本發(fā)明涉及一種優(yōu)化的生態(tài)魚道設(shè)計(jì)，并能夠進(jìn)行魚類洄游實(shí)驗(yàn)、水力特性實(shí)驗(yàn)、誘魚實(shí)驗(yàn)等研究，特別適用于一種渠道引水式的魚道實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：
國外已在魚道實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際工程運(yùn)用中已取得豐富的經(jīng)驗(yàn)，特別是美國于20世紀(jì)初已開始修建魚道，并在50年代修建了世界上水頭最高的魚道，為水利工程建設(shè)后魚類洄游及河流生態(tài)保護(hù)提供保障。目前我國新疆、西藏等地在水利工程建設(shè)后，通過學(xué)習(xí)國外的魚道建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，嘗試修建了魚道等過魚設(shè)施，但由于我國的地理差異及河流中的魚類物種差異，導(dǎo)致過魚效果差；而且由于人們的環(huán)保意識(shí)不高，導(dǎo)致河流中的漂浮物過多，容易堵塞魚道，影響過魚效果。為了建設(shè)符合我國地域特點(diǎn)和滿足不同魚類物種需求的過魚通道，我國的研究人員在魚道研究方面做了較多實(shí)驗(yàn)，特別是水力學(xué)實(shí)驗(yàn)、誘魚實(shí)驗(yàn)及魚道過魚實(shí)驗(yàn)。而實(shí)驗(yàn)的最終目的是將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)用于實(shí)際工程，但目前關(guān)于仿自然魚道進(jìn)水口狀態(tài)的魚道實(shí)驗(yàn)裝置及防止魚道堵塞的魚道設(shè)計(jì)較為少見，而且不能準(zhǔn)確的將水力特性實(shí)驗(yàn)的測點(diǎn)和魚類上溯實(shí)驗(yàn)的軌跡準(zhǔn)確的聯(lián)系起來，所以在試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用于實(shí)際工程時(shí)不太理想。如中國專利公開號(hào)為102176295A設(shè)計(jì)的多級(jí)跌坎凹槽豎縫式魚道實(shí)驗(yàn)裝置未考慮設(shè)置攔污柵，這將導(dǎo)致實(shí)際工程中的魚道發(fā)生堵塞時(shí)，魚道內(nèi)的水力特性發(fā)生變化，過魚效率會(huì)受到嚴(yán)重影響。而且某些魚道（如中國專利公開號(hào)103437333A）的設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)未考慮魚類的游泳能力和體力狀況，也會(huì)影響運(yùn)行效果。另外，由于人力物力的限制，目前的在魚道方面的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)較多，可信度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對已有的魚道實(shí)驗(yàn)裝置存在的問題，設(shè)計(jì)一種能夠防止漂浮物進(jìn)入魚道且不影響魚類上溯的魚道，而且本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置模擬自然河流的魚道進(jìn)水口，能夠循環(huán)利用水資源，能夠適用多種工況下的魚道水力特性、魚道過魚實(shí)驗(yàn)，且能夠?qū)Ⅳ~類上行軌跡與魚道內(nèi)的水力特性實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確匹配的一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法。該實(shí)驗(yàn)裝置不僅可以為魚道實(shí)際工程建設(shè)提供參考，而且考慮了漂浮物進(jìn)入魚道，影響過魚效率的問題；此外，該實(shí)驗(yàn)裝置不僅便于檢修，而且魚道結(jié)構(gòu)靈活可變，流量、坡度可調(diào)節(jié)，能研究不同工況下魚道內(nèi)的水力特性和過魚效果，還能配合使用水下攝像裝置的使用以觀測魚類上行軌跡和時(shí)間。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明專利所采用的技術(shù)方案是：一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置，它包括緩沖箱，緩沖箱上設(shè)有底孔；緩沖箱和水池之間通過管道相連通，水池內(nèi)部設(shè)置有水泵，水泵與管道相連，所述水泵的電源線與手控開關(guān)相連；緩沖箱的底孔正下方設(shè)置有引水渠，引水渠與環(huán)形水渠相連，環(huán)形水渠的末端設(shè)置有薄壁堰，薄壁堰后設(shè)置有穩(wěn)流室，穩(wěn)流室內(nèi)部設(shè)置有穩(wěn)流墻，穩(wěn)流室的側(cè)壁上設(shè)置有魚道進(jìn)水口，魚道進(jìn)水口魚道相連，魚道的兩側(cè)上方設(shè)置有軌道，在魚道的側(cè)面設(shè)置有水下攝像裝置，魚道的尾部設(shè)置有魚道出水口，魚道出水口通過魚類適應(yīng)室與水池相連通。