综合补水、除淤、检测及水位适应功能的鱼道系统

1.本发明涉及过鱼设施技术领域，具体地指综合补水、除淤、检测及水位适应功能的鱼道系统。


背景技术：

2.为了获取人类发展所需要的能源，人们在河流上修筑闸坝等水利水电工程，这些拦河建筑物破坏了河流原有的连通性，阻断了鱼类洄游通道，对鱼类资源、河流生态系统产生较大的影响，为了解决这一问题，人们修建鱼道帮助鱼类过坝。
3.但是鱼道在运行过程中存在一下问题：1）为了最大化过鱼，鱼道进口高程一般设置的较低，但是这会导致在洪水期鱼道被淹没导致鱼道功能失效；2）鱼道成功的关键在于诱鱼水流，在枯水期由于来流量不足，则会导致无法有效吸引鱼类；3）鱼道上游的水中一般含有较多的泥沙，对于竖缝式鱼道来说，由于其特殊的池室结构，水流携带的泥沙很容易淤积在鱼道内部，进而影响其过鱼效果；4）目前大部分鱼道并未对鱼类通过情况进行监测，以至于无法有效掌握鱼类的通过情况。
4.因此，急需提出一种提供一种综合多功能功能的鱼道系统，提高鱼道的运行效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述不足，提供综合补水、除淤、检测及水位适应功能的鱼道系统，通过集鱼系统和升鱼系统完成集鱼和提升操作，有效解决旱涝时鱼道作用不稳定，通过视频监控系统对鱼道内的通过情况进行监控，并操控补水清淤系统针对监控情况进行补水或者清淤操作。
6.本发明为了解决上述问题，采用的技术方案是：综合补水、除淤、检测及水位适应功能的鱼道系统，包括集运鱼系统，所述集运鱼系统沿鱼类上溯方向依次连接地设有诱鱼鱼道、升鱼系统和竖缝式鱼道，所述诱鱼鱼道内设有集鱼系统；所述竖缝式鱼道一侧设有监视鱼类通过鱼道情况的视频监控系统，竖缝式鱼道的上方滑动地设置有补水清淤系统。
7.作为优选地，所述集鱼系统包括电动开合的拦鱼栅结构。
8.作为更优选地，所述拦鱼栅结构包括对称布置的第一拦鱼栅和第二拦鱼栅，且第一拦鱼栅和第二拦鱼栅运动方向相反，靠近第一拦鱼栅的鱼道内壁上设有第一齿轮，所述第一拦鱼栅上设有水平的第一齿条，第一齿条与第一齿轮形成齿轮传动配合，靠近第二拦鱼栅的鱼道内壁上设有第二齿轮，所述第二拦鱼栅上设有水平的第二齿条，第二齿条与第二齿轮形成齿轮传动配合。
9.进一步地，所述第一拦鱼栅的底部设有与鱼道内壁底部滑动配合的第一机械滑轮，第二拦鱼栅的底部设有与鱼道内壁底部滑动配合的第二机械滑轮，所述第一齿轮和第二齿轮分别传动连接有转动电机的输出轴。
10.作为优选地，所述升鱼系统包括升鱼机，升鱼机顶部为顶板，所述顶板的上侧分别
设有第一卷扬式电机和第二卷扬式电机，顶板的下方设有顶部开口的鱼箱，所述鱼箱顶部相对的两侧上分别设有提拉链，其中一侧的提拉链中部设有第一钢丝绳索，第一钢丝绳索的另一端与第一卷扬式电机的转子缠绕配合，相对一侧的提拉链中部设有第二钢丝绳索，第二钢丝绳索的另一端与第二卷扬式电机的转子缠绕配合。
11.作为更优选地，所述鱼箱靠近诱鱼鱼道的一侧箱壁上和与其相对的另一侧箱壁上皆设有可开合的闸门，鱼箱靠近顶部开口的箱壁上沿开口设有若干出水孔。
12.作为优选地，所述视频监控系统包括紧贴竖缝式鱼道设置的监控室，所述监控室贴近竖缝式鱼道的墙壁一侧上设有可观察鱼道内部的监控窗口，监控室内设有摄像端正对监控窗口的视频摄像头，所述视频摄像头的下方设有脚架，监控室内设有承重桌，承重桌上设有电脑，竖缝式鱼道的底部设有用于监测鱼内注射的pit标签的pit监测天线，所述电脑与视频摄像头、pit监测天线和补水清淤系统分别电性连接。
13.作为更优选地，所述监控室的一侧设有用于进入室内的爬梯，监控室内设有电源，所述电源与视频摄像头、电脑和pit监测天线分别电性连接。
14.作为优选地，所述补水清淤系统包括移动式小车，所述移动式小车的底部通过沿竖缝式鱼道铺设的滑轨与竖缝式鱼道顶部滑动配合，所述移动式小车上分别设有水箱、补水管道、安装架、液压装置和喷嘴。
