[发明专利]孔堰结合型生态鱼道过渡段及其设计方法

说明书

本发明公开了一种孔堰结合型生态鱼道过渡段及其设计方法，所述过渡段为水深递减、顶宽递增、底宽递减的梯形边坡明渠，过渡段沿程设置多级潜堰；所述潜堰顶宽从上游至下游逐渐增加，潜堰底宽从上游至下游逐渐减少；潜堰堰高从过渡段上游至下游阶梯型降低；所述潜堰的底部设置有过鱼孔。本发明利用溢流堰与孔口不同的过流特点，创新地设计孔堰结合型生态鱼道过渡段，实现了上部过水、下部过鱼、控制流速、保持鱼道生态特性的目的。

技术领域

本发明属于生态水工学领域，具体涉及一种孔堰结合型生态鱼道过渡段及其使用方法。

背景技术

随着越来越多拦河水利工程的修建，造成了江河阻隔，破坏了洄游鱼类的上溯，同时影响河流各类物质的输移和上游产卵区鱼苗对下游鱼类资源补充，与生态保护的理念相差甚远。因此，近年来大型水电工程建设都要考虑布设工程鱼道或生态鱼道；但传统的工程鱼道（水深较大）与生态鱼道（水深较小）连接段大多水利条件都比较恶劣，鱼类上溯效果差，存在水头落差过大，水流流速过快的缺点。因此开发一种能够消化水面落差、减缓过渡段流速，平顺流态、适应鱼类上溯的过渡段鱼道迫在眉睫。

发明内容

针对上述需求，本发明的目的是提供一种孔堰结合型生态鱼道过渡段及其使用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种孔堰结合型生态鱼道过渡段，设置在需要水深平顺衔接的生态鱼道与工程鱼道之间，所述过渡段为水深递减、顶宽递增、底宽递减的梯形边坡明渠，过渡段沿程设置多级潜堰；所述潜堰顶宽从过渡段上游至下游逐渐增加，潜堰底宽从过渡段上游至下游逐渐减少，潜堰堰高从过渡段上游至下游阶梯型降低；所述潜堰的底部设置有过鱼孔。

当潜堰的高度大于过鱼孔高度的2倍时，在潜堰的底部左侧、右侧和中轴处均设置过鱼孔；当潜堰的高度小于等于过鱼孔高度的2倍时，在潜堰的底部左侧和右侧处设置过鱼孔。

所述过鱼孔的上、下游均对应设置有加糙石块，加糙石块背流侧设置有低速休憩区，加糙块设置为交错梅花桩式。

相邻所述潜堰之间的过渡段底槽平均宽度大于加糙石块宽度的7倍时，该过渡段底槽与潜堰相邻的一排布置5个加糙石块，其余加糙石块交错梅花桩式布置；相邻所述潜堰之间的过渡段底槽平均宽度小于加糙石块宽度的7倍时，该过渡段底槽与潜堰相邻的一排设置3个加糙石块，其余加糙石块交错梅花桩式布置，在设置3个加糙石块时，与相邻潜堰临近的一排加糙石块的数量不大于过鱼孔的数量。

相邻所述潜堰之间的过渡段底槽平均宽度大于加糙石块的宽度5倍时，该过渡段底槽的加糙石块设置在底槽上；相邻所述潜堰之间的过渡段底槽平均宽度小于加糙石块的5倍时，该过渡段两侧的加糙石块布置在斜坡上。

相邻两排加糙石块的间距与相邻潜堰之间的过渡段底槽宽度比为0.54～0.65，加糙石块的直径与该过渡段水深的比例为0.103～0.24。

所述过渡段上游进口端面为矩形，下游出口端面为梯形；过渡段内各级潜堰均为不同边坡的梯形潜堰。

所述潜堰为钢筋混凝土结构。

所述出口潜堰顶部宽度扩大为进口潜堰顶宽的2.1倍，出口潜堰底部宽度缩小为进口潜堰底部宽度的0.3倍，各级潜堰间隔5米，过渡段底坡为0.67%。

一种孔堰结合型生态鱼道过渡段的设计方法，包括如下步骤：

a）对过渡段上、下游边界及水力条件进行分析研究，选择合适的过渡段渠道体型；

b）根据过渡段的体型、长度和过流条件进行设计，确定合适的潜堰级数和初步堰高；

c）利用已有工程资料分析过鱼对象体型和适宜流速，确定潜堰底孔大小及位置，复核确定堰高；

d）在过渡段及潜堰孔口对应处设置加糙石块；