延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法，所述延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置为布置于鱼道竖缝区域主流的下游侧位置的水力学消能设施，所述水力学消能设施包括挡墙体、弧形反冲面、底部可调节高度的支撑体和背面可调节长度的支撑体；所述挡墙体的朝向鱼道竖缝区域的主流的一侧为所述弧形反冲面，所述挡墙体的底部安装所述底部可调节高度的支撑体，所述挡墙体的背部安装所述背面可调节长度的支撑体。本发明专利技术提供一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法，本发明专利技术可显著降低鱼道内竖缝区域的流速、增加鱼道内水流能量耗散距离，满足鱼类运动耗能特性，提高鱼道过鱼效果。鱼效果。鱼效果。

【技术实现步骤摘要】
延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法


[0001]本专利技术属于水利水电工程
，具体涉及延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法。

技术介绍

[0002]随着河流水利水电工程不断推进，大坝建设阻隔河道鱼类的上下游基因交流通道，使河流水生态系统结构和功能改变，水生态系统逐步退化、生物多样性也随之减少。针对这一问题，水利水电工程大多数采用鱼道来连通上下游，解决上下游鱼类基因交流问题，但是从目前已建的鱼道运行效果来看，鱼道内水流能量、竖缝区域的流速与鱼类自身游泳能力不匹配，导致鱼类运动能耗过大，鱼道过鱼效果不明显，亟需研究一种提高鱼道过鱼效果的方法。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法，可有效解决上述问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术提供一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置，所述延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置为布置于鱼道竖缝区域主流的下游侧位置的水力学消能设施，所述水力学消能设施包括挡墙体(1)、弧形反冲面(2)、底部可调节高度的支撑体(3)和背面可调节长度的支撑体(4)；所述挡墙体(1)的朝向鱼道竖缝区域(5)的主流的一侧为所述弧形反冲面(2)，所述挡墙体(1)的底部安装所述底部可调节高度的支撑体(3)，所述挡墙体(1)的背部安装所述背面可调节长度的支撑体(4)；
[0006]通过所述底部可调节高度的支撑体(3)和所述背面可调节长度的支撑体(4)，调节所述弧形反冲面(2)的布置深度，使所述弧形反冲面(2)的中心位于水深的垂向中心位置，进而调节鱼道竖缝区域(5)的主流的水深中部区域的流速。
[0007]优选的，所述水力学消能设施的宽度b为鱼道竖缝区域(5)的宽度a的1.33倍，即：b＝1.33a；所述水力学消能设施的高度c为鱼道竖缝区域(5)的高度d的1/4，即：c＝d/4；所述水力学消能设施的顶面厚度f＝0.3c，底面厚度g＝0.54c。
[0008]所述水力学消能设施的所述弧形反冲面(2)的中心，距离鱼道竖缝区域(5)的距离e等于鱼道竖缝区域(5)的宽度a。
[0009]优选的，所述弧形反冲面(2)为圆弧，其半径R＝1.06c，圆心角为55度。
[0010]本专利技术还提供一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置的方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1，河道内按水流方向间隔布置多组竖缝式鱼道；每组竖缝式鱼道包括交错设置且等高度的长竖缝墙体(6)和短竖缝墙体(7)；所述长竖缝墙体(6)和所述短竖缝墙体(7)之间形成鱼道竖缝区域(5)；
[0012]在每组所述竖缝式鱼道的鱼道竖缝区域(5)主流的下游侧位置，均布置一个水力学消能设施，并使所述水力学消能设施的弧形反冲面(2)正对鱼道竖缝区域(5)主流的来流方向；
[0013]步骤2，在每个鱼道竖缝区域(5)安装有水深实时检测装置，通过水深实时检测装置检测安装位置的实时水深值，并发送给控制中心；
[0014]步骤3，所述控制中心通过实时水深值，得到实时水深垂向中心位置；然后，判断对应的鱼道竖缝区域(5)安装的水力学消能设施的弧形反冲面(2)的垂向中心位置是否位于实时水深垂向中心位置，如果是，则不调整该水力学消能设施的安装高度，如果否，则通过对底部可调节高度的支撑体(3)和背面可调节长度的支撑体(4)进行控制，调节水力学消能设施的弧形反冲面(2)的垂向中心位置，使水力学消能设施的弧形反冲面(2)的垂向中心位置，正好位于当前水深的垂向中心位置，进而通过水力学消能设施的弧形反冲面(2)，降低鱼道主流流速、增加鱼道内水流能量耗散距离。
[0015]优选的，步骤3中，水力学消能设施的弧形反冲面(2)的垂向中心位置，正好位于当前水深的垂向中心位置，具体为：
[0016]步骤3.1，对竖缝式鱼道的鱼道竖缝区域(5)进行流场数学模拟分析，得到鱼道竖缝区域(5)的流场分布规律；所述流场分布规律包括：垂向流速分布规律和垂向流线分布规律；所述垂向流速分布规律为：垂向流速为抛物线形式，即：按从水面到水底的方向，垂向流速按抛物线轨迹变小；所述垂向流线分布规律为：按从水面到水底的方向，垂向不同深度均为水平流线；
