隧洞式多出口仿自然魚道制造技術

本發明專利技術屬于水利工程和環保工程領域，涉及一種隧洞式多出口仿自然魚道。通過魚道主體連接下游河床和上游水庫水域，魚道主體設置在電站廠房旁邊的山體內部；魚道主體的魚道進口設置在電站廠房的下游河床上，魚道主體的魚道出口設置在電站廠房的上游水庫里；魚道出口不少于兩個；任一魚道出口位于不同高程上。本發明專利技術不僅能夠適應河床狹窄、河道兩岸山體高陡的地理條件和上游水庫水位急跌急漲或過魚水位變幅較大的限制條件，還能克服魚道修建工程量大、設計施工難度高、造價昂貴的缺點，并且盡量減少了對河道兩岸山上陸生動植物的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水利工程和環保工程領域，涉及一種隧洞式多出口仿自然魚道。
技術介紹
洄游是魚類因生理要求、遺傳和外界環境因素等影響，引起周期性的定向往返移動。洄游是魚類在系統發生過程中形成的一種特征，是魚類對環境的一種長期適應，它能使種群獲得更有利的生存條件，更好地繁衍后代。而現今，人類為了能獲得水能，在天然河流上修筑攔河大壩，阻斷了魚類的洄游通道，嚴重破壞了河流內的自然生態環境。人類為了補救對河流造成的破壞，在建設攔河大壩時設計建設了多種過魚設施，幫助洄游魚群過壩。魚道屬于過魚設施中最常用的一種。在修有魚道的攔河大壩的下游河段，洄游魚群通過魚道進口流出的誘魚水流找到魚道進口，通過魚道進口游入魚道主體，最終游向魚道出口，游入上游河段，完成翻越攔河大壩向上游洄游。隨著我國水電建設向河道上游的推進，往往會遇到在河床狹窄、河道兩岸山體高陡等地形上選取壩址的情況。在這種情況下，河床往往會被泄洪建筑物所占據，導致魚道難以布置；同時，山區河流水利樞紐形成的上游水庫水位經常陡漲陡跌，給魚道的布置帶來更大的困難。—般情況下，按照魚道布置的要求，在地形陡峭及河床狹窄區域，魚道只能布置在電站廠房旁邊高陡的山體上。在現有技術中，建設上述地形中的魚道時，采用明挖的方式，需要深切開挖山體，在魚道兩側會形成高陡的開挖邊坡。為了保證開挖邊坡的穩定，保證魚道的安全運行，邊坡需要加固支護。因此，在河床狹窄、河道兩岸山體高陡的地形中修建魚道，不僅開挖工程量大，邊坡加固支護的設計和施工技術難度高，整個工程的造價昂貴，而且在修建此種魚道的同時，山體深切開挖，導致水土流失，破壞了山上陸生動植物的原始生態環境。魚道出口底板必須布置在上游水庫的水位線以下一定深度，這樣才能在魚道中形成水流，并且使洄游魚群能順利通過魚道進入上游水庫。然而，由于山區河流水利樞紐形成的上游水庫水位經常陡漲陡跌且變幅較大，若魚道出口底板設置過高，則當上游水庫水位急跌時或較低時，普通魚道的出口往往會暴露在上游水庫水位線以上。此時，上游水庫的水流無法從魚道出口進入，導致魚道主體中沒有水流流過，從而魚道進口處也不會形成誘魚水流，洄游魚群無法找到魚道進口。顯而易見的是，在魚道主體中沒有水流的情況下，洄游魚群根本無法在魚道主體中游過，因此無法翻越攔河建筑物，不能完成洄游。若魚道出口底板設置過低，則當上游水庫水位急漲或較高時，進入魚道主體內的水流流量過大而使得洄游魚類同樣無法翻越攔河建筑物完成洄游。
技術實現思路
針對上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種隧洞式多出口仿自然魚道，不僅能夠適應河床狹窄、河道兩岸山體高陡的地理條件，還能克服魚道修建工程量大、設計施工難度高、造價昂貴的缺點，并且能夠盡量減少對河道兩岸山上陸生動植物的影響，更重要的是能夠實現即使在上游水庫水位急漲急跌的情況下，也能使魚道能夠提供適應魚類上溯的條件。為實現上述目的，本專利技術設計了如下的隧洞式多出口仿自然魚道，通過魚道主體連接下游河床和上游水庫水域，其特征在于:所述魚道主體設置在電站廠房旁邊的山體內部;魚道進口設置在電站廠房的下游河床內；魚道出口設置在電站廠房的上游水庫內；所述魚道主體內水深為h;所述魚道出口不少于兩個，各個魚道出口位于不同高程上;所述魚道主體由位于兩側的側壁、位于底部的底板和位于頂部的頂拱組成;所述魚道主體內設置有多個收縮段將魚道主體間隔為多個魚道池室;所述每一個收縮段上的過魚豎縫連通相鄰的兩個魚道池室。在上述技術方案中，所述魚道主體至少包含兩個三通節點串聯構成；所述魚道主體的上游側至少有兩條管路，分別連接不同的魚道出口段，所述每個魚道出口段上游側的最遠端設置魚道出口，所述每個魚道出口段內設置有出口閘門；所述魚道主體的下游側有一條管路連接魚道進口段，所述魚道進口段下游側的最遠端設置魚道進口，所述魚道進口段內設置有魚道進口檢修閘門。