[发明专利]诱导草鱼的鱼道进口系统和设计方法及诱鱼流速率定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种诱导草鱼的鱼道进口系统和设计方法及诱鱼流速率定装置，是一种水利开发工程的配套设施和方法及装置，是一种用于生态环境保护和生物繁殖的设施和方法及装置。

背景技术

据统计，目前全世界可有效过鱼的鱼道不足50%。许多现场观测表明，鱼类无法通过鱼道工程，是因为鱼类难以快速发现并顺利进入鱼道进口，鱼道进口的水力设计是影响鱼道过鱼成败的一个关键因素。在实际工程中，鱼道的进口布置受到地形及整个水利枢纽工程布置的影响，有研究学者发现：鱼类接近鱼道进口，却不进入，多是因为鱼道内流量少、鱼道进口流速小，无法对鱼类产生有效的吸引；再者，主河道的流量进一步弱化了鱼道水流对鱼类的引导。尽管人们现在已经意识到鱼道进口水流对于诱鱼、集鱼具有重要作用，但研究成果多为经验性成果。事实上，不同的鱼种对于水流的响应有很大的差异。对于特定的目标鱼种，鱼道进口下泄的最佳流速是多少、如何补水诱导鱼类、诱鱼的水流怎么布置、诱鱼水流的流速怎么确定，都是鱼道进口设计的重要内容，但是目前还缺乏一种定量的、实际有效的可以确定上述4大问题的鱼道进口水流诱鱼方法，以指导鱼道进口的水力设计。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种诱导草鱼的鱼道进口系统和设计方法及诱鱼流速率定装置。所述的鱼道进口和方法根据实验室真鱼洄游试验成果，利用草鱼对水流流态和水流流速的生态行为响应特性，提出一种诱导草鱼快速发现鱼道进口并顺利进入鱼道的水流诱鱼方法，可以在鱼道进口附近制造出最佳诱鱼水流，能直接用于以四大家鱼为保护目标的鱼道进口的水力设计，可以显著提高草鱼进入鱼道的成功率，对于提高鱼道过鱼效率、保护野生草鱼种群具有重要作用。

本发明的目的是这样实现的：一种诱导草鱼进入鱼道的鱼道进口系统，包括：沿河流水流方向设置的鱼道及其鱼道进口，所述鱼道和鱼道进口一侧紧挨河流的一侧河岸，另一侧设置与所述鱼道和鱼道进口方向相同的诱鱼水流通道和诱鱼水流通道出水口。

进一步的，所述的诱鱼水流通道设有调流阀门。

进一步的，所述的诱鱼水流通道出水口的出水流速是所述鱼道出水流速的2.3倍。

进一步的，所述的鱼道进口的流速是针对草鱼的最佳吸引流速，为0.3米/秒。

一种涉及上述鱼道进口系统的设计方法，所述方法的步骤如下：

率定鱼道口流速的步骤：用于通过诱鱼流速率定装置建立鱼道进口流速与草鱼进入鱼道概率的关系方程：

P=-202.5V⁴+388.5V³-267.275V²+76.285V-6.99

式中：P为草鱼接入鱼道概率，V为鱼道口水流的流速；

计算最佳流速的步骤：根据鱼道口流速与草鱼进入鱼道概率的关系方程计算鱼道出口最佳流速V_best；

确定鱼道进口所在池室的级差的步骤：用于通过V_best计算确定鱼道进口所在池室的级差Δh：

式中：Δh为鱼道池室级差，V_best为鱼道进口最佳流速，g为重力加速度；

计算鱼道进口所在池室的底坡的步骤：用于根据所得鱼道进口所在池室的级差求得鱼道进口所在池室的底坡i：

式中：i为鱼道池室底坡，L为鱼道池室顺水流方向的长度；

计算鱼道流量的步骤：用于设定鱼道水深在1.5~2.5m范围内，鱼道流量：

Q=V_best h B

式中：Q为鱼道流量，h为鱼道池室水深，B为鱼道池室宽度；

率定诱鱼水流流速比率的步骤：用于通过诱鱼流速率定装置建立诱鱼水流通道的水流流速与鱼道口流速之间比率和鱼道进鱼概率的关系方程：

P=-0.762α⁴+4.231α³-7.876α²+5.711α-0.817