[0017]步骤3.2，使水力学消能设施的弧形反冲面(2)的垂向中心位置，正好位于当前水深的垂向中心位置，因此，鱼道竖缝区域(5)中各种深度的水流作用于弧形反冲面(2)时，通过弧形反冲面(2)形成反向向下水流和反向向上水流，通过反向向下水流，降低中下部水体流速和延长中下部水体流线；通过反向向上水流，降低中上部水体流速和延长中上部水体流线，重点降低水体中部区域的主流流速和延长其主流流线，实现消能效果。
[0018]本专利技术提供的延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法具有以下优点：
[0019]本专利技术提供一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置及方法，本专利技术可显著降低鱼道内竖缝区域的流速、增加鱼道内水流能量耗散距离，满足鱼类运动耗能特性，提高鱼道过鱼效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的水力学消能设施的正面图；
[0021]图2为本专利技术提供的水力学消能设施的侧面图；
[0022]图3为本专利技术提供的水力学消能设施的背面图；
[0023]图4为本专利技术提供的水力学消能设施的弧形反冲面的结构参数图；
[0024]图5为本专利技术提供的竖缝区域垂向流速分布图；
[0025]图6为本专利技术提供的水力学消能设施在鱼道内的布置方式俯视图；
[0026]图7为本专利技术提供的水力学消能设施在鱼道内的布置方式侧视图；
[0027]图8为常规竖缝式鱼道的俯视图；
[0028]图9为本专利技术提供的安装水力学消能设施后竖缝式鱼道的俯视图；
[0029]图10为常规竖缝式鱼道进行流场数学模拟结果图；
[0030]图11为图10中a1和a2区域的局部放大图；
[0031]图12为本专利技术提供的安装水力学消能设施后竖缝式鱼道进行流场数学模拟结果图；
[0032]图13为图12中b1和b2区域的局部放大图；
[0033]图14为鱼道上游段优化前后鱼道内最大流速对比图；
[0034]图15为鱼道下游段优化前后鱼道内最大流速对比图；
[0035]图16为鱼道上游段优化前后鱼道内主流流线对比图；
[0036]图17为鱼道下游段优化前后鱼道内主流流线对比图；
[0037]在图14到图17中，深色黑线代表优化前；浅色灰线代表优化后。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0039]针对竖缝式鱼道中竖缝区域的流速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置，其特征在于，所述延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置为布置于鱼道竖缝区域主流的下游侧位置的水力学消能设施，所述水力学消能设施包括挡墙体(1)、弧形反冲面(2)、底部可调节高度的支撑体(3)和背面可调节长度的支撑体(4)；所述挡墙体(1)的朝向鱼道竖缝区域(5)的主流的一侧为所述弧形反冲面(2)，所述挡墙体(1)的底部安装所述底部可调节高度的支撑体(3)，所述挡墙体(1)的背部安装所述背面可调节长度的支撑体(4)；通过所述底部可调节高度的支撑体(3)和所述背面可调节长度的支撑体(4)，调节所述弧形反冲面(2)的布置深度，使所述弧形反冲面(2)的中心位于水深的垂向中心位置，进而调节鱼道竖缝区域(5)的主流的水深中部区域的流速。2.根据权利要求1所述的延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置，其特征在于，所述水力学消能设施的宽度b为鱼道竖缝区域(5)的宽度a的1.33倍，即：b＝1.33a；所述水力学消能设施的高度c为鱼道竖缝区域(5)的高度d的1/4，即：c＝d/4；所述水力学消能设施的顶面厚度f＝0.3c，底面厚度g＝0.54c。所述水力学消能设施的所述弧形反冲面(2)的中心，距离鱼道竖缝区域(5)的距离e等于鱼道竖缝区域(5)的宽度a。3.根据权利要求2所述的延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置，其特征在于，所述弧形反冲面(2)为圆弧，其半径R＝1.06c，圆心角为55度。4.一种权利要求1
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3任一项所述的延长竖缝式鱼道内主流流线和降低主流流速的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，河道内按水流方向间隔布置多组竖缝式鱼道；每组竖缝式鱼道包括交错设置且等高度的长竖缝墙体(6)和短竖缝墙体(7)；所述长竖缝墙体(6)和所述短竖缝墙体(7)之间形成鱼道竖缝区域(5)；在每组所述竖缝式鱼道的鱼道竖缝区域(5)主流的下游侧位置，均布置一个水力学...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝红升，王忠耀，欧阳小伟，严旭东，李珊，王羽，
申请(专利权)人：水电水利规划设计总院有限公司中国水利水电建设工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：