所述魚道內(nèi)部底面每隔1.2m設(shè)置一個(gè)魚道隔板，隔板采用可拆卸連接，魚道的上游位置設(shè)置有一號(hào)攔魚柵，魚道底部鋪有白色方形板磚鋪成的坐標(biāo)網(wǎng)格，所述坐標(biāo)網(wǎng)格的規(guī)格為100cm×100cm×1cm；所述軌道上設(shè)置有刻度，刻度與坐標(biāo)網(wǎng)格的刻度保持一致。所述魚道進(jìn)水口設(shè)置有攔污柵，魚道進(jìn)水口的側(cè)面設(shè)置有魚類休息室，魚類休息室側(cè)面的魚道進(jìn)水口設(shè)置有閘門，在閘門上設(shè)置有誘魚裝置所述魚類適應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)二號(hào)攔魚柵。所述薄壁堰為木質(zhì)材料制成，在薄壁堰的側(cè)邊設(shè)置有側(cè)臂，側(cè)臂能夠調(diào)節(jié)薄壁堰的高度，薄壁堰最大運(yùn)行高度為0.5m，設(shè)置有10個(gè)檔位，每檔為0.05m。所述魚道傾斜布置安裝，其低端通過地面支撐，高端通過可伸縮支墩支撐；所述魚道采用透明有機(jī)玻璃材料制成。所述引水渠的墻面為粗糙率較大的混凝土結(jié)構(gòu)。所述穩(wěn)流墻由紅磚和水泥砂漿交錯(cuò)壘筑，穩(wěn)流墻為磚孔交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，所述磚孔可用類磚防水模型封堵。所述水泵共有三種不同型號(hào)，一號(hào)水泵流量為0.2m3/s，二號(hào)水泵流量為0.3m3/s，三號(hào)水泵流量為0.5m3/s。采用魚道實(shí)驗(yàn)裝置的操作運(yùn)行方法，它包括以下步驟：1）首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)流量確定水泵開啟方案，先用手控開關(guān)將三個(gè)水泵同時(shí)開啟，待穩(wěn)流室中的水位低于魚道進(jìn)水口底面以下5cm時(shí)，關(guān)閉一號(hào)水泵和三號(hào)水泵，調(diào)節(jié)側(cè)臂至第五檔，此時(shí)，通過流量計(jì)量測發(fā)現(xiàn)進(jìn)入穩(wěn)流室的流量略大于或等于0.25m3/s，如大于0.25m3/s，則可以利用一個(gè)或多個(gè)類磚防水模型封堵磚孔，使進(jìn)入魚道進(jìn)水口的流量為0.25m3/s；2）待流量達(dá)到0.25m3/s后，將流速儀裝入流速架上，并將流速架放入魚道的軌道上，根據(jù)軌道上刻度和魚道底面的坐標(biāo)網(wǎng)格刻度定位流速儀的測量位置，左右移動(dòng)流速儀、上下滑動(dòng)流速架，依次測量每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的流速數(shù)據(jù)，當(dāng)進(jìn)行工況二試驗(yàn)時(shí)，此時(shí)流量為0.3m3/s，通過側(cè)臂將薄壁堰高度調(diào)至0檔，移開穩(wěn)流墻上的類磚防水模型即可快速進(jìn)行工況二條件下的水力特性實(shí)驗(yàn)；3）當(dāng)進(jìn)行魚類上溯實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用步驟1）-2）的方法確定流量，待流量達(dá)到實(shí)驗(yàn)流量后，將實(shí)驗(yàn)魚一放入魚類適應(yīng)室內(nèi)，啟用誘魚裝置，啟用水下攝像裝置，拉開閘門，移去一號(hào)攔魚柵，當(dāng)實(shí)驗(yàn)魚一適應(yīng)30分鐘后，將實(shí)驗(yàn)魚一用網(wǎng)兜移至魚道出水口，進(jìn)行上溯實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)魚二移至魚類適應(yīng)室內(nèi)，并監(jiān)視實(shí)驗(yàn)魚一的上行軌跡和上行時(shí)間，每條實(shí)驗(yàn)魚上行時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)定為30分鐘，待魚類成功上溯至魚道進(jìn)水口后，用一號(hào)攔魚柵封閉魚道進(jìn)水口末端，直至實(shí)驗(yàn)魚一在規(guī)定時(shí)間進(jìn)入魚類休息室后，關(guān)閉閘門，用網(wǎng)兜回收實(shí)驗(yàn)魚，如魚在規(guī)定時(shí)間沒有進(jìn)入魚類休息室，將實(shí)驗(yàn)魚驅(qū)趕進(jìn)入魚類休息室，關(guān)閉閘門，移開攔魚柵，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)魚類二移入魚道出水口進(jìn)行上溯實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中無論成功與否達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，直接用實(shí)驗(yàn)魚二進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反復(fù)循環(huán)實(shí)驗(yàn)至所有實(shí)驗(yàn)魚成功上行或超過實(shí)驗(yàn)時(shí)間未成功上行為止。