一种仿自然鱼道及鱼道问题池室诊断方法技术

一种仿自然鱼道及鱼道问题池室诊断方法，该仿自然鱼道包括鱼道底板及其两侧的鱼道边墙构成的槽状的鱼道本体，在鱼道本体内设置有多个鱼道池室，在所述鱼道本体内设置有鱼道障碍物；在鱼道本体的下游端与下游河道的交汇位置处铺设有卵砾石；在所述鱼道本体的旁边设置有补水主通道，该补水主通道的出水端朝向卵砾石所在的区域；在鱼道本体内部间隔设置有多个射频识别天线

【技术实现步骤摘要】
一种仿自然鱼道及鱼道问题池室诊断方法


[0001]本专利技术涉及水利工程
与生态学领域，尤其涉及仿自然鱼道及鱼道问题池室诊断方法
。

技术介绍

[0002]过鱼设施作为缓解水电开发带来河流减脱水及连通性问题最有效的措施，其中的鱼道作为应用最为广泛
、
过鱼效果最好的措施一直广受关注
。
现有技术中，鱼道形式主要包括丹尼尔式鱼道
、
竖缝式鱼道
、
池堰式鱼道等，但研究发现，这些鱼道的过鱼效率往往较低，通常在
22
～
71
％之间
。
由此仿自然鱼道引起了相关学者们的注意
。
因为仿自然鱼道的形态和水流速度的设计与自然溪流相似，所以仿自然鱼道理论上可以允许所有有过坝需求的鱼自由通过
。
[0003]现有技术中，如公开号为
CN115748573A
的专利申请公开了一种水利水电工程竖缝式鱼道及鱼道评价系统
。
又如公告号为
CN115374507A
的专利申请公开了水电站大坝鱼道评测方法及系统
。
但是，现有技术中存在如下问题：
[0004](1)
现有的鱼道中，鱼道内设计流速较低，鱼道进鱼口处水流突然流入河道后过流面积突变导致流速更低，不能准确
、
快速地吸引鱼类进入鱼道
。
[0005](2)
目前已建的过鱼设施大部分以传统型鱼道中的竖缝式鱼道为主，其主要适用于中高水头大坝，且造价高昂；在面对溪流众多，其中用于提水
、
取水的低水头挡水障碍物众多，且生活在其中的溪流性鱼类品种繁多等复杂形势时，无法有效满足鱼类巨大的洄游过坝需求，且目前常采用的射频识别天线绕制方式带来的监测效果还有提升空间
。
[0006](3)
在目前已进行的过鱼效果监测活动中，受到设备
、
自然环境的影响，没有一种统一的
、
科学的方式对鱼类最大上溯距离进行有效判断，并进行问题池室诊断工作，无法为后续相关鱼道的规划
、
设计
、
建设提供有效的数据理论支撑
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提出一种仿自然鱼道及鱼道问题池室诊断方法，旨在解决上述技术问题
。
[0008]为实现上述目的，一方面，本专利技术提出一种仿自然鱼道，包括鱼道底板及其两侧的鱼道边墙构成的槽状的鱼道本体，在鱼道本体内设置有多个鱼道池室，在所述鱼道本体内设置有鱼道障碍物；在鱼道本体的下游端与下游河道的交汇位置处铺设有卵砾石；在所述鱼道本体的旁边设置有补水主通道，该补水主通道的出水端朝向卵砾石所在的区域；在鱼道本体内部间隔设置有多个射频识别天线
。
[0009]优选的，在所述补水主通道上连接有补水副通道；补水副通道的出水端朝向卵砾石所在的区域；补水副通道的出水方向与鱼道本体的出水方向之间的夹角为
β
，且0°
＜
β
≤90
°
；所述补水主通道与鱼道本体平行设置，所述鱼道本体的坡度
I<10
％，补水主通道底板坡度
I<15
％
。
[0010]优选的，所述补水副通道为弧形形状，补水副通道的进水端连接在补水主通道的侧壁上，在补水副通道的出水端设置有调节机构用于调整补水副通道的出水方向；调节机构包括第一挡水板
、
第二挡水板
、
以及第一电机和第二电机；所述补水副通道安装在混凝土基座上，所述第一电机和第二电机设置在混凝土基座的内腔中；第一电机的输出轴固接有第一转轴，且第一转轴向上延伸至补水副通道其中一边墙的末端，第一挡水板的上游侧固接在第一转轴上；第二电机的输出轴固接有第二转轴，且第二转轴向上延伸至补水副通道另一边墙的末端，第二挡水板的上游侧固接在第二转轴上
