CN104099910B - 自动水位抬升式鱼道 - Google Patents
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Abstract
一种自动水位抬升式鱼道，它包括阶梯状设置的三级鱼室，第一级鱼室的进水墙内侧安装有与外部连通的第一虹吸管，第一级鱼室的出水墙外侧安装有第二虹吸管；第二级鱼室与第二连通器连通,第二绞式启闭门与第二过鱼闸孔相配合，第二级鱼室的出水墙上开设有第三过鱼闸孔；第三级鱼室的出水墙下部开设的出鱼孔上安装有翻板闸门；第一级鱼室上端高度高于第三级鱼室上端高度。本发明提供的自动水位抬升式鱼道，可以解决现有鱼道的问题，长度较短，便于布置，适用于不同的地形地质条件；对水库上下游水头大小及库水位的变化适应性好；水位自动抬升，节省鱼通行时所需体力，适于大小不同鱼通过；整个鱼道可自动运行，无需额外动力，节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于水利工程中的鱼道，尤其是一种适用于解决各种地形条件的高水头枢纽工程的鱼类洄游问题的自动水位抬升式鱼道。
背景技术
在天然河道上拦河筑坝，开发利用水资源，造福于民，同时也会对生态环境带来一些负面影响，其中对鱼类而言，主要是阻断了鱼类的洄游通道，破坏产卵场和减少渔业资源量。这对完成生命历史过程中需要进行大范围迁移的洄游性或半洄游性鱼类往往是毁灭性的。水利大坝的建设势必会影响上下游生物的联系，有些生物访问不了它所需求的栖息地，日积月累可能会导致该栖息地灭绝，整个流域生态***也会受到严重影响。而鱼道的建设可维持坝前坝后的联系，对保护生物栖息地具有一定的价值，所以，做好鱼道的设计具有重要的意义。
我国先后修建了多座鱼道，由于种种原因，鱼道的利用率普遍不高。目前鱼道的主要形式有：横隔板式鱼道；原生态式鱼道；槽式鱼道。这些形式的鱼道大都存在以下问题：第一，鱼道的长度较长，坡降较大，鱼在鱼道中通行需耗费较多的体力，造成通行率不高，同时，鱼道的修建对周围地形的要求较高，受不同的地形以及周围的水工建筑物等因素的影响，往往使鱼道的布置较为困难；第二，鱼道高程位置相对固定，对水库水位变化适应性差。低水位时，鱼道会面临干涸的危险，高水位时，鱼道流速大，给鱼上溯带来较大困难；第三，鱼道运行引用水量较大，水资源浪费严重；最后，鱼道局部流速较大，不适应游速慢的鱼类洄游。鱼道的弯道处容易出现流速过大或水流流态紊乱对鱼类洄游造成影响，对鱼道的运行产生不良影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动水位抬升式鱼道，可以解决现有鱼道的问题，长度较短，便于布置，适用于不同的地形地质条件；对水库上下游水头大小及库水位的变化适应性好；水位自动抬升，节省鱼通行时所需体力，适于大小不同鱼通过；整个鱼道可自动运行，无需额外动力，节省能源。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种自动水位抬升式鱼道，它包括阶梯状设置的三级鱼室，
第一级鱼室的进水墙内侧安装有与外部连通的第一虹吸管，第一连通器与第一级鱼室连通，第一连通器内放置有与第一绞式启闭门的第一拉杆连接的第一浮筒，第一级鱼室的进水墙下部开设有与第一绞式启闭门相配合的第一过鱼闸孔，第一级鱼室的出水墙外侧安装有第二虹吸管，第一级鱼室的出水墙上开设有第二过鱼闸孔；
第二级鱼室与第二连通器连通，第二级鱼室的出水墙外侧安装有第三虹吸管，第二连通器内放置有与第二绞式启闭门的第二拉杆连接的第二浮筒，第二绞式启闭门与第二过鱼闸孔相配合，第二级鱼室的出水墙上开设有第三过鱼闸孔；
第三级鱼室与第三连通器连通，第三连通器内放置有与第三绞式启闭门的第三拉杆连接的第三浮筒，第三绞式启闭门与第三过鱼闸孔相配合；第三级鱼室的出水墙下部开设的出鱼孔上安装有翻板闸门；