15.作为更优选地，所述水箱的进水端通过补水管道连接有外接水源，水箱的出水端与液压装置的进水端密封连接，所述液压装置通过分水管设有多个出水端，液压装置的前侧设有安装架，所述安装架上设有若干数量与位置与液压装置出水端一一对应的喷嘴，液压装置的出水端与对应的喷嘴密封连接，所述喷嘴位于竖缝式鱼道内，且喷嘴可电控调整喷射角度。
16.本发明的有益效果：1）本发明通过设置升鱼系统，使得鱼道可以动态适应下游河流的水位变化，使鱼道能够在旱涝的情况下正常使用，避免了鱼道被河水淹没，提高了鱼道的运行效率，此外，该方法不需要设置多个鱼道进行，降低了工程的成本；2）本发明通过在鱼道顶部设置一个可以移动的小车，利用小车的射流机动地清洗竖缝式鱼道内部的泥沙，将泥沙吹到升鱼系统中，最终流入河道，其产生的有益效果首先是防止了鱼道池室的泥沙淤积，同时该结构不需在隔板上另设导沙孔缝，利用现有的过鱼竖缝输沙，能够减少对鱼道过鱼效果的影响，也使得鱼道隔板结构更为简单，在需要补水的时候可以充当补水系统，增加诱鱼水流，提升诱鱼效果；3）本发明通过设置视频监控系统，该系统不仅可以通过摄像头采集鱼的影像信息，还可以对注射有pit标签的上溯鱼类进行计数，实现了鱼类定量化高质量监测。
附图说明
17.图1为本发明的集运鱼系统的结构示意图；图2为本发明的集运鱼系统的俯视示意图；图3为本发明的集运鱼系统的主视示意图；图4为本发明的集运鱼系统的内部结构安装示意图；图5为本发明的鱼箱的结构示意图；
图6为本发明的补水清淤系统的结构示意图；图中：1、集鱼系统；11、鱼道内壁；12、第一拦鱼栅；13、第一齿条；14、第一齿轮；15、第二拦鱼栅；16、第二齿条；17、第二齿轮；18、第一机械滑轮；19、第二机械滑轮；2、升鱼机；21、第一卷扬式电机；22、第二卷扬式电机；23、顶板；24、第一钢丝绳索；25、第二钢丝绳索；26、鱼箱；27、提拉链；28、闸门；29、出水孔；3、竖缝式鱼道；32、滑轨；4、视频监控系统；41、爬梯；42、pit监测天线；43、承重桌；44、电脑；45、视频摄像头；46、脚架；47、电源；5、补水清淤系统；51、移动式小车；52、水箱；53、安装架；54、喷嘴；55、液压装置；56、补水管道。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
19.如图1、图2和图3所示，作为一种优选的实施例1，综合补水、除淤、检测及水位适应功能的鱼道系统，包括集运鱼系统，其所述集运鱼系统沿鱼类上溯方向依次连接地设有诱鱼鱼道、升鱼系统和竖缝式鱼道3，所述诱鱼鱼道内设有集鱼系统1；所述竖缝式鱼道3一侧设有监视鱼类通过鱼道情况的视频监控系统4，竖缝式鱼道3的上方滑动地设置有补水清淤系统5。
20.在上述实施例中，鱼类进入集运鱼系统完成上溯过程，集运鱼系统防止洪水期间鱼道功能失效；当鱼类进入诱鱼鱼道后，集鱼系统1拦截鱼类退路，将鱼类引诱到升鱼系统中，升鱼系统通过提升将鱼送至竖缝式鱼道3，升鱼系统的引入可以很好的应对下游河流的水位变化；鱼类经过竖缝式鱼道3完成上溯，当鱼经过时，可以通过视频监控系统4进行监视，观察鱼的上溯情况并进行统计；当竖缝式鱼道3内泥沙过多或者水位过低时，可以操控补水清淤系统5在竖缝式鱼道3上方移动，进行清淤或者补水操作。
21.如图1和图2所示，作为一种优选的实施例2，所述集鱼系统1包括电动开合的拦鱼栅结构。装置采用电动开合的拦鱼栅结构作为集鱼系统1拦截鱼类的退路，待鱼通过拦鱼栅后关闭拦鱼栅结构，可以将鱼集中在诱鱼鱼道，避免鱼类因听到升鱼系统发出的声音而逃离。
22.如图1、图2和图4所示，作为一种更优选的实施例3，所述拦鱼栅结构包括对称布置的第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15，且第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15运动方向相反，靠近第一拦鱼栅12的鱼道内壁11上设有第一齿轮14，所述第一拦鱼栅12上设有水平的第一齿条13，第一齿条13与第一齿轮14形成齿轮传动配合，靠近第二拦鱼栅15的鱼道内壁11上设有第二齿轮17，所述第二拦鱼栅15上设有水平的第二齿条16，第二齿条16与第二齿轮17形成齿轮传动配合，保证第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15能够在齿轮传动的作用下进行平移。
