一种鱼道回游水流控制结构的制作方法

1.本发明涉及一种鱼道回游水流控制结构，属于水利工程技术领域。


背景技术：

2.水生物保护是水利工程建设项目中需要考虑的重要问题，为了降低水利工程对鱼类等水生物的生存条件、水文情势产生的影响，减轻因建坝而导致的上下游水生物阻断的危害，目前采取的主要措施是在水利工程中修建鱼道，鱼类可通过鱼道回游。鱼道是供鱼类回游的通道，主要考虑鱼类上溯习性，在鱼道的下游，鱼类在水流的吸引下逆流进入鱼道并回游至鱼道的上游，由于部分河流水流较湍急，使得鱼道内部水流易紊乱，鱼类难以依靠自身力量顺利回游，导致鱼类回游一小段距离后，由于体力不足而被水流冲回到鱼道下游。
3.为此，公开号为cn105862687a的中国专利文献，公开了一种阻流板管道型鱼道，包括：连接水利工程上下游的管型主体，沿所述的管型主体内均匀设置阻流板。通过阻流板降低管型主体内水的流速，以提高下游鱼类成功回游至上游的概率。
4.但是，仅通过阻流板来控制管型主体内水的流速，其流速控制效果及流速控制灵活性有待进一步提高。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种鱼道回游水流控制结构。
6.本发明通过以下技术方案得以实现：
7.一种鱼道回游水流控制结构，包括坝体和流速调控组件，所述坝体内开设有鱼道，所述鱼道内设有若干个扰流环，所述流速调控组件设在鱼道内，并靠近鱼道的下游端。
8.所述鱼道内等间距布置有多个扰流环，扰流环呈锥形，且扰流环的小端指向鱼道的上游端。
9.所述流速调控组件包括伺服电机、卷轮和连接板，鱼道的底部开设有转槽，卷轮位于转槽内，并套装在伺服电机的输出轴上，连接板内设有气浮囊，连接板的顶部通过弹性折叠帘与鱼道的顶部连接，连接板的底部通过连接绳与卷轮连接。
10.所述弹性折叠帘上均匀开设有多个导孔。
11.所述转槽的内壁上均布设有多个磁性块，卷轮内固定设有随动条，且随动条能够被磁性块吸引。
12.所述连接板的底部设有设有多条柔性飘带，且柔性飘带上设有多片金属片。
13.所述鱼道回游水流控制结构还包括控制器，扰流环的内壁上设有防水膜，防水膜的内壁通过弹性块与扰流环连接，扰流环上在防水膜的内侧设有检测盒，且扰流环上在检测盒的内侧设有行程开关，检测盒内滑动连接有滑板，滑板的一侧设有检测块，另一侧通过连杆与防水膜的内壁连接，控制器与行程开关和伺服电机电性连接。
14.所述检测盒内储存有气体，滑板上开设有通孔，且滑板上靠近连杆的一侧在与通孔相对应的位置铰接有柔性片，柔性片上开设有阻尼孔，且阻尼孔的直径小于通孔的直径。
15.所述扰流环上靠近鱼道的位置沿轴向设有引流孔。
16.所述扰流环的外壁上在靠近鱼道底部的位置设有弹性膜，弹性膜上开设有排料口，且弹性膜与扰流环所围成的空间内装有鱼食。
17.本发明的有益效果在于：
18.1、鱼道内除了设置扰流环进行阻流和扰流外，还在鱼道内靠近下游端的位置安装流速调控组件进行阻流和扰流，以通过流速调控组件提高对鱼道内水流流速控制的效果和灵活性。
19.2、鱼类通过鱼道回游时，若鱼类体力不足并停止游动，则会受重力作用而落到相邻扰流环之间的缓流区域，使得鱼类不会直接被水流冲到鱼道下游，并且鱼类可以在该缓流区域停留并短暂休息，待体力恢复后再继续回游。
20.3、当鱼类游到鱼道内后，可以通过伺服电机带动卷轮转动，使弹性折叠帘展开并对鱼道进行封堵，从而降低鱼道内部水的流动性，进而降低鱼类回游时的阻力，使得鱼类更加容易通过鱼道回游。
21.4、鱼类位于鱼道下部相邻扰流环之间的缓流区域时，若鱼类活动对弹性膜产生挤压，则弹性膜内部的鱼食可以通过排料口排出，供鱼类食用并补充体力。
附图说明
22.图1为本发明的剖视图；
23.图2为图1在a处的局部放大图；
24.图3为图2在b处的局部放大图；
25.图4为图1在c处的局部放大图；
26.图5为图1在d处的局部放大图；
27.图6为本发明的柔性飘带和金属片的装配结构示意图。
28.图中：1-坝体，2-鱼道，3-扰流环，4-弹性折叠帘，5-连接板，6
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气浮囊，7-转槽，8-卷轮，9-连接绳，10-防水膜，11-弹性块，12-检测盒，13-滑板，14-连杆，15-行程开关，16-检测块，17-导孔，18
