隧洞式多出口仿自然魚道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程和環(huán)保工程領(lǐng)域，涉及一種隧洞式多出口仿自然魚道。
【背景技術(shù)】
[0002]洄游是魚類因生理要求、遺傳和外界環(huán)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(tǒng)發(fā)生過程中形成的一種特征，是魚類對環(huán)境的一種長期適應(yīng)，它能使種群獲得更有利的生存條件，更好地繁衍后代。而現(xiàn)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(yán)重破壞了河流內(nèi)的自然生態(tài)環(huán)境。人類為了補救對河流造成的破壞，在建設(shè)攔河大壩時設(shè)計建設(shè)了多種過魚設(shè)施，幫助洄游魚群過壩。魚道屬于過魚設(shè)施中最常用的一種。
[0003]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。
[0004]隨著我國水電建設(shè)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(jù)，導(dǎo)致魚道難以布置；同時，山區(qū)河流水利樞紐形成的上游水庫水位經(jīng)常陡漲陡跌，給魚道的布置帶來更大的困難。
[0005]—般情況下，按照魚道布置的要求，在地形陡峭及河床狹窄區(qū)域，魚道只能布置在電站廠房旁邊高陡的山體上。在現(xiàn)有技術(shù)中，建設(shè)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(cè)會形成高陡的開挖邊坡。為了保證開挖邊坡的穩(wěn)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(shè)計和施工技術(shù)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(dǎo)致水土流失，破壞了山上陸生動植物的原始生態(tài)環(huán)境。
[0006]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(qū)河流水利樞紐形成的上游水庫水位經(jīng)常陡漲陡跌且變幅較大，若魚道出口底板設(shè)置過高，則當(dāng)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(dǎo)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(shè)置過低，則當(dāng)上游水庫水位急漲或較高時，進入魚道主體內(nèi)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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明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(yīng)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(shè)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?qū)崿F(xiàn)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(yīng)魚類上溯的條件。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)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(shè)置在電站廠房旁邊的山體內(nèi)部;魚道進口設(shè)置在電站廠房的下游河床內(nèi)；魚道出口設(shè)置在電站廠房的上游水庫內(nèi)；所述魚道主體內(nèi)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(cè)的側(cè)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(nèi)設(shè)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。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述魚道主體至少包含兩個三通節(jié)點串聯(lián)構(gòu)成；所述魚道主體的上游側(cè)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(cè)的最遠端設(shè)置魚道出口，所述每個魚道出口段內(nèi)設(shè)置有出口閘門；所述魚道主體的下游側(cè)有一條管路連接魚道進口段，所述魚道進口段下游側(cè)的最遠端設(shè)置魚道進口，所述魚道進口段內(nèi)設(shè)置有魚道進口檢修閘門。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述魚道主體為三通式結(jié)構(gòu)，所述魚道主體的上游側(cè)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(cè)有一條管路連接魚道進口段;所述第一魚道出口段上游側(cè)的最遠端設(shè)置第一魚道出口，所述第一魚道出口段內(nèi)設(shè)置有第一出口閘門；所述第二魚道出口段上游側(cè)的最遠端設(shè)置第二魚道出口，所述第二魚道出口段內(nèi)設(shè)置有第二出口閘門；所述魚道進口段下游側(cè)的最遠端設(shè)置魚道進口，所述魚道進口段內(nèi)設(shè)置有魚道進口檢修閘門。
[0011]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(nèi)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(nèi)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(cè)壁上的一個長收縮板和一個短收縮板相鄰間隔布置。
[0012]更進一步地，所述的長收縮板為長方形板塊結(jié)構(gòu)，所述短收縮板為在橫水流方向上窄下寬的梯形板塊結(jié)構(gòu);所述長收縮板與所述短收縮板的在順?biāo)鞣较蛏虾穸?、在垂直方向上高度均相同?br>[0013]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。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述魚道主體的拱頂為圓弧形結(jié)構(gòu)兩側(cè)分別連接兩個側(cè)壁的上部。
[0015]進一步地，所述魚道主體的高度H為魚道主體內(nèi)水深h的1.1?1.3倍。
[0016]再進一步地，所述池室的寬度W宜大于最長過魚目標(biāo)體長的2倍，所述池室的長度L應(yīng)取最長過魚目標(biāo)體長的2.5?3倍。
[0017]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述拱頂上設(shè)置有多組照明設(shè)備，所述每個池室的正上方都設(shè)置有一組照明設(shè)備，所述每個收縮段的正上方都設(shè)置有一組照明設(shè)備;所述底板和兩個側(cè)壁上未設(shè)置收縮段的部位均鑲嵌有卵石，所述兩個側(cè)壁上的卵石高度與魚道主體內(nèi)水深h—致。
[0018]與傳統(tǒng)的方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0019]其一，本發(fā)明將魚道出口設(shè)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(jié)構(gòu)適應(yīng)了山區(qū)水利樞紐形成的上游水庫水位經(jīng)常陡漲陡跌的特征。在不同水位范圍內(nèi)相應(yīng)地設(shè)置魚道出口，更加便于水庫的防洪調(diào)度及發(fā)電調(diào)度，不因魚道出口的設(shè)置而影響水庫調(diào)度。
[0020]其二，當(dāng)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(wěn)條件，采用洞挖，將仿自然魚道和隧洞結(jié)合布置在山體內(nèi)部。
[0021]其三，隧洞為鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，利用巖體與混凝土襯砌結(jié)構(gòu)聯(lián)合受力，共同承受結(jié)構(gòu)外荷載;在完建、檢修工況下，利用錨桿將襯砌體與兩側(cè)巖體聯(lián)成整體，共同承受圍巖壓力、滲透壓力等荷載。
[0022]其四，在相同的地形、地質(zhì)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(jié)省開挖和支護工程量。
[0023]其五，由于隧洞式仿自然魚道布置在山體內(nèi)部，占地表面積較少，減少了因明挖而導(dǎo)致的水土流失，對陸生植物、動物等的生態(tài)環(huán)境影響也較小。
[0024]其六，本發(fā)明的魚道主體內(nèi)部設(shè)置的收縮段取代常規(guī)魚道中的混凝土隔板，可較好地對魚道主體內(nèi)的水流進行消能。
[0025]其七，在本發(fā)明所述的底板及兩側(cè)壁上鑲嵌有卵石，營造河流的邊灘環(huán)境。在魚道主體的頂部設(shè)置照明設(shè)備，能夠模擬自然光，達到仿自然的目的。本發(fā)明改善了上、下游河道的連通條件，減緩了工程建設(shè)對魚類等水生生物的阻隔影響。
【附圖說明】
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為隧洞式多出口仿自然魚道的一段魚道主體的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖5為圖2中A-A處的剖視圖。
[0031]圖6為圖2中B-B處的剖視圖。
[0032]其中:魚道進口 I，魚道進口檢修閘門2，魚道進口段3，魚道主體4，拱頂4.1，側(cè)壁4.2，底板4.3，第一魚道出口段5.1，第一出口閘門6.1，第一魚道出口7.1，第二魚道出口段5.2，第二出口閘門6.2，第二魚道出口 7.2，電站廠房8，收縮段9，長收縮板9.1，短收縮板9.2，卵石1，過魚豎縫11，魚道池室12，照明設(shè)備13，下游河床14，上游水庫15。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施情況，但它并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定，僅做舉例而已。同時通過說明，本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加清