在上述技術方案中，所述魚道主體為三通式結構，所述魚道主體的上游側有兩條管路分別連接第一魚道出口段和第二魚道出口段;所述魚道主體的下游側有一條管路連接魚道進口段;所述第一魚道出口段上游側的最遠端設置第一魚道出口，所述第一魚道出口段內設置有第一出口閘門；所述第二魚道出口段上游側的最遠端設置第二魚道出口，所述第二魚道出口段內設置有第二出口閘門；所述魚道進口段下游側的最遠端設置魚道進口，所述魚道進口段內設置有魚道進口檢修閘門。進一步地，所述每一個收縮段由一個長收縮板和一個短收縮板組成;所述同一收縮段內的所述長收縮板和所述短收縮板豎直的相對布置在所述魚道主體的同一豎直截面上；同一個收縮段內的長收縮板和短收縮板之間為過魚豎縫;在所述魚道主體的一個側壁上的一個長收縮板和一個短收縮板相鄰間隔布置。更進一步地，所述的長收縮板為長方形板塊結構，所述短收縮板為在橫水流方向上窄下寬的梯形板塊結構;所述長收縮板與所述短收縮板的在順水流方向上厚度、在垂直方向上高度均相同。再進一步地，所述長收縮板和短收縮板的厚度為0.1?0.3m，高度不低于魚道主體中水深h。在上述技術方案中，所述魚道主體的拱頂為圓弧形結構兩側分別連接兩個側壁的上部。進一步地，所述魚道主體的高度H為魚道主體內水深h的1.1?1.3倍。再進一步地，所述池室的寬度W宜大于最長過魚目標體長的2倍，所述池室的長度L應取最長過魚目標體長的2.5?3倍。作為優選技術方案，所述拱頂上設置有多組照明設備，所述每個池室的正上方都設置有一組照明設備，所述每個收縮段的正上方都設置有一組照明設備;所述底板和兩個側壁上未設置收縮段的部位均鑲嵌有卵石，所述兩個側壁上的卵石高度與魚道主體內水深h—致。與傳統的方法相比，本專利技術的優點在于:其一，本專利技術將魚道出口設計為多個，并且布置在不同高程上，分別適用于不同的水位。這樣的結構適應了山區水利樞紐形成的上游水庫水位經常陡漲陡跌的特征。在不同水位范圍內相應地設置魚道出口，更加便于水庫的防洪調度及發電調度，不因魚道出口的設置而影響水庫調度。其二，當魚道頂部以上的巖體有足夠的覆蓋厚度，巖石的成洞條件較好時，可充分利用巖體的自穩條件，采用洞挖，將仿自然魚道和隧洞結合布置在山體內部。其三，隧洞為鋼筋混凝土襯砌結構，利用巖體與混凝土襯砌結構聯合受力，共同承受結構外荷載;在完建、檢修工況下，利用錨桿將襯砌體與兩側巖體聯成整體，共同承受圍巖壓力、滲透壓力等荷載。其四，在相同的地形、地質條件下，隧洞式多出口仿自然魚道型式與明挖式仿自然魚道布置型式相比，較大程度地節省開挖和支護工程量。其五，由于隧洞式仿自然魚道布置在山體內部，占地表面積較少，減少了因明挖而導致的水土流失，對陸生植物、動物等的生態環境影響也較小。其六，本專利技術的魚道主體內部設置的收縮段取代常規魚道中的混凝土隔板，可較好地對魚道主體內的水流進行消能。其七，在本專利技術所述的底板及兩側壁上鑲嵌有卵石，營造河流的邊灘環境。在魚道主體的頂部設置照明設備，能夠模擬自然光，達到仿自然的目的。本專利技術改善了上、下游河道的連通條件，減緩了工程建設對魚類等水生生物的阻隔影響。【附圖說明】圖1為隧洞式多出口仿自然魚道的一種實施例的平面總體布置示意圖。圖2為隧洞式多出口仿自然魚道的另一種實施例的平面總體布置示意圖。圖3為隧洞式多出口仿自然魚道的一段魚道主體的俯視結構示意圖。圖4為隧本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隧洞式多出口仿自然魚道，通過魚道主體(4)連接下游河床(14)和上游水庫(15)水域，其特征在于：所述魚道主體(4)設置在電站廠房(8)旁邊的山體內部；魚道進口(1)設置在電站廠房(8)的下游河床(14)內；魚道出口(7)設置在電站廠房(8)的上游水庫(15)內；所述魚道主體(4)內水深為h；所述魚道出口(7)不少于兩個，各個魚道出口(7)位于不同高程上；所述魚道主體(4)由位于兩側的側壁(4.2)、位于底部的底板(4.3)和位于頂部的頂拱(4.1)組成；所述魚道主體(4)內設置有多個收縮段(9)將魚道主體(4)間隔為多個魚道池室(12)；所述每一個收縮段(9)上的過魚豎縫(11)連通相鄰的兩個魚道池室(12)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鈕新強，廖仁強，朱世洪，周述達，宋志忠，吳俊東，
申請(專利權)人：長江勘測規劃設計研究有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42