专利摘要

本发明涉及一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法，属于水利工程技术与生态保护交叉领域。本发明结合升船机过鱼方法，将高坝消能技术引入集鱼装置，实现集鱼装置独立于升船机，提高升船机过鱼效率，解决生态保护与水利工程建设的矛盾；该装置包括引水部分，过鱼通道和集鱼池部分；所述引水部分用于引上游水至过鱼通道并控制水流量以满足不同鱼类洄游的水流条件；所述过鱼通道部分依托于升船机下游导航墙建立，并沿程布设水下集鱼灯；所述集鱼池部分用于衔接过鱼通道与升船机的引航道，以供鱼类聚集和休息。本发明与传统集鱼装置和过鱼设施相比，不仅可提高过鱼效率，同时也可合理调配升船机过鱼次数，减少过船时间，从而有效地解决高坝过鱼问题。

权利要求

1.一种适用于升船机过鱼的集鱼装置的集鱼方法，该集鱼装置包括引水部分、过鱼通道和集鱼池部分；所述引水部分用于引上游水至过鱼通道并控制水流量以满足不同鱼类洄游的水流条件；所述过鱼通道部分依托于升船机下游导航墙建立；所述集鱼池部分用于衔接过鱼通道与升船机的引航道，以供鱼类聚集和休息；所述引水部分包括引水管道、消能设施、阀门和电磁流量计；上游水从引水管道通过消能设施进入过鱼通道和集鱼池，通过电磁流量计控制水流量；所述阀门和电磁流量计设置在引水管道中；所述消能设施包括竖井和底流消力池；所述底流消力池包括消力坎；所述过鱼通道的底坡为1:100，中间设置有平段通道；平段通道有多个，每隔30m布置一段长达5m的平段以供鱼类休息；所述过鱼通道的进口靠近河道中心且布置有电栅；所述电栅与水流方向的交角为35°～45°；所述过鱼通道沿程设有水下集鱼灯，用于诱鱼；所述集鱼池为双箱集鱼池，设置在过鱼通道的末端，包括滤鱼网、集鱼池Ⅰ、集鱼池Ⅱ、闸门Ⅰ、闸门Ⅱ；引水部分将上游水引入到集鱼池Ⅰ然后流入到过鱼通道，引水部分的末端和集鱼池Ⅰ之间设置有滤鱼网，以防止鱼类继续上溯；所述集鱼池Ⅰ与过鱼通道的末端连接，集鱼池Ⅰ和集鱼池Ⅱ之间设置有闸门Ⅰ，集鱼池Ⅱ与升船机的引航道设置有闸门Ⅱ，其特征在于：该集鱼方法包括以下步骤：

步骤1）开启引水部分的阀门，流水经过竖井和底流消力池消能后进入集鱼池Ⅰ和过鱼通道，通过电磁流量计控制水流量；

步骤2）待集鱼池Ⅰ中的水蓄满，过鱼通道内水流稳定时，将集鱼池的闸门Ⅰ设为开启状态，闸门Ⅱ为关闭状态；在过鱼通道进口布置电栅诱鱼，过鱼通道沿程设置水下集鱼灯，将鱼类引至过鱼通道内；

步骤3）鱼类通过过鱼通道至集鱼池Ⅰ和Ⅱ，当集鱼池Ⅱ内集鱼数量达到设定值时，关闭闸门Ⅰ，开启闸门Ⅱ，并关闭工作门Ⅱ；

步骤4）集鱼池Ⅱ中的水位缓慢下降至引航道内水位，承船厢内采用集鱼灯和气幕，诱导鱼从闸门口Ⅱ游至承船厢内，当鱼类基本游至承船厢内时，关闭承船厢的下游卧倒门和工作门Ⅰ，启动升船机提升设备；

步骤5）鱼类随承船厢运行到上游后，气泡幕在鱼类眼中形成气泡墙，气泡上升振动发声，在视觉、听觉、声振共同作用下将鱼驱出。

说明书

技术领域

本发明属于水利工程技术与生态保护交叉领域，涉及一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法。

背景技术

众所周知，兴建大坝等水利设施，有利于防洪、发电、航运及灌溉等优势。然而，对生态环境会造成不同程度的影响，尤其是阻碍了鱼类的洄游通道。为保护河流渔业资源和水生态环境，维护生态平衡，过鱼设施的研究与建设变得十分重要。过鱼设施发展至今，已涌现出多种类型，如鱼道、鱼闸、升鱼机等。其中，鱼道作为一种生态补偿工程，是最常见的过鱼措施。然而其一次性投资较大、适用水头较差，而且就工程鱼道的运行实践看，尽管有不少取得成功的鱼道工程，但运行效率欠佳甚至无效的鱼道工程也不在少数，国内外均是如此。鱼闸和升鱼机虽然一次性投资较小，且均适合于高坝和较大的库水位变幅，但其运行管理及维护费用均较高。

