水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水利水電工程中的過(guò)魚(yú)設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道。
【背景技術(shù)】
[0002]魚(yú)道是在閘、壩或天然障礙處為溝通魚(yú)類洄游通道而設(shè)置的一種過(guò)魚(yú)建筑物。在魚(yú)道中設(shè)置一定數(shù)量的隔板把魚(yú)道水槽分割成一系列相互連通的水池，將上下游水位差分為若干級(jí)，利用消能減速和控制水流流量等措施創(chuàng)造適合于魚(yú)類上溯的流速和流態(tài)。這種形式的傳統(tǒng)魚(yú)道由于其具有技術(shù)相對(duì)成熟、可連續(xù)過(guò)魚(yú)、運(yùn)行費(fèi)用低、易于管理等特點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外的低水頭大壩中被廣泛應(yīng)用，而對(duì)于高水頭大壩，需要很長(zhǎng)的魚(yú)道才能將流速降低到合適的范圍，需要消耗魚(yú)類的體能較大，因此，在壩高高于40m的工程通常選擇魚(yú)閘、升魚(yú)機(jī)等運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)大的機(jī)械過(guò)魚(yú)設(shè)施。我國(guó)目前在建、已建高壩眾多，高壩工程魚(yú)道的設(shè)計(jì)基本沒(méi)有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可循。此外，我國(guó)魚(yú)道過(guò)魚(yú)對(duì)象一般為珍貴魚(yú)類、鯉科魚(yú)類和蝦蟹幼苗，相對(duì)于國(guó)外魚(yú)道一般針對(duì)鮭魚(yú)、鱒魚(yú)等具有強(qiáng)洄游性的魚(yú)類，國(guó)內(nèi)過(guò)魚(yú)對(duì)象一般個(gè)體較小、洄游能力較弱，需要更低速的水流。因此，推動(dòng)和促進(jìn)高壩魚(yú)道工程技術(shù)進(jìn)步是我國(guó)水電行業(yè)水生生態(tài)保護(hù)工作者面對(duì)的重要任務(wù)。目前幾乎所有魚(yú)道的設(shè)計(jì)均是采用明渠流形式，基于消能原理降低水流速度以實(shí)現(xiàn)魚(yú)類溯游，閘壩上下游水位差越大，則流速越難以降低。此外，魚(yú)道運(yùn)行時(shí)易受上游水位和流量的影響，流速、流態(tài)都不穩(wěn)定，使過(guò)魚(yú)效果難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有魚(yú)道在高壩上應(yīng)用的困難，本實(shí)用新型提供一種水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，包括設(shè)置在大壩內(nèi)部的過(guò)魚(yú)隧洞，其特征在于，本實(shí)用新型還包括如下組成部分:
[0006]圓形室，所述圓形室與過(guò)魚(yú)隧洞的下游端相連通；
[0007]旋轉(zhuǎn)門(mén)，所述旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)置在圓形室內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)門(mén)起到過(guò)魚(yú)并擋水的作用，旋轉(zhuǎn)門(mén)上設(shè)有大量的小孔洞，小孔洞的數(shù)量和面積根據(jù)所需的魚(yú)道水流流速確定；
[0008]水輪，用于為旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力，所述水輪的進(jìn)水管與大壩上游水域相連，水輪的出水管與大壩下游水域相連，水輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速齒輪與旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)軸相連。
[0009]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)門(mén)的側(cè)面固壁在平面上呈一個(gè)圓心角為270°的圓弧。