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通孔，19-柔性片，20-阻尼孔，21-引流孔，22-弹性膜，23-排料口， 24-磁性块，25-随动条，26-柔性飘带，27-金属片。
具体实施方式
29.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
30.如图1至图6所示，本发明所述的一种鱼道回游水流控制结构，包括坝体1和流速调控组件，所述坝体1内开设有鱼道2，所述鱼道2内设有若干个扰流环3，所述流速调控组件安装在鱼道2内，并靠近鱼道2 的下游端。在使用时，鱼道2内除了设置扰流环3进行阻流和扰流外，还在鱼道2内靠近下游端的位置安装流速调控组件进行阻流和扰流，以通过流速调控组件提高对鱼道2内水流流速控制的效果和灵活性。
31.所述鱼道2内等间距布置有多个扰流环3，扰流环3呈锥形，且扰流环3的小端指向鱼道2的上游端。鱼道2内等间距设置多个扰流环3，以在鱼道2下部的相邻扰流环3之间构成缓流区域，由于扰流环3对水流的干扰作用，使得该缓流区域内的水流动性较差，鱼类通过鱼道2 回游时，若鱼类体力不足并停止游动，则会受重力作用而落到相邻扰流环3之间的缓
流区域，使得鱼类不会直接被水流冲到鱼道2下游，并且鱼类可以在该缓流区域停留并短暂休息，待体力恢复后再继续回游。通过设置多个扰流环3，即构成多个缓流区域，使得鱼类在鱼道2 内部可以停留并休息数次，直到顺利回游到鱼道2上游。
32.所述流速调控组件包括伺服电机、卷轮8和连接板5，鱼道2的底部开设有转槽7，卷轮8位于转槽7内，并套装在伺服电机的输出轴上，连接板5内安装有气浮囊6，连接板5的顶部通过弹性折叠帘4与鱼道2 的顶部连接，连接板5的底部通过连接绳9与卷轮8连接。在使用时，弹性折叠帘4与鱼道2的中轴线垂直，用于节流或阻挡鱼道2内的水流。当鱼类游到鱼道2内后，可以通过伺服电机带动卷轮8转动，进而通过卷轮8将连接绳9卷收，连接绳9拉动连接板5向下移动直至与鱼道2底板贴合，使得弹性折叠帘4展开并对鱼道2进行封堵，从而降低鱼道2 内部水的流动性，进而降低鱼类回游时的阻力，使得鱼类更加容易通过鱼道2回游。
33.所述弹性折叠帘4上均匀开设有多个导孔17。当弹性折叠帘4展开将鱼道2封堵后，部分水依然可以通过导孔17流动，保证鱼道2内部存在一定的水流效果，避免鱼道2被完全封堵后，鱼类失去水流的吸引而停止回游。
34.所述转槽7的内壁上均布安装有多个磁性块24，卷轮8内固定安装有随动条25，且随动条25能够被磁性块24吸引。在卷轮8转动过程中，随动条25依次被多个磁性块24吸引，从而对卷轮8的转动过程产生间歇式的阻力效果，使得卷轮8可以带动连接绳9间歇抖动，进而连接绳 9带动连接板5和弹性折叠帘4不断抖动，对附近的鱼类具有恐吓驱散作用，避免连接板5下移过程中将鱼类挤压致死。也可以将卷轮8偏心套装在伺服电机的输出轴上，以制造间歇抖动。
35.所述连接板5的底部设有安装有多条柔性飘带26，且柔性飘带26 上安装有多片金属片27。连接板5抖动时会带动多条柔性飘带26摆动，不断摆动的柔性飘带26和金属片27与附近的鱼类接触，进一步恐吓驱散鱼类，使得鱼类避让开，进一步避免连接板5下移过程中将鱼类挤压致死。
36.所述鱼道回游水流控制结构还包括控制器，扰流环3的内壁上安装有防水膜10，防水膜10的内壁通过弹性块11与扰流环3连接，扰流环3上在防水膜10的内侧安装有检测盒12，且扰流环3上在检测盒12 的内侧安装有行程开关15，检测盒12内滑动连接有滑板13，滑板13 的一侧安装有检测块16，另一侧通过连杆14与防水膜10的内壁连接，控制器与行程开关15和伺服电机电性连接。鱼类在扰流环3内侧游动时，若鱼类接触并挤压防水膜10，使得连杆14带动滑板13在检测盒12 内部滑动，进而推动检测块16与行程开关15接触，并持续触发行程开关15，行程开关15将相关信号传输给控制器，控制器控制伺服电机动作使弹性折叠帘4展开封堵鱼道2，以降低鱼道2内的水流流速，有利于鱼类回游。只有鱼类进入鱼道2并挤压防水膜10时伺服电机才会启动，减少了伺服电机的启动次数，节约能源，鱼类不再挤压防水膜10 后，弹性块11(也可以是弹簧)推动防水膜10复位鼓起，检测块16 与行程开关15分离开，控制器收到行程开关15的相关信号后，控制伺服电机停止转动，延时一定时间后，控制器控制伺服电机反向转动，释放出一段连接绳9，然后连接板5受到气浮囊6的浮力作用而自动向上复位。