基于此，亟待寻求一种投资小、适用于高水头、过鱼效率高的鱼类洄游通道。公开号为CN107700456A的中国专利公开了一种升船机自动过鱼装置，该装置是通过在升船机船厢主体的一侧设有第一开孔水管，另一侧设有第二开孔水管，同时在升船机船厢主体的一端设有上游卧倒门，另一端设有下游卧倒门。其诱鱼或集鱼装置是通过在上游卧倒门上设有第一水流喷射管和第一声音驱鱼器，下游卧倒门上设有第二水流喷射管和第二声音驱鱼器。公开号为CN107574798A的中国专利公开了一种独立鱼箱过鱼式升船机，其包括独立鱼箱和船厢，其特征在于：独立鱼箱与船厢通过运移轨道和凹槽轨道相连，其诱鱼或集鱼装置是通过在独立鱼箱内设有渔网，独立鱼箱底部的底板两侧设有声波驱鱼器。公开号为CN207419432U的中国专利公开了一种设置过鱼通道的生态型升船机，包括板底、斜板、隔板和立板，是通过在升船机船箱增设过鱼通道。由此不难看出，上述三种装置均利用已建成的升船机增设附加结构，为未建设专用过鱼装置的水利枢纽提供了过鱼装置，不仅适用于高水头条件，且降低了投资。但同时应知悉，上述三种装置均需依托船厢主体结构，对船厢主体进行增设相关构筑物或甚至是改装，从而会在一定程度上影响船厢主体结构安全或船舶过坝效率等。更重要的是，上述三种装置的其诱鱼或集鱼装置均安装在船厢部位，一方面，相较于升船机引航道内的大范围静止水体难于形成较明显的鱼类喜好(或感应)流速，而且承船厢距离引航道口门距离较远，难于诱鱼至承船厢；另一方面，难于控制每次过鱼数量。目前，常采用的诱鱼或集鱼技术有水流诱鱼、声控诱鱼、灯光诱鱼和超声波诱鱼以及物理拦栅、电赶驱鱼机等。但上述诱鱼或集鱼技术主要针对鱼道进口，对于高坝过鱼的集鱼方式较少。公开号为CN206554016U的中国专利公开了一种基于流场制造的高坝诱鱼集鱼装置，该装置是通过声光技术将鱼类吸引入诱鱼集鱼箱，并借助水泵从尾水渠中抽到集鱼箱中的驼峰型溢流堰以构造鱼类喜好流场。由此可知，该装置亦是局部集鱼方式。

本发明结合升船机过鱼方式的长距离诱鱼、独立于升船机的集鱼要求，提出一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法，旨在实现过鱼效率高、升船机过鱼次数可控、适用于高水头、节约造价的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法，将高坝消能技术引入集鱼装置，将集鱼装置独立于升船机，提高升船机过鱼效率，解决生态保护与水利工程建设的矛盾。

本发明的目的之一是提供一种适用于升船机过鱼的集鱼装置，通过以下技术方案实现：

一种适用于升船机过鱼的集鱼装置，该装置包括引水部分，过鱼通道和集鱼池部分；所述引水部分用于引上游水至过鱼通道并控制水流量以满足不同鱼类洄游的水流条件；所述过鱼通道部分依托于升船机下游导航墙建立；所述集鱼池部分用于衔接过鱼通道与升船机的引航道，以供鱼类聚集和休息。

进一步，所述引水部分包括引水管道、消能设施、阀门和电磁流量计；上游水从引水管道通过消能设施进入过鱼通道和集鱼池，通过电磁流量计控制水流量；所述阀门和电磁流量计设置在引水管道中。

进一步，所述消能设施包括竖井和底流消力池。

进一步，所述底流消力池包括消力坎。

进一步，所述过鱼通道的底坡为1:100，中间设置有平段通道；平段通道可以多个，每隔30m布置一段长达5m的平段以供鱼类休息；所述过鱼通道的进口靠近河道中心且布置有电栅。

进一步，所述电栅与水流方向的交角为35°～45°。

进一步，所述过鱼通道沿程设有水下集鱼灯，用于诱鱼。

进一步，所述集鱼池为双箱集鱼池，设置在过鱼通道的末端，包括滤鱼网、集鱼池Ⅰ、集鱼池Ⅱ、闸门Ⅰ、闸门Ⅱ；引水部分将上游水引入到集鱼池Ⅰ然后流入到过鱼通道，引水部分的末端和集鱼池Ⅰ之间设置有滤鱼网，以防止鱼类继续上溯；所述集鱼池Ⅰ与过鱼通道的末端连接，集鱼池Ⅰ和集鱼池Ⅱ之间设置有闸门Ⅰ，集鱼池Ⅱ与升船机的引航道设置有闸门Ⅱ。

