一种竖缝式鱼道补水调流系统的制作方法

本发明涉及水利水电生态保护，特别是一种竖缝式鱼道补水调流系统。

背景技术：

1、过鱼设施是用于供鱼类溯河通过闸、坝等建筑物或天然建筑物的一种人工通道。补水设施作为过鱼设施中辅助设施的主要构成环节，主要发挥着提高诱集鱼效率、补充过鱼设施内部水量的作用。如《水电工程集运鱼系统设计规范（nb/t10862-2021）》中10.2节要求，补水设施宜布置在集鱼通道附近，宜通过消能和水流流向调整装置使补水水流平顺汇入集鱼通道；《水电工程升鱼机设计规范（nb/t10863-2021）》中8.2节要求，升鱼机集鱼通道内不能直接提供足够水量的，应增加补水设施，补水设施宜布置在集鱼通道附近；《水电工程过鱼设施设计规范（nb/t35054-2015）》中要求，为使鱼道进口适应下游运行水位变化范围，通过设补水系统向进口部位各池室补入适当水量，使其保持一定的池室间落差和流速。

2、与设计规范相呼应，过去常规竖缝式鱼道中的补水设施绝大多数均为改善进口水流条件、增大鱼类诱集找到进口而设计，水利水电过鱼设施行业中，已有通过调节鱼道池室内部的水流条件，进而优化鱼道内部水力学条件以提供鱼类适宜的上溯洄游环境的技术，如授权号为cn114673124b的专利“一种具备旅游观赏功能的过鱼系统及过鱼方法”，布置了两级蜿蜒式补水系统，从库区引水至过鱼中转机构，并为短鱼道和集水下坡段补水，该类技术通过引自上游库区的水源，对短鱼道中的水源进行补给，但对于提供鱼类适宜的关键水力学条件（流速、流向、流量、流水信号）等方面的考量有限；如申请公布号为cn117344700a的专利“一种具备旅游观赏功能的竖缝式鱼道及运行方法”，在竖缝式鱼道转运凹槽侧设置补水组件，通过水泵形成鱼道池室向装鱼箱体的定向吸引水流，还可通过不断抽水向转运鱼箱补水，增加水中混合空气，提高鱼类存活率，该类技术考虑了定向诱导鱼类的流水信号，但仅是基于简单的诱导流向和水量，并未从鱼道池室内部流态、水力学条件的定向诱导作用考虑为鱼类提供明确的上溯信号。

3、鱼道内部池室中的水流流态、水力学条件，是影响鱼类成功上溯的关键因素之一。如大渡河枕头坝二级水电站模型试验中，分别在鱼道中提取三个水层共150个测点进行流速测定，模拟结果发现，池室中主流宽度与竖缝宽度接近，约0.30m，主流呈现“s”型弯曲，主流流向明确，鱼类上溯一般沿着主流边缘上溯，因此，在上溯过程中无需急速转弯，主流最大流速出现在竖缝断面后缘，最大流速值约为1.18m/s；l型隔板型式主流弯曲程度小（不到45 度），较为平顺。因此，鱼道内部竖缝处流速、流向的大小对于塑造鱼类洄游引导主流具有较为重要的作用，而主流扭曲度过大，可能造成鱼类在上溯过程中频繁转向，存在沿高流速上溯路线较长的情况，导致上溯游泳耗能较多。

4、根据以上研究，竖缝式鱼道中水流流态、水力学条件的调节，是强化鱼类洄游信号的关键技术问题，进一步可提高鱼类逐级穿过竖缝、游过池室最终通过大坝鱼道的成功率，对于精准引导鱼类洄游过坝具有科学指导性。因此，急需探索一种具有精确调流能力的竖缝式鱼道，用于提升竖缝式鱼道在发挥鱼类洄游通道方面的精准度。

技术实现思路

1、本发明提供一种竖缝式鱼道补水调流系统，目的在于至少解决一个背景技术中提及的现有技术存在的技术问题。

2、本发明提供如下技术方案，实现上述目的：

3、一种竖缝式鱼道补水调流系统，包括鱼道，沿鱼道长度方向设置有若干的池室，池室内设置有流速测定仪；鱼道上布置有补水系统，补水系统包括水泵，水泵连接总进水管，总进水管包括若干与池室对应设置的分流管，分流管上设置有阀门，分流管连接若干朝向池室内设置的喷头。

4、更进一步的，所述鱼道包括两个并列设置的边墙，两个边墙相对交错设置有若干组的隔板，隔板包括隔板一和隔板二，隔板一和隔板二之间设置竖缝，相邻组的隔板一和隔板二之间形成池室；隔板二远离边墙的一端设置有楔形结构。