[0010]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)門(mén)和所述圓形室之間的縫隙內(nèi)設(shè)有數(shù)根可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾筒，用于堵住該縫隙并頂托旋轉(zhuǎn)門(mén)同時(shí)又不影響旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]優(yōu)選的，所述水輪的進(jìn)水管上設(shè)有閥門(mén)，用于控制水輪的轉(zhuǎn)速。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型可大大縮短魚(yú)道長(zhǎng)度，容易降低魚(yú)道內(nèi)水流流速，魚(yú)類通過(guò)時(shí)體能消耗較少，對(duì)壩高的適應(yīng)能力強(qiáng)；此外，所述過(guò)魚(yú)隧洞的進(jìn)水口可以設(shè)置在大壩上游水面一定深度之下，使得魚(yú)道運(yùn)行不受壩上水位的限制，從而與水庫(kù)來(lái)水及水利樞紐運(yùn)行之間的協(xié)調(diào)性較好。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)平面示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖；
[0015]圖3為水輪的側(cè)面示意圖。
[0016]圖中:1-過(guò)魚(yú)隧洞，2-旋轉(zhuǎn)門(mén)，3-圓形室，4-滾筒，5-進(jìn)水管，6-閥門(mén)，7-水輪，8-出水管，9-減速齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型主要由過(guò)魚(yú)隧洞1、旋轉(zhuǎn)門(mén)2、圓形室3和水輪7組成。過(guò)魚(yú)隧洞I的上游端與大壩上游水域相連通，過(guò)魚(yú)隧洞I的下游端與圓形室3相連通，過(guò)魚(yú)隧洞I的進(jìn)水口設(shè)在大壩的中間高度上，以便保證在枯水季節(jié)和豐水季節(jié)該進(jìn)水口都能淹沒(méi)在水面之下，以解決現(xiàn)有魚(yú)道常見(jiàn)的過(guò)魚(yú)與水庫(kù)來(lái)水之間協(xié)調(diào)性不佳的問(wèn)題。圓形室3在過(guò)魚(yú)隧洞I方向和下游水體方向設(shè)有兩個(gè)圓心角為90°的對(duì)稱缺口。在過(guò)魚(yú)隧洞I和圓形室3內(nèi)可設(shè)置一些誘魚(yú)設(shè)施(如燈光、超聲波等)以利用魚(yú)類習(xí)性引誘其進(jìn)入魚(yú)道。旋轉(zhuǎn)門(mén)2設(shè)置在圓形室3內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)門(mén)2的側(cè)面固壁在平面上呈一個(gè)圓心角為270°的圓弧，形成一個(gè)圓心角為90°的缺口，旋轉(zhuǎn)門(mén)2上設(shè)有大量的小孔洞。旋轉(zhuǎn)門(mén)2和圓形室3之間的縫隙內(nèi)設(shè)有4根可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾筒4。水輪7豎向放置，設(shè)有8個(gè)葉片，水輪7安置在一個(gè)方形水箱內(nèi)，水輪7的進(jìn)水管5與大壩上游水域相連，水輪7的出水管8與大壩下游水域相連，水輪7的進(jìn)水管5上設(shè)有閥門(mén)6，水輪7的轉(zhuǎn)軸通過(guò)一套螺旋錐減速齒輪9與旋轉(zhuǎn)門(mén)2的轉(zhuǎn)軸相連，達(dá)到減速并省力的效果。
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作過(guò)程做詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]調(diào)整水輪7進(jìn)水管5上閥門(mén)6的開(kāi)度，通過(guò)水輪7流量控制使得旋轉(zhuǎn)門(mén)2的轉(zhuǎn)速適合過(guò)魚(yú)對(duì)象的通行。當(dāng)旋轉(zhuǎn)門(mén)2缺口轉(zhuǎn)到圓形室3水流出口時(shí)，魚(yú)類在洄游本能驅(qū)動(dòng)和誘魚(yú)設(shè)施引誘下進(jìn)入圓形室3，旋轉(zhuǎn)門(mén)2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)逐漸關(guān)閉圓形室3水流出口，此后，旋轉(zhuǎn)門(mén)2缺口轉(zhuǎn)到圓形室3水流進(jìn)口，魚(yú)類則可以游出圓形室3而進(jìn)入過(guò)魚(yú)隧洞1，最終沿過(guò)魚(yú)隧洞游到大壩上游水域。
[0021]試驗(yàn)研究
[0022]為了研究本實(shí)用新型的可行性，發(fā)明人加工制作了本魚(yú)道的物理模型，并進(jìn)行了過(guò)魚(yú)試驗(yàn)。模型主要采用有機(jī)玻璃材料制作，圓形室3內(nèi)徑為24cm，內(nèi)部空間高度為7cm ;旋轉(zhuǎn)門(mén)2與圓形室3之間的縫隙為1mm，在旋轉(zhuǎn)門(mén)2上開(kāi)設(shè)有相互之間間距為2.5cm的孔徑為2_的小圓孔；過(guò)魚(yú)隧洞I的過(guò)水?dāng)嗝娉叽鐬?cmX6cm，過(guò)魚(yú)隧洞I的總高度為40cm ；過(guò)魚(yú)隧洞I的進(jìn)水口和圓形室3的出水口均連接了一個(gè)大水箱(分別稱為“上水箱”和“下水箱”)，以用來(lái)表示大壩的上游水域和下游水域。過(guò)魚(yú)試驗(yàn)時(shí)在下水箱一次性投放了 20條小的草金魚(yú)，該魚(yú)喜歡四處游動(dòng)，通過(guò)20分鐘的觀察，發(fā)現(xiàn)共有8條小魚(yú)進(jìn)入了旋轉(zhuǎn)門(mén)，其中5條游到了上水箱完成洄游。試驗(yàn)結(jié)果證明了本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)魚(yú)類的洄游，具有較好的可行性。由于實(shí)驗(yàn)所用魚(yú)類沒(méi)有洄游的渴望，因而模型試驗(yàn)中過(guò)魚(yú)效果還不是十分理雄