本发明的目的之二是提供一种适用于升船机过鱼的集鱼方法，通过以下技术方案实现：

一种适用于升船机过鱼的集鱼方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1)开启引水部分的阀门，流水经过竖井和底流消力池消能后进入集鱼池Ⅰ和过鱼通道，通过电磁流量计控制水流量；

步骤2)待集鱼池Ⅰ中的水蓄满，过鱼通道内水流稳定时，将集鱼池的闸门Ⅰ设为开启状态，闸门Ⅱ为关闭状态；在过鱼通道进口布置电栅诱鱼，过鱼通道沿程设置水下集鱼灯，将鱼类引至过鱼通道内；

步骤3)鱼类通过过鱼通道至集鱼池Ⅰ和Ⅱ，当集鱼池Ⅱ内集鱼数量达到设定值时，关闭闸门Ⅰ，开启闸门Ⅱ，并关闭工作门Ⅱ；

步骤4)集鱼池Ⅱ中的水位缓慢下降至引航道内水位，承船厢内采用集鱼灯和气幕，诱导鱼从闸门口Ⅱ游至承船厢内，当鱼类基本游至承船厢内时，关闭承船厢的下游卧倒门和工作门Ⅰ，启动升船机提升设备；

步骤5)鱼类随承船厢运行到上游后，气泡幕在鱼类眼中形成气泡墙，气泡上升振动发声，在视觉、听觉、声振共同作用下将鱼驱出。

本发明的有益效果在于：本发明提出的一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法，结合升船机过鱼方法，将高坝消能技术引入集鱼装置，实现集鱼装置独立于升船机，提高升船机过鱼效率，解决生态保护与水利工程建设的矛盾。本发明依附升船机下游导航墙修建过鱼通道，可有效解决升船机引航道内长距离不适合鱼类洄游的问题；利用竖井和底流消能池消能，以减少在过鱼通道内布置消能措施的工程量；利用双箱集鱼池和升船机的运行效率，以提升过鱼效率；与传统集鱼装置、过鱼设施相比，本发明具有过鱼效率高，升船机过鱼次数可控，工程造价低，占地面积少等特点。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明所述装置总体布置图；

图2为引水管道及阀门和电磁流量计；

图3为竖井和底流消力池；

图4为过鱼通道；

图5为集鱼池；

图6为升船机引航道和承船厢；

图7为鱼类经过过鱼通道进口；

图8为鱼类经过集鱼池；

图9为鱼类从集鱼池游至升船机引航道；

图10为鱼类游至升船机承船厢；

图11为启动升船机提升设备。

附图标记：1-引水部分；2-过鱼通道；3-集鱼池；4-承船厢；5-升船机下游导航墙；6-升船机引航道；7-引水管道；8-消能设施；9-阀门；10-电磁流量计；11-竖井；12-底流消力池；13-消力坎；14-电栅；15-滤鱼网；16-集鱼池Ⅰ；17-集鱼池Ⅱ；18-闸门Ⅰ；19-闸门Ⅱ；20-下游卧倒门；21-工作门Ⅰ；22-工作门Ⅱ；23-集鱼灯。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细描述。

本发明提供的一种适用于升船机过鱼的集鱼装置，结合升船机过鱼方法，将高坝消能技术引入集鱼装置，将集鱼装置独立于升船机，有效解决了升船机过鱼效率。

如图1所示，该装置主要由三部分组成：(1)引水部分1，由引水管道7和消能设施8构成，将上游水引至过鱼通道2和集鱼池3。其中在引水管道7中设置了阀门9和电磁流量计10，控制管道进口流量以满足不同种类鱼的洄游条件。为达到鱼类所要求的流速，消能设施8采用了竖井11和底流消力池12的组合型式；(2)过鱼通道2部分，依托于升船机下游导航墙5布置，并沿程布设水下集鱼灯23；(3)集鱼池3部分，由双箱集鱼池3组成，用于衔接过鱼通道2与升船机引航道6，以供鱼类聚集和休息。所述底流消力池12包括消力坎13。

引水部分1由引水管道7、消能设施8、以及其间布置的阀门9和电磁流量计10组成，在引水管道7中设置了阀门9和电磁流量计10，如图2所示，控制管道进口流量；为达到过鱼所要求的流速，消能设施8采用了竖井11和底流消力池12的组合型式，如图3所示。上游水从引水管道7通过消能设施8进入过鱼通道2，并通过电磁流量计10控制进口流量，从而使过鱼通道2内形成适合于不同种类洄游鱼类的水流条件。