。
[0011]优选的，在鱼道本体上游端
、
下游端
、
以及在在补水主通道进水端和出水端
、
以及在补水副通道的水端和出水端分别设置有电动闸门；电动闸门包括矩形框体和闸门板，闸门板可上下滑动安装在矩形框体内；在矩形框体固接有导向筒体，导向筒体的顶部固接有安装筒体；在安装筒体的侧壁上设置有伺服电机；在导向筒体内部滑动安装有竖向滑杆，且竖向滑杆的上部设置为齿条结构且向上延伸至安装筒体的内腔中，竖向滑杆的下端与闸门板连接；伺服电机的输出轴延伸至安装筒体的内腔中，且在伺服电机的输出轴上安装有直齿轮；直齿轮与竖向滑杆上部的齿条啮合
。
[0012]优选的，所述鱼道障碍物的形状包括圆柱形
、
半圆柱形
、
方柱形
、
或者三棱柱形；并对不同形状的鱼道障碍物开展目标鱼对不同类型障碍物的适应能力测试；沿着鱼道本体方向，每个鱼道池室内的鱼道障碍物采用3‑2‑3模式布置
。
[0013]优选的，所述鱼道障碍物的横截面外接圆的直径为
D
，相邻两个鱼道障碍物外周面之间的最小间距为
d
，鱼道本体过鱼对象的平均体长为
FL
；其中，
d/D
＝
1.5
～3；
D/FL
＝
1/3
～
1。
[0014]优选的，在鱼道本体下游端的两侧鱼道边墙的内壁上设置有可调节光色的防水灯管
。
[0015]优选的，所述射频识别天线的结构形式包括口字形天线
、∞
形天线和双口形天线；所述口字形天线包括口字型框架
、
以及绕制在口字型框架外周防水密封槽内的铜线圈；所述
∞
形天线包括
∞
形框架
、
以及绕制在
∞
形框架外周防水密封槽内的铜线圈；所述双口形天线为两个口字形天线并联而成；所述
∞
形天线的铜线圈绕制方向按数字“8”的书写方向进行绕制
。
[0016]另一方面，本专利技术还提出一种鱼道问题池室诊断方法，采用上述的仿自然鱼道，包括以下步骤：
[0017]步骤
S1
：获取各条目标鱼的体长
BL、
体高
H、
湿重
w、
试验期间的水温；
[0018]步骤
S2
：确定水力学因子，确定鱼道本体下游端
、
上游端以及及其内部水力学分布条件；其中，水力学指标包括鱼道本体上游端进水口
、
下游端出水口及射频识别天线布置断面流量鱼道本体下游端出水口相对各射频识别天线监测断面及鱼道本体上游端进水口的水位落差
Δ
h
；
[0019]步骤...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种仿自然鱼道，包括鱼道底板
(3)
及其两侧的鱼道边墙
(2)
构成的槽状的鱼道本体，在鱼道本体内设置有多个鱼道池室，其特征在于：在所述鱼道本体内设置有鱼道障碍物
(3)
；在鱼道本体的下游端与下游河道的交汇位置处铺设有卵砾石
(5)
；在所述鱼道本体的旁边设置有补水主通道
(4)
，该补水主通道
(4)
的出水端朝向卵砾石
(5)
所在的区域；在鱼道本体内部间隔设置有多个射频识别天线
(7)。2.
如权利要求1所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：在所述补水主通道
(4)
上连接有补水副通道
(6)
；补水副通道
(6)
的出水端朝向卵砾石
(5)
所在的区域；补水副通道
(6)
的出水方向与鱼道本体的出水方向之间的夹角为
β
，且0°
＜
β
≤90
°
；所述补水主通道
(4)
与鱼道本体平行设置，所述鱼道本体的坡度
I<10
％，补水主通道
(4)
底板坡度
I<15
％
。3.
如权利要求2所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：所述补水副通道
(6)
为弧形形状，补水副通道
(6)
的进水端连接在补水主通道
(4)
的侧壁上，在补水副通道
(6)
的出水端设置有调节机构用于调整补水副通道
(6)
的出水方向；调节机构包括第一挡水板
