[發明專利]疊弧式變水力坡度魚道及過魚方法

有效

• 申請號: 201611206522.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106592542B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 戎貴文;王旭;沈齊婷;戴會超;鄭青輝;梁智龍;向令;鄭雅欣
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E02B8/08
• 分類號: E02B8/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種疊弧式變水力坡度魚道，其特征在于：包括若干個梯級的底板(1)、翼墻(2)、擋水結構(3)、助驅結構(6)、感應器(8)和主控制器(9)，所述底板(1)包括曲面段(11)和平面段(12)，所述擋水結構(3)由弧面擋水板(31)、支臂(32)、加強筋(33)、平衡錘(4)、轉軸A(5)組成，所述助驅結構(6)由驅魚網(61)、擋魚網(62)、助驅支架(63)和轉軸B(7)組成，所述轉軸A(5)與轉軸B(7)的中心線重合，轉軸A(5)由兩根圓管組成，其中一根圓管外端設有輪齒，轉軸B(7)為電機軸，轉軸B(7)在轉軸A(5)的內部，轉軸A(5)與轉軸B(7)安裝在魚道兩側翼墻(2)的雙軸承座內，雙軸承座均高于水面固定在翼墻(2)的上部，所述轉軸A(5)與轉軸B(7)分別通過翼墻(2)外側的兩個步進電機驅動，所述翼墻(2)垂直固定在底板(1)的左、右兩側面，所述感應器(8)和主控制器(9)均布置于翼墻(2)，所述主控制器(9)接收到感應器(8)的脈沖信號后通過內部編有指令程序的大規模集成塊控制各魚道單元翼墻(2)外側的步進電機；

所述底板(1)的曲面段(11)和平面段(12)的寬度相同，并首尾固定連接；相鄰的底板(1)之間，曲面段(11)朝向上游、平面段(12)朝向下游固定連接為一體；

所述弧面擋水板(31)凹面朝上，凹面通過兩對相互平行的支臂(32)與轉軸A(5)連接固定，每對支臂(32)之間設有加強筋(33)，弧面擋水板(31)上設有橫縫(34)，轉軸A(5)設有兩個相同的平衡錘(4)；平衡錘(4)、支臂(32)均與轉軸A(5)垂直且位于相反的方向；

所述助驅支架(63)由兩個大小相同且都垂直于轉軸B(7)的矩形和兩段大小相同的圓弧構成，所述驅魚網(61)的形狀為網格狀的矩形，所述擋魚網(62)的形狀為網格狀的弧面，驅魚網(61)固定于助驅支架(63)旋轉方向一側的矩形內，擋魚網(62)固定于兩段圓弧與兩個矩形圍成的框架內。

2.根據權利要求1所述的疊弧式變水力坡度魚道，其特征在于：所述弧面擋水板(31)與底板(1)的曲面段(11)都是以轉軸B(7)為軸線的回轉面，弧面擋水板(31)位于底板(1)之上。

3.根據權利要求1所述的疊弧式變水力坡度魚道，其特征在于：所述擋水結構(3)整體能夠繞轉軸A(5)旋轉，最大旋轉角度不大于弧面擋水板(31)對應圓弧的中心角，最小旋轉角度不小于底板(1)曲面段(11)對應圓弧的圓心角與弧面擋水板(31)對應圓弧的圓心角之差。

4.根據權利要求1所述的疊弧式變水力坡度魚道，其特征在于：所述助驅結構(6)整體能夠繞轉軸B(7)做順時針圓周運動；所述驅魚網(61)與擋魚網(62)都拉緊固定于助驅結構(6)的助驅支架(63)。

5.根據權利要求1所述的疊弧式變水力坡度魚道，其特征在于：所述平衡錘(4)的形狀為鍥形；在同一個魚道單元內，所述平衡錘(4)的重力相對于轉軸A(5)的力矩等于所述弧面擋水板(31)、支臂(32)、加強筋(33)各自的重力相對于轉軸A(5)的力矩之和。

6.根據權利要求1至5任一項所述的疊弧式變水力坡度魚道的過魚方法，其特征在于包括以下步驟：

①洄游性魚類進入下游的第一級魚道單元后，感應器(8)接收到游在最前面的魚群信號并向主控制器(9)發出脈沖信號，主控制器(9)接收到脈沖信號后，通過內部編有指令程序的大規模集成塊向第一級魚道單元轉軸A(5)的步進電機發送開啟指令，第一級魚道單元的擋水結構(3)開始按預設角度逆時針旋轉，第一級魚道單元的弧面擋水板(31)逐漸抬升水位，從而使第一級魚道單元與第二級魚道單元之間的水位落差降低、流速減緩；

②當第一級魚道單元的擋水結構(3)運動到預設的最大角度后停止旋轉，主控制器(9)通過內部編有指令程序的大規模集成塊向第一級魚道單元轉軸B(7)的步進電機發送開啟指令，第一級魚道單元的助驅結構(6)開始順時針旋轉，在驅魚網(61)進入水中后，開始驅趕第一級魚道單元曲面段(11)的魚上行，在驅魚網(61)旋轉出曲面段(11)時，擋魚網(62)開始發揮擋魚作用，在擋魚網(62)完全旋轉出曲面段(11)前，主控制器(9)通過內部編有指令程序的大規模集成塊按預計時間向第一級魚道單元轉軸B(7)的步進電機發送暫停指令，擋魚網(62)暫停運行等待魚類上行，魚順利通過水流平順的平面段(12)進入第二級魚道單元的曲面段(11)；

③當魚進入第二級魚道單元后，主控制器(9)通過內部編有指令程序的大規模集成塊向第二級魚道單元轉軸A(5)的步進電機發送開啟指令，第二級魚道單元的擋水結構(3)開始按預設角度逆時針旋轉，第二級魚道單元的弧面擋水板(31)逐漸抬升水位，從而使第二級魚道單元與第三級魚道單元之間的水位落差降低、流速減緩；

④當第二級魚道單元的擋水結構(3)旋轉到預設的最大角度停止運動后，主控制器(9)通過內部編有指令程序的大規模集成塊同時向第一級魚道單元轉軸A(5)的步進電機發送逆向旋轉指令、向第一級魚道單元轉軸B(7)的步進電機發送繼續旋轉指令，第一級魚道單元的擋水結構(3)按預設的相同角度順時針旋轉回到初始位置，第一級魚道單元的助驅結構(6)繼續按順時針方向旋轉回到初始位置；

⑤當第一級魚道單元的助驅結構(6)回到初始位置后，主控制器(9)向第二級魚道單元轉軸B(7)的步進電機發送開啟指令，第二級魚道單元的助驅結構(6)開始順時針旋轉，在驅魚網(61)進入水中后，開始驅趕第二級魚道單元曲面段(11)的魚上行，在驅魚網(61)旋轉出曲面段(11)時，擋魚網(62)開始發揮擋魚作用，在擋魚網(62)完全旋轉出曲面段(11)前，主控制器(9)向第二級魚道單元轉軸B(7)的步進電機發送暫停指令，擋魚網(62)暫停運行等待魚類上行，魚順利通過水流平順的平面段(12)進入第三級魚道單元的曲面段(11)；

⑥其它各級魚道單元按照上述③～⑤相應步驟逐級輔助魚群上行到上游庫區；

⑦當第三級魚道單元開始運行后，第一級魚道單元按照上述步驟輔助后續進入魚道的魚群上溯，如此循環，實現洄游性魚類在大壩障礙物處的上溯過程。