本发明专利技术公开了一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置和实验方法，所述水槽的下游端设有下游水箱，水槽的上游端设有主汊和支汊，主汊的上游端设有第一上游水箱，支汊的上游端设有第二上游水箱，下游水箱通过第一连接管与第一上游水箱连接，下游水箱通过第二连接管与第二上游水箱连接，鱼苗释放装置设置在主汊上，鱼苗轨迹捕获装置设置在主汊与支汊汇合处，流速测量装置和水位调节装置均设置在水槽中。本发明专利技术通过逐渐调节水槽流量并测量相应位置的流速分布，统计鱼苗进入下游或支汊的频率，分析得到鱼苗进入支汊所需的适宜流速范围；并通过改变汇合角、流量、水深和汇流比，适用于不同江湖汇合处的门口形态，为灌江纳苗提供一定的技术参考。术参考。术参考。
【技术实现步骤摘要】
一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置和实验方法
[0001]本专利技术属于生态水力学
，具体涉及一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置和实验方法。
技术介绍
[0002]近些年，长江流域、通江湖泊处建设了大量工程，破坏了江湖系统原有的水动力系统，其生态环境也受到越来越多的破坏，严重威胁了鱼类、水鸟等生物的栖息地。随着国家对生态的重视以及社会对生态环境研究的不断深入，人们开始将更多的注意力转移到修复破碎的河湖复合生态系统中，灌江纳苗便是其中一条重要技术措施。灌江纳苗是指在鱼苗汛期，即鱼苗大量出现且集中的时期，适当开闸改变水流环境，让鱼苗或幼鱼顺水或逆水进入湖中生长、育肥，主要应用于被闸、坝阻断了江湖之间自然水流交换的湖泊。主要手段包括顺灌和倒灌，顺灌是指江水进入湖泊，幼鱼也随江水入湖；倒灌指湖水流入江中，利用鱼苗逆水游泳的习性，诱其顶水入湖。
[0003]目前研究结果表明：水流结构是影响鱼类运动过程的重要因素，流速是区分水流结构的典型因子，不同流速条件下鱼类的代谢产物、代谢速率等呈现不同的变化趋势，其也改变了鱼类的游泳状态、游泳速度、摆尾频率、摆尾幅度等行为。此外，汇合处紊动强烈、涡旋尺度多样，水流的雷诺应力、湍动能、涡旋方向及大小也会影响鱼类的运动。因此，为了优化工程群联合调度，首先需要确定灌江纳苗期间适宜的流速范围，从而构建适宜的水动力系统，有利于鱼苗在江湖系统中的生长繁衍。因此，研究灌江纳苗期间适宜的流速范围，具有重要的现实意义，可为工程调度提供一定的理论支持。
技术实现思路
[0004]解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置和实验方法，本专利技术通过逐渐调节水槽流量并测量相应位置的流速分布，统计鱼苗进入下游或支汊的频率，分析得到鱼苗进入支汊所需的适宜流速范围；并通过改变汇合角、流量、水深和汇流比，适用于不同江湖汇合处的门口形态，为灌江纳苗提供一定的技术参考。
[0005]技术方案：第一方面，本专利技术提供一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，包括水槽、鱼苗释放装置、鱼苗轨迹捕获装置、流速测量装置和水位调节装置，所述水槽的下游端设有下游水箱，所述水槽的上游端设有主汊和支汊，所述主汊的上游端设有第一上游水箱，所述支汊的上游端设有第二上游水箱，所述下游水箱通过第一连接管与第一上游水箱连接，所述下游水箱通过第二连接管与第二上游水箱连接，所述鱼苗释放装置设置在主汊上，所述鱼苗轨迹捕获装置设置在主汊与支汊汇合处，所述流速测量装置和水位调节装置均设置在水槽中。
[0006]优选的，所述鱼苗释放装置包括释放通道，所述释放通道的底部设有存鱼网，所述存鱼网开设有出鱼口，所述出鱼口上设有挡板，所述挡板两侧边通过滑道与释放通道连接，
所述挡板的上部设有限位杆，所述限位杆上设有限位孔，所述释放通道上设有弹性限位块，所述弹性限位块与限位孔卡扣连接。
[0007]优选的，所述鱼苗轨迹捕获装置包括固定架和相机，所述相机设置在固定架的顶部，所述固定架与地面接触处设有防滑橡胶垫。
[0008]优选的，所述流速测量装置包括底板、竖直板、安装架和流速测量仪，所述竖直板上设有刻度线，所述竖直板垂直设置在底板的一端，所述安装架设置在竖直板上，且安装板可沿竖直板上下移动，所述流速测量仪设置在安装架上，所述竖直板与底板之间设有稳定杆。
[0009]优选的，所述水位调节装置包括闸门、升降轴承和调节转盘，所述升降轴承的一端与闸门连接，且另一端与调节转盘连接。
[0010]优选的，所述第一连接管上设有第一阀门、第一变频水泵和第一流量计。
[0011]优选的，所述第二连接管上设有第二阀门、第二变频水泵和第二流量计。
[0012]优选的，所述第一上游水箱的出口处设有第一平水格栅，所述第二上游水箱的出口处设有第二平水格栅。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种采用第一方面所述的实验装置确定灌江纳苗适宜流速的实验方法，包括以下步骤：S1、使第一上游水箱和第二上游水箱持续充满水，水流流入水槽，通过下游水箱流出，待水流稳定后，将鱼苗放入鱼苗释放装置中；S2、将流速测量装置移动到所需测量位置；S3、开启鱼苗释放装置，使鱼苗游向下游；S4、打开鱼苗轨迹捕获装置中的相机，记录鱼苗的运动轨迹，游向主汊的下游或者支汊；S5、开始测量流速，通过流速测量装置测量水槽内各区域的水流流速；S6、将鱼苗从水槽中取出，将支汊流量从小到大逐渐增大，每次增加1L/s，重复步骤S1
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S5，获得设定组数的实验数据；S7、分析步骤S6获得的设定组数的实验数据，做出鱼苗进入支汊的频率
