流场的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术基于射流泵的鱼游流场的结构示意图；
[0028]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于射流泵供水诱鱼的方法，其特征在于，包括射流泵、供水管道、集鱼通道，所述供水管的上端置于拦河坝上游，供水管的下端置于拦河坝下游，所述射流泵的进口连通供水管的下端，所述射流泵的出水口并列布置在过鱼设施进口旁，射流泵的出水口和吸入口均用网栅遮蔽；根据诱鱼流量Qg和诱鱼流速v，获得射流泵基本设计参数选用射流泵的步骤包括：射流泵在过鱼设施进口旁形成诱鱼流量为Qg，诱鱼流速为v，射流泵出口扬程为hc＝0.5ρv2/ρg；根据式：求出射流泵中喉管与喷嘴的最优面积比m
y
，其中h＝hc/h0,h0为引入射流泵的动力液的扬程，即供水管上下端的水头差，为喷嘴流速系数，取值范围0.95～0.975；将m
y
替换m并根据m
y
的大小，代入下式，求性能系数h0和q0:m＝1～3时，q0＝(5m
‑
0.9445)
0.5
‑
1.75，h0＝2.667
‑
0.0023(m+26.07)2；m＝3～40时，q0＝(5m
‑
0.94)
0.5
‑
1.7，h0＝1.45m
‑
0.892
；将求出的性能系数h0和q0代入下式：求射流泵吸入流体与动力液体的体积比q，q＝Q
s...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯轶群，龙新平，李德旺，龚昱田，蔡露，陶江平，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：