37.所述检测盒12内储存有气体，滑板13上开设有通孔18，且滑板13 上靠近连杆14的一侧在与通孔18相对应的位置铰接有柔性片19，柔性片19上开设有阻尼孔20，且阻尼孔20
的直径小于通孔18的直径。当滑板13向靠近行程开关15的方向移动时，检测盒12无杆腔内部的气体会直接将柔性片19推开，使得柔性片19打开通孔18，进而气体可以通过通孔18流动，故此时滑板13运动速度较快，当滑板13在弹性块11的作用下复位时，检测盒12有杆腔内部的气体将柔性片19压在滑板13上封堵通孔18，进而气体只能通过阻尼孔20流动，故此时滑板13运动速度较慢，即检测块16与行程开关15分离的速度较慢，延长伺服电机带动卷轮8卷收连接绳9的工作时间，从而尽可能将连接板5拉到鱼道2底部。
38.所述扰流环3上靠近鱼道2的位置沿轴向设有引流孔21。在扰流环3上设置引流孔21，使得水可以通过引流孔21流动，当鱼类位于相邻扰流环3之间的缓流区域时，可以感受到引流孔21带来的水流效果，保证缓流区域依然存在一定的水流，避免出现鱼类失去水流吸引而停止回游的问题。
39.所述扰流环3的外壁上在靠近鱼道2底部的位置安装有弹性膜22，弹性膜22上开设有排料口23，且弹性膜22与扰流环3所围成的空间内装有鱼食。鱼类位于鱼道2下部相邻扰流环3之间的缓流区域时，若鱼类活动对弹性膜22产生挤压，则弹性膜22内部的鱼食可以通过排料口23排出，供鱼类食用并补充体力。
40.本发明所述的鱼道回游水流控制结构，其工作原理如下：
41.鱼道2内等间距设置多个扰流环3，通过扰流环3对鱼道2内的水流进行阻流和扰流，以降低水流流速，及在鱼道2内形成紊流，有利于鱼类在鱼道2内回游；同时，在鱼道2下部的相邻扰流环3之间会构成缓流区域，由于扰流环3对水流的干扰作用，使得该缓流区域内的水流动性较差，鱼类通过鱼道2回游时，若鱼类体力不足并停止游动，则会受重力作用而落到相邻扰流环3之间的缓流区域，使得鱼类不会直接被水流冲到鱼道2下游，并且鱼类可以在该缓流区域停留并短暂休息，待体力恢复后再继续回游。
42.当鱼类在扰流环3内侧游动时，若鱼类接触并挤压防水膜10，使得连杆14带动滑板13在检测盒12内部滑动，进而推动检测块16与行程开关15接触，并持续触发行程开关15，行程开关15将相关信号传输给控制器，控制器控制伺服电机动作使弹性折叠帘4展开封堵鱼道2，以降低鱼道2内的水流流速，有利于鱼类回游。当鱼类不再挤压防水膜 10后，弹性块11推动防水膜10复位鼓起，检测块16与行程开关15分离开，控制器收到行程开关15的相关信号后，控制伺服电机停止转动，延时一段时间后，控制器控制伺服电机反向转动，释放出一段连接绳 9，然后连接板5受到气浮囊6的浮力作用而自动向上复位。
43.鱼类位于鱼道2下部相邻扰流环3之间的缓流区域时，若鱼类活动对弹性膜22产生挤压，则弹性膜22内部的鱼食可以通过排料口23排出，供鱼类食用并补充体力。
44.本发明所提供的鱼道回游水流控制结构，其有益效果如下：
45.1、鱼道2内除了设置扰流环3进行阻流和扰流外，还在鱼道2内靠近下游端的位置安装流速调控组件进行阻流和扰流，以通过流速调控组件提高对鱼道2内水流流速控制的效果和灵活性。
46.2、鱼类通过鱼道2回游时，若鱼类体力不足并停止游动，则会受重力作用而落到相邻扰流环3之间的缓流区域，使得鱼类不会直接被水流冲到鱼道2下游，并且鱼类可以在该缓流区域停留并短暂休息，待体力恢复后再继续回游。
47.3、当鱼类游到鱼道2内后，可以通过伺服电机带动卷轮8转动，使弹性折叠帘4展开并对鱼道2进行封堵，从而降低鱼道2内部水的流动性，进而降低鱼类回游时的阻力，使得鱼
类更加容易通过鱼道2回游。
48.4、鱼类位于鱼道2下部相邻扰流环3之间的缓流区域时，若鱼类活动对弹性膜22产生挤压，则弹性膜22内部的鱼食可以通过排料口23 排出，供鱼类食用并补充体力。