(9)、
第二挡水板
(10)、
以及第一电机
(11)
和第二电机
(12)
；所述补水副通道
(6)
安装在混凝土基座
(13)
上，所述第一电机
(11)
和第二电机
(12)
设置在混凝土基座
(13)
的内腔中；第一电机
(11)
的输出轴固接有第一转轴
(14)
，且第一转轴
(14)
向上延伸至补水副通道
(6)
其中一边墙的末端，第一挡水板
(9)
的上游侧固接在第一转轴
(14)
上；第二电机
(12)
的输出轴固接有第二转轴
(15)
，且第二转轴
(15)
向上延伸至补水副通道
(6)
另一边墙的末端，第二挡水板
(10)
的上游侧固接在第二转轴
(15)
上
。4.
如权利要求2所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：在鱼道本体上游端
、
下游端
、
以及在在补水主通道
(4)
进水端和出水端
、
以及在补水副通道
(6)
的水端和出水端分别设置有电动闸门
(16)
；电动闸门
(16)
包括矩形框体
(17)
和闸门板
(18)
，闸门板
(18)
可上下滑动安装在矩形框体
(17)
内；在矩形框体
(17)
固接有导向筒体
(19)
，导向筒体
(19)
的顶部固接有安装筒体
(21)
；在安装筒体
(21)
的侧壁上设置有伺服电机
(23)
；在导向筒体
(19)
内部滑动安装有竖向滑杆
(20)
，且竖向滑杆
(20)
的上部设置为齿条结构且向上延伸至安装筒体
(21)
的内腔中，竖向滑杆
(20)
的下端与闸门板
(18)
连接；伺服电机
(23)
的输出轴延伸至安装筒体
(21)
的内腔中，且在伺服电机
(23)
的输出轴上安装有直齿轮
(22)
；直齿轮
(22)
与竖向滑杆
(20)
上部的齿条啮合
。5.
如权利要求1所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：所述鱼道障碍物
(3)
的形状包括圆柱形
、
半圆柱形
、
方柱形
、
或者三棱柱形；并对不同形状的鱼道障碍物
(3)
开展目标鱼对不同类型障碍物的适应能力测试；沿着鱼道本体方向，每个鱼道池室内的鱼道障碍物
(3)
采用3‑2‑3模式布置
。6.
如权利要求1所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：所述鱼道障碍物
(3)
的横截面外接圆的直径为
D
，相邻两个鱼道障碍物
(3)
外周面之间的最小间距为
d
，鱼道本体过鱼对象的平均体长为
FL
；其中，
d/D
＝
1.5
～3；
D/FL
＝
1/3
～
1。7.
如权利要求1所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：在鱼道本体下游端的两侧鱼道边
墙
(2)
的内壁上设置有可调节光色的防水灯管
(8)。8.
如权利要求1所述的一种仿自然鱼道，其特征在于：所述射频识别天线
(7)
的结构形式包括口字形天线
(24)、∞
形天线
(25)
和双口形天线
(26)
；所述口字形天线
(24)
包括口字型框架
、
以及绕制在口字型框架外周防水密封槽内的铜线圈；所述
∞
形天线
(25)
包括
∞
形框架
、
以及绕制在
∞
形框架外周防水密封槽内的铜线圈；所述双口形天线
(26)
为两个口字形天线
(24)
并联而成；所述
∞
形天线
(25)
的铜线圈绕制方向按数字“8”的书写方向进行绕制
。9.
一种鱼道问题池室诊断方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶宇，郭华，罗姗姗，刘扬李，罗金梅，王永猛，李小欢，石浩，罗辉，吴忠福，叶人源，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：