引航道中水接近静水并不满足鱼类洄游条件，若在引航道中产生适于鱼类洄游的流速，耗水量巨大，有悖于缓解筑坝产生的生态影响的初衷。本发明依托于升船机下游引航道导航墙布置一条底坡为1:100的过鱼通道2，如图4所示，中间还设置有平段通道，其间每隔30m布置一段长达5m的平段以供鱼类休息，使得鱼类能顺利通过过鱼通道2到达集鱼池3。在过鱼通道2进口靠近河道中心布置电栅14，电栅14与水流方向的交角视实际工程而定，一般取35°～45°为宜；以及使用水下集鱼灯23达到诱鱼的效果。

过鱼通道2末端的水位高于升船机引航道6水位，如图5所示，在过鱼通道2末端布置双箱集鱼池，通过升降集鱼池3中的水位，使过鱼通道2与引航道实现合理衔接。集鱼池3包括滤鱼网15、集鱼池Ⅰ16、集鱼池Ⅱ17、闸门Ⅰ18、闸门Ⅱ19，引水部分1将上游水引入到集鱼池Ⅰ16然后流入到过鱼通道2，引水部分1的末端和集鱼池Ⅰ16之间设置有滤鱼网15，以防止鱼类继续上溯；所述集鱼池Ⅰ16与过鱼通道2的末端连接，集鱼池Ⅰ16和集鱼池Ⅱ17之间设置有闸门Ⅰ18，集鱼池Ⅱ17与升船机的引航道6设置有闸门Ⅱ19。

当集鱼池Ⅱ17达到设定的集鱼数量时，闸门Ⅰ18关闭，闸门Ⅱ19开启，集鱼池Ⅱ17中水位下降，鱼类经由闸门Ⅱ19进入引航道，与此同时，又有鱼类经过过鱼通道2在集鱼池Ⅰ16中聚集，以等待闸门Ⅰ18的再次开启。当集鱼池Ⅱ17中的鱼尽数游出时，关闭闸门Ⅱ19。

升船机部分包括引航道6、承船厢4，如图6所示；所述引航道包括工作门Ⅰ21、工作门Ⅱ22，集鱼池闸门Ⅱ19的出口在工作门Ⅰ21和工作门Ⅱ22之间的区域；工作门Ⅰ21在引航道上游末端，设置在引航道6与承船厢4之间，所述工作门Ⅱ22在工作门Ⅰ21的下游，用于拦鱼。在升船机承船厢4内布设水下集鱼灯23等，以达到诱鱼进厢的目的。在承船厢4中布置气幕，通过控制气泡产生的频率，大小来达到诱鱼和驱鱼的效果。当鱼类在引航道中，在承船厢4中生成气泡栅，鱼类的驱音性使其游向气泡幕；而当鱼类随承船厢4运行到上游后，气泡幕在鱼类眼中形成气泡墙，加之气泡上升振动发声，在视觉、听觉、声振共同作用下，可以将鱼驱出。

本发明提供的一种适用于升船机过鱼的集鱼方法，具体包括以下步骤：

步骤1)开启引水部分1的阀门9，流水经过竖井11和底流消力池12消能后进入集鱼池Ⅰ16和过鱼通道2，通过电磁流量计10控制水流量；

步骤2)待集鱼池Ⅰ16中的水蓄满，过鱼通道2内水流稳定时，将集鱼池I的闸门Ⅰ18设为开启状态，闸门Ⅱ19为关闭状态；在过鱼通道2进口布置电栅14诱鱼，过鱼通道2沿程设置水下集鱼灯23，将鱼类引至过鱼通道2内，如图7所示；

步骤3)鱼类通过过鱼通道2至集鱼池Ⅰ16和Ⅱ17，如图8所示，当集鱼池Ⅱ17内集鱼数量达到设定值时，关闭闸门Ⅰ18，开启闸门Ⅱ19，并关闭工作门Ⅱ22，如图9所示；

步骤4)集鱼池Ⅱ17中的水位缓慢下降至引航道内水位，承船厢4内采用集鱼灯23和气幕，诱导鱼从闸门口Ⅱ游至承船厢4内，如图10所示。当鱼类基本游至承船厢4内时，关闭承船厢4的下游卧倒门20和工作门Ⅰ21，启动升船机提升设备，如图11所示；

步骤5)鱼类随承船厢4运行到上游后，气泡幕在鱼类眼中形成气泡墙，气泡上升振动发声，在视觉、听觉、声振共同作用下将鱼驱出。

目前，关于高坝过鱼问题研究相对较少，且过鱼效率往往不佳。本发明在升船机过鱼方法的基础上，提出一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法，具有过鱼效率高，升船机过鱼次数可控，工程造价低，占地面积少等特点。本发明可用于已建、在建或规划的具有升船机的水利枢纽当中。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

一种适用于升船机过鱼的集鱼装置及方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。