5、更进一步的，所述喷头分别布设在环绕池室的边墙上，隔板的迎水面、背水面和竖缝端上。

6、更进一步的，所述分流管布设在隔板和边墙内，若干分流管竖向设置且沿高度方向设置有若干层喷头且若干层喷头的设置高度均在鱼道常运行水位以下。

7、更进一步的，所述喷头外侧设置有挡板，挡板的设置数量与喷头层数相匹配。

8、更进一步的，所述挡板的两侧设置有连接板，两侧的连接板之间设置有连杆轴和固定轴，连杆轴通过传动杆与电缸连接，电缸设置在挡板的背部。

9、更进一步的，所述隔板一和隔板二竖缝端的挡板斜向设置使竖缝的开口方向与隔板方向呈45°。

10、更进一步的，所述的竖缝式鱼道补水调流系统的运行方法，包括以下步骤：

11、s1、根据流速测定仪测得的水流数据，判断鱼道内水流条件是否适宜鱼类上溯洄游；

12、s2、当鱼道中的水流条件不适宜于鱼类上溯洄游时，通过补水系统为各个池室补给水源、调节水下的流态、流向；包括打开水泵抽水，水经过分流管、喷头进入池室，通过阀门独立控制是否向各个池室补水；

13、s3、当鱼类完成上溯洄游后，关闭水泵和阀门。

14、有益效果

15、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

16、1.本发明设置了以管道结构和挡板结构组成的补水系统，可提供集约高效的整流调流效果，既可为鱼道内部补给水量，更重要的是可根据鱼类上溯的水流需求实时调控流态、流量、流速，根据主要过鱼对象的上溯洄游水流条件需求情况，通过电脑中控系统实时调控对应喷头旋转至适宜角度，通过向鱼道水下喷射水流，为鱼道池室补给水源、调节水下的流态、流向，为鱼类制造理想的上溯水流条件。

17、2.本发明的每一个喷头均可通过中控系统点对点精准调节，喷头的喷射方向通过挡板的定向引导，在水流导向上更加集约明确，调流补水系统的调控可根据鱼道中的实时情况在线控制。本发明构建的水流调控结构打破了传统过鱼设施补水系统单一的补给水量的理念，以营造鱼类洄游上溯适宜水流特性为核心创新思路，构建了灵活精准的调流补水系统，在设计思路上从单纯的鱼道水量补充上升到水流特性营造，更加丰富完善了过鱼设施内部水力学调控应用理论，更加提升了过鱼设施过鱼效率的精准控制力。

18、3.本发明通过在隔板的迎水面、背水面和竖缝端上布置喷头，与边墙上的喷头相互配合以应对复杂的水流特性，根据流速测定仪测得的水流特性，调控不同位置喷头的角度及喷水量，改善水流特性。

技术特征：

1.一种竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：包括鱼道，沿鱼道长度方向设置有若干的池室（3），池室（3）内设置有流速测定仪；鱼道上布置有补水系统（4），补水系统（4）包括水泵（401），水泵（401）连接总进水管（402），总进水管（402）包括若干与池室（3）对应设置的分流管（406），分流管（406）上设置有阀门（407），分流管（406）连接若干朝向池室（3）内设置的喷头（405）。

2.根据权利要求1所述的竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：所述鱼道包括两个并列设置的边墙（1），两个边墙（1）相对交错设置有若干组的隔板（2），隔板（2）包括隔板一（201）和隔板二（202），隔板一（201）和隔板二（202）之间设置竖缝，相邻组的隔板一（201）和隔板二（202）之间形成池室（3）；隔板二（202）远离边墙（1）的一端设置有楔形结构。

3.根据权利要求2所述的竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：所述喷头（405）分别布设在环绕池室（3）的边墙（1）上，隔板（2）的迎水面、背水面和竖缝端上。

4.根据权利要求2所述的竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：所述分流管（406）布设在隔板（2）和边墙（1）内，若干分流管（406）竖向设置且沿高度方向设置有若干层喷头（405）且若干层喷头（405）的设置高度均在鱼道常运行水位以下。

5.根据权利要求4所述的竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：所述喷头（405）外侧设置有挡板（408），挡板（408）的设置数量与喷头（405）层数相匹配。

6.根据权利要求5所述的竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：所述挡板（408）的两侧设置有连接板（412），两侧的连接板（412）之间设置有连杆轴（409）和固定轴（410），连杆轴（409）通过传动杆与电缸（411）连接，电缸（411）设置在挡板（408）的背部。

7.根据权利要求2所述的竖缝式鱼道补水调流系统，其特征在于：所述隔板一（201）和隔板二（202）竖缝端的挡板（408）斜向设置使竖缝的开口方向与隔板（2）方向呈45°。

8.根据权利要求1至7任一项所述的竖缝式鱼道补水调流系统的运行方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种竖缝式鱼道补水调流系统，水利水电生态保护技术领域，技术包括鱼道，鱼道中设置有补水系统，补水系统包括水泵，水泵连接总进水管，总进水管沿边墙的长度方向设置且途经每个池室，总进水管上设置有若干组分流管，分流管上设置有若干喷头，喷头外侧设置有挡板；池室内设置有布置有若干流速测定仪，流速测定仪与电脑中控系统通讯连接。本发明通过营造水流特性，丰富完善了过鱼设施内部水力学调控应用理论，提升了过鱼设施过鱼效率的精准控制力。技术研发人员：蔡泓忻,冯铭,蒋伟,周家飞,魏佳妮,刘亚莲,赵阳,刘钊,朱忠平,唐烨林,靳波,罗全康受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11