第一级鱼室上端高度高于第三级鱼室上端高度；第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒底部上开有进水孔。
第一连通器通过第一连通管与第一级鱼室连通。
第二连通器通过第二连通管与第二级鱼室连通。
第三连通器通过第三连通管与第三级鱼室连通。
翻板闸门为磁力翻板闸门。
本发明提供的自动水位抬升式鱼道，以船闸运行原理为基础设计，通过实现上下两级鱼室水位持平，使鱼得以顺利通行。自动水位抬升式鱼道主要采用虹吸管和过鱼孔来对下游鱼室输水，利用鱼室内水位的抬升，带动浮筒升降来控制鱼室过鱼孔闸门的启闭。最后一级鱼室闸门采用磁力翻板门，由水位变化来自动控制其开关。
其有益效果如下：
1、多级鱼室呈阶梯状布置，通过鱼室内水位的变化来满足鱼类翻坝洄游的目标，鱼道的长度较短，便于鱼道布置，适用各种地形条件的高水头水利枢纽，同时由于鱼室休息面积较大,节省鱼通行所需体力，鱼道通行率得以提高。
2、利用虹吸管原理和过鱼闸孔实现各级鱼室的水位自动水平，原理简单，运行可靠，且对水库水位的变化适应性好。
3、利用水浮力的方法实现最后一级鱼室过鱼孔闸门的自动启闭，达到整个鱼道自动运行，满足鱼类洄游的要求，设备简单，无需额外动力，节省资源。
4、若水利枢纽上下游水位差较大时，可设计多于3级以上的鱼室。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的立体结构图；
图2为本发明的立体剖视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明图3的A-A向剖视图；
图5为本发明图3第一鱼室充满水时的A-A向剖视图；
图6为本发明图3第二鱼室充满水时的A-A向剖视图；
图7为本发明图3第三鱼室充满水时的A-A向剖视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示，一种自动水位抬升式鱼道，它包括阶梯状设置的三级鱼室，
第一级鱼室1的进水墙2内侧安装有与外部连通的第一虹吸管3，第一连通器4与第一级鱼室1连通，第一连通器4内放置有与第一绞式启闭门6的第一拉杆7连接的第一浮筒8，第一级鱼室1的进水墙2下部开设有与第一绞式启闭门6相配合的第一过鱼闸孔9，第一级鱼室1的出水墙10外侧安装有第二虹吸管11，第一级鱼室1的出水墙26上开设有第二过鱼闸孔15；
第二级鱼室12与第二连通器13连通，第二级鱼室12的出水墙24外侧安装有第三虹吸管26，第二连通器13内放置有与第二绞式启闭门16的第二拉杆17连接的第二浮筒18，第二绞式启闭门16与第二过鱼闸孔15相配合，第二级鱼室12的出水墙24上开设有第三过鱼闸孔25；
第三级鱼室19与第三连通器20连通，第三连通器20内放置有与第三绞式启闭门21的第三拉杆22连接的第三浮筒23，第三绞式启闭门21与第三过鱼闸孔25相配合；第三级鱼室19的出水墙27下部开设的出鱼孔28上安装有翻板闸门29；
第一级鱼室1上端高度高于第三级鱼室19上端高度；第一浮筒8、第二浮筒18和第三浮筒23底部上开有进水孔。
第一连通器4通过第一连通管5与第一级鱼室1连通。
第二连通器13通过第二连通管14与第二级鱼室12连通。
第三连通器20通过第三连通管30与第三级鱼室19连通。
翻板闸门29为磁力翻板闸门。
第一级鱼室1上游水位高程55m，下游河道水位高程10m，整个鱼道上下游水位差45m，共设置三级鱼室，单级鱼室长30m，宽20m；上下游鱼室的各过鱼闸孔为高4m，宽3m的等腰三角形。每级鱼室死水位为10m，变动水位为15m。
第一级鱼室1底板高程为30m，死水位40m。第二级鱼室12底板高程为15m，死水位25m。第三级鱼室19底板高程为0m，死水位10m。
本发明的工作过程如下：