V QjN O
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，包括設(shè)置在大壩內(nèi)部的過(guò)魚(yú)隧洞，其特征在于，本實(shí)用新型還包括如下組成部分: 圓形室，所述圓形室與過(guò)魚(yú)隧洞的下游端相連通； 旋轉(zhuǎn)門(mén)，所述旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)置在圓形室內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)門(mén)起到過(guò)魚(yú)并擋水的作用，旋轉(zhuǎn)門(mén)上開(kāi)有大量的小孔洞，小孔洞的數(shù)量和面積根據(jù)所需的魚(yú)道水流流速確定； 水輪，用于為旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力，所述水輪的進(jìn)水管與大壩上游水域相連，水輪的出水管與大壩下游水域相連，水輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速齒輪與旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)軸相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)門(mén)的側(cè)面固壁在平面上呈一個(gè)圓心角為270°的圓弧。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)門(mén)和所述圓形室之間的縫隙內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)滾筒，用于堵住該縫隙并頂托旋轉(zhuǎn)門(mén)同時(shí)又不影響旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，其特征在于:所述水輪豎向放置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，其特征在于:所述水輪的進(jìn)水管上設(shè)有閥門(mén)，用于控制水輪的轉(zhuǎn)速。
【專利摘要】一種水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)門(mén)式魚(yú)道，主要包括過(guò)魚(yú)隧洞、圓形室、旋轉(zhuǎn)門(mén)和水輪。過(guò)水隧洞設(shè)置在大壩內(nèi)部，圓形室與過(guò)魚(yú)隧洞的下游端相連通，旋轉(zhuǎn)門(mén)安放在圓形室內(nèi)，旋轉(zhuǎn)門(mén)的側(cè)面固壁在平面上呈一個(gè)圓心角為270°的圓弧，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下圓形室內(nèi)部空間交替著與過(guò)魚(yú)隧洞和大壩下游水體相連通，實(shí)現(xiàn)過(guò)魚(yú)并擋水的目的，旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)有大量的小孔洞以控制魚(yú)道內(nèi)水流流速，水輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速齒輪與旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)軸相連，起到為旋轉(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力的作用。本實(shí)用新型對(duì)壩高的適應(yīng)能力強(qiáng)，與水庫(kù)來(lái)水及水利樞紐運(yùn)行之間的協(xié)調(diào)性較好。
【IPC分類】E02B8/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204825814
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520513224
【發(fā)明人】肖柏青, 劉許柯, 戎貴文, 胡奧, 李 杰, 宋昊, 許成成
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日