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流速图，以鱼苗进入支汊频率大于60%为阈值，确定相应的适宜流速范围。
[0014]优选的，所述流速V与影响因素的关系式为：其中，V为流速；a、a1、b、b1、c、c1、d、d1、e、e1、C为常数，可通过实验数据拟合得到；L为鱼苗体长，M为鱼苗重量、S为水流紊动强度、W涡旋尺寸，q为汇流比，即支汊流量与汇合后下游总流量之比。
[0015]有益效果：1）本专利技术提供了确定灌江纳苗适宜流速的实验装置和实验方法，统计鱼苗进入下游和支汊的结果，并测量汇合处的流速分布，得到鱼苗进入支汊所需的适宜流速范围；并能够改变汇合角、流量、水深和汇流比，适用于各种江湖汇合处的门口形态；2）本专利技术中实验装置能够改变流速、水深、汇合角、鱼苗数量大小等多种参数，实现了现场灌江纳苗期间鱼类适宜流速的模拟实验，实验方便、造价低廉、成果直观；3）本专利技术中利用高精度流速测量技术和统计方法，有效的模拟得到鱼苗进入支汊
所需的适宜流速范围，为灌江纳苗的实施提供一定的技术参考；4）本专利技术中鱼苗释放装置实现了不同位置、鱼苗数量和大小的设置，且鱼苗可以在存鱼网里适应水流环境，模拟结果精确，可自由组合多种实验工况。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实验装置整体结构示意图；图2是鱼苗释放装置结构示意图；图3是鱼苗轨迹捕获装置结构示意图；图4是流速测量装置结构示意图；图5是水位调节装置结构示意图；图中序号：1、主汊；2、支汊；3、第一上游水箱；4、第二上游水箱；5、下游水箱；6、第一连接管；7、第二连接管；8、第一变频水泵；9、第二变频水泵；10、第一阀门；11、第二阀门；12、第一流量计；13、第二流量计；14、第一平水格栅；15、第二平水格栅；16、鱼苗释放装置；17、鱼苗轨迹捕获装置；18、流速测量装置；19、水位调节装置；20、释放通道；21、存鱼网；22、出鱼口；23、挡板；24、滑道；25、限位孔；26、固定架；27、防滑橡胶垫；28、相机；29、底板；30、稳定杆；31、竖直板；32、安装架；33、刻度线；34、闸门；35、升降轴承；36、调节转盘；37、水槽；38、弹性限位块；39、流速测量仪。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明：实施例1如图1
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5所示，一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，包括水槽37、鱼苗释放装置16本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，其特征在于：包括水槽（37）、鱼苗释放装置（16）、鱼苗轨迹捕获装置（17）、流速测量装置（18）和水位调节装置（19），所述水槽（37）的下游端设有下游水箱（5），所述水槽（37）的上游端设有主汊（1）和支汊（2），所述主汊（1）的上游端设有第一上游水箱（3），所述支汊（2）的上游端设有第二上游水箱（4），所述下游水箱（5）通过第一连接管（7）与第一上游水箱（3）连接，所述下游水箱（5）通过第二连接管（7）与第二上游水箱（4）连接，所述鱼苗释放装置（16）设置在主汊（1）上，所述鱼苗轨迹捕获装置（17）设置在主汊（1）与支汊（2）汇合处，所述流速测量装置（18）和水位调节装置（19）均设置在水槽（37）中。2.根据权利要求1所述的一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，其特征在于：所述鱼苗释放装置（16）包括释放通道（20），所述释放通道（20）的底部设有存鱼网（21），所述存鱼网（21）开设有出鱼口（22），所述出鱼口（22）上设有挡板（23），所述挡板（23）两侧边通过滑道（24）与释放通道（20）连接，所述挡板（23）的上部设有限位杆，所述限位杆上设有限位孔（25），所述释放通道（20）上设有弹性限位块（38），所述弹性限位块（38）与限位孔（25）卡扣连接。3.根据权利要求1所述的一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，其特征在于：所述鱼苗轨迹捕获装置（17）包括固定架（26）和相机（28），所述相机（28）设置在固定架（26）的顶部，所述固定架（26）与地面接触处设有防滑橡胶垫（27）。4.根据权利要求1所述的一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，其特征在于：所述流速测量装置（18）包括底板（29）、竖直板（31）、安装架（32）和流速测量仪（39），所述竖直板（31）上设有刻度线（33），所述竖直板（31）垂直设置在底板（29）的一端，所述安装架（32）设置在竖直板（31）上，且安装板（32）可沿竖直板（31）上下移动，所述流速测量仪（39）设置在安装架（32）上，所述竖直板（31）与底板（29）之间设有稳定杆（30）。5.根据权利要求1所述的一种确定灌江纳苗适宜流速的实验装置，其特征在于：所述水位调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁赛瑜，唐洪武，闫光辉，肖洋，万枫云，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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