如图4所示，当需要过鱼时，打开第一虹吸管3开关，第一虹吸管3开始由水库向第一级鱼室1充水，第一级鱼室1水位逐渐上升，同时与第一级鱼室1连通的第一连通器4即套筒内的水位也逐渐上升，第一连通器4内的第一浮筒8开始产生浮力，当浮力增大到一定程度时，第一级鱼室1上游第一过鱼闸孔9的第一绞式启闭门6借助浮力机构逐渐开启，第一级鱼室1和上游水库的水体实现互通，水库与第一级鱼室1内的鱼可以相互通过；同时由于第一浮筒8底部上开有进水孔，在第一浮筒8上升的过程中底部进水孔开始充水，当第一浮筒8充水量达到一定程度后，第一浮筒8产生的浮力不足以支撑第一绞式启闭门6的重量时，第一浮筒8逐渐下降，第一绞式启闭门6逐渐关闭。第一级上游侧过鱼闸孔9的第一绞式启闭门6开启后至关闭前的这段时间为过鱼孔过鱼时段。第一级鱼室上游侧过鱼闸孔9的第一绞式启闭门6关闭后，第一级鱼室1水位也达到第一级鱼室1的最高水位，同时引发第一级鱼室1至第二级鱼室之间的第一虹吸管3开始向第二级鱼室12充水。
如图5所示，第二级鱼室12详细运行过程与第一级鱼室1详细运行过程相同。
如图6和图7所示，当第二级鱼室12通过第三虹吸管26自动向第三级鱼室19充水时，第三级鱼室19水位逐渐上升，当产生的水压力大于磁铁对过鱼孔翻板闸门29的吸引力及闸门自重时，翻板闸门29逐渐开启并向下游排水，第三级鱼室19与下游水体连通，第三级鱼室19与下游河道的鱼可以开始互相通过，第三级鱼室19的水位逐渐下降与下游水位持平时，翻板闸门29的左右水压差也逐渐减小，由于磁力及重力的作用，翻板闸门29逐渐自动关闭。翻板闸门29开启至关闭阶段即为第三级鱼室19与下游河道之间的过鱼阶段。
若水利枢纽上下游水位差较大时，可设计多于3级以上的鱼室，，其中中间各级鱼室的详细运行过程与前述第一级鱼室详细运行过程相同。
Claims (4)
1.一种自动水位抬升式鱼道，其特征在于：它包括阶梯状设置的三级鱼室，
第一级鱼室（1）的进水墙（2）内侧安装有与外部连通的第一虹吸管（3），第一连通器（4）与第一级鱼室（1）连通，第一连通器（4）内放置有与第一绞式启闭门（6）的第一拉杆（7）连接的第一浮筒（8），第一级鱼室（1）的进水墙（2）下部开设有与第一绞式启闭门（6）相配合的第一过鱼闸孔（9），第一级鱼室（1）的出水墙（10）外侧安装有第二虹吸管（11），第一级鱼室（1）的出水墙（10）上开设有第二过鱼闸孔（15）；
第二级鱼室（12）与第二连通器（13）连通，第二级鱼室（12）的出水墙（24）外侧安装有第三虹吸管（26），第二连通器（13）内放置有与第二绞式启闭门（16）的第二拉杆（17）连接的第二浮筒（18），第二绞式启闭门（16）与第二过鱼闸孔（15）相配合，第二级鱼室（12）的出水墙（24）上开设有第三过鱼闸孔（25）；
第三级鱼室（19）与第三连通器（20）连通，第三连通器（20）内放置有与第三绞式启闭门（21）的第三拉杆（22）连接的第三浮筒（23），第三绞式启闭门（21）与第三过鱼闸孔（25）相配合；第三级鱼室（19）的出水墙（27）下部开设的出鱼孔（28）上安装有翻板闸门（29），翻板闸门（29）为磁力翻板闸门；
第一级鱼室（1）上端高度高于第三级鱼室（19）上端高度；第一浮筒（8）、第二浮筒（18）和第三浮筒（23）底部上开有进水孔。
2.根据权利要求1所述的自动水位抬升式鱼道，其特征在于：第一连通器（4）通过第一连通管（5）与第一级鱼室（1）连通。
3.根据权利要求1所述的自动水位抬升式鱼道，其特征在于：第二连通器（13）通过第二连通管（14）与第二级鱼室（12）连通。
4.根据权利要求1所述的自动水位抬升式鱼道，其特征在于：第三连通器（20）通过第三连通管（30）与第三级鱼室（19）连通。
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