記錄所有實(shí)驗(yàn)魚的上行時(shí)間和條數(shù)，并根據(jù)攝影錄像觀察并繪制實(shí)驗(yàn)魚上行軌跡圖。調(diào)整工況，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；4）完成一種工況條件下的實(shí)驗(yàn)后，可以同時(shí)改變流量條件，更換不同型式的魚道隔板或通過可伸縮支墩改變魚道坡度，進(jìn)行不同工況及其組合工況條件的實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明有如下有益效果：1、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置通過引水渠、環(huán)形水渠、穩(wěn)流室能夠進(jìn)行消能，同時(shí)利用穩(wěn)流墻消能并平穩(wěn)水流使得魚道進(jìn)水口的水流條件盡量與實(shí)際工程相似，使實(shí)驗(yàn)更有現(xiàn)實(shí)意義；此外，本實(shí)驗(yàn)裝置能夠循環(huán)利用水資源，是一個(gè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置。2、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置通過水泵、薄壁堰、穩(wěn)流墻共同控制流量，能夠快速控制實(shí)驗(yàn)流量，從而節(jié)省大量時(shí)間和電量。3、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置考慮在魚道進(jìn)水口前增加攔污柵，在其旁設(shè)置休息室和閘門及誘魚裝置，能夠保證魚道不堵塞的同時(shí)促使魚類能夠順利上行，在實(shí)驗(yàn)中能夠驗(yàn)證現(xiàn)有誘魚技術(shù)的效果，并且便于回收試驗(yàn)魚；在實(shí)際工程中可將魚類休息室改為魚道出口，能解決目前國內(nèi)魚道建設(shè)后堵塞致魚道不能正常運(yùn)行的問題。4、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置在魚道底部設(shè)置用標(biāo)準(zhǔn)白色方格板磚鋪成的坐標(biāo)格，配合水下攝像裝置的使用，能夠準(zhǔn)確定位魚類上行軌跡和確定上行時(shí)間；并且在水力特性實(shí)驗(yàn)中，參照坐標(biāo)格定位流速儀的測量位置，能夠使魚類上行軌跡和魚道內(nèi)各點(diǎn)的流速匹配，使水力特性實(shí)驗(yàn)根據(jù)有實(shí)際意義。5、本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置能在魚道內(nèi)同時(shí)進(jìn)行魚類上行實(shí)驗(yàn)和誘魚實(shí)驗(yàn)，能夠得出一套完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且魚道進(jìn)水口的誘魚裝置能夠驗(yàn)證魚道出水口誘魚措施的有效性。6、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置施工、檢修方便，材料易得，成本相對低廉，且非專業(yè)技術(shù)施工人員都可以滿足要求。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1為一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法的正視圖。圖2為一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法的俯視圖。圖3為一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法的總體結(jié)構(gòu)圖。圖4為一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法的魚道結(jié)構(gòu)圖。圖5為一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法的穩(wěn)流墻平面圖。圖6為一種魚道實(shí)驗(yàn)裝置及其運(yùn)行方法的魚道進(jìn)水口7及附屬裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中：1、緩沖箱；2、引水渠；3、環(huán)形水渠；4、薄壁堰；5、穩(wěn)流室；6、穩(wěn)流墻；7、魚道進(jìn)水口；8、魚道；9、可伸縮支墩；10、魚道隔板；11、魚道出水口；12、魚類適應(yīng)室；13、水池；14、水泵；15、水管；16、...