23.作为一种更优选的实施例4，所述第一拦鱼栅12的底部设有与鱼道内壁11底部滑动配合的第一机械滑轮18，第二拦鱼栅15的底部设有与鱼道内壁11底部滑动配合的第二机械滑轮19，方便拦鱼栅移动，所述第一齿轮14和第二齿轮17分别传动连接有转动电机的输出轴，提供平移动力。
24.在上述实施例3和实施例4中，第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15共同组成完整的拦鱼栅，当需要打开拦鱼栅时，转动电机带动第一齿轮14和第二齿轮17进行方向相反的正转，此时第一齿条13和第二齿条16在齿轮传动配合下做互相远离的平移，带动第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15相互远离，从而使得拦鱼栅打卡，以便鱼群的进入；当鱼群全部进入后，转动电
机带动第一齿轮14和第二齿轮17进行方向相反的反转，此时第一齿条13和第二齿条16在齿轮传动配合下做互相靠近的平移，带动第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15相互靠近，直到第一拦鱼栅12和第二拦鱼栅15闭合组成完整的拦鱼栅，达到集鱼的目的。
25.作为更优选的一种实施例5，可以采用在拦鱼栅进口处设置鱼类监测传感器，将鱼类监测传感器和转动电机与在鱼道上设置的控制器电性连接，通过鱼类监测传感器监测拦鱼栅进口处的鱼类，当鱼类全部进入时，即此时鱼类监测传感器监测不到鱼类，鱼类监测传感器发送信号给控制器，控制器控制转动电机关闭拦鱼栅；当拦鱼栅入口有鱼类，即鱼类监测传感器持续监测到鱼类，鱼类监测传感器发送信号给控制器，控制器控制转动电机打开拦鱼栅并保持开启状态，可以实现拦鱼栅的自动开关。
26.如图1~图5所示，作为一种优选的实施例6，所述升鱼系统包括升鱼机2，升鱼机2顶部为顶板23，所述顶板23的上侧分别设有第一卷扬式电机21和第二卷扬式电机22，提供提升动力，顶板23的下方设有顶部开口的鱼箱26，所述鱼箱26顶部相对的两侧上分别设有提拉链27，其中一侧的提拉链27中部设有第一钢丝绳索24，第一钢丝绳索24的另一端与第一卷扬式电机21的转子缠绕配合，相对一侧的提拉链27中部设有第二钢丝绳索25，第二钢丝绳索25的另一端与第二卷扬式电机22的转子缠绕配合，保证提拉的顺利运行。
27.作为一种优选的实施例7，所述鱼箱26靠近诱鱼鱼道的一侧箱壁上和与其相对的另一侧箱壁上皆设有可开合的闸门28，方便鱼类进入以及在鱼类进入后封闭鱼箱26，鱼箱26靠近顶部开口的箱壁上沿开口设有若干出水孔29，便于保持水位，防止鱼类跳出逃逸。
28.在实施例6和实施例7中，升鱼系统采用升鱼机2进行提升操作，升鱼机2利用第一卷扬式电机21和第二卷扬式电机22提供动力，当鱼类全部从诱鱼鱼道进入到鱼箱26内后，关闭鱼箱26的闸门28，开启卷扬式电机，电子转子旋转缠绕第一钢丝绳索24和第二钢丝绳索25，第一钢丝绳索24和第二钢丝绳索25拉起对应的提拉链27，从而拉起鱼箱26直至竖缝式鱼道3，打开另一侧的闸门28，鱼类和水一起进入竖缝式鱼道3。
29.如图1、图2和图4所示，作为一种优选的实施例8，所述视频监控系统4包括紧贴竖缝式鱼道3设置的监控室，所述监控室贴近竖缝式鱼道3的墙壁一侧上设有可观察鱼道内部的监控窗口，监控室内设有摄像端正对监控窗口的视频摄像头45，所述视频摄像头45的下方设有脚架46，监控室内设有承重桌43，承重桌43上设有电脑44，竖缝式鱼道3的底部设有用于监测鱼内注射的pit标签的pit监测天线42，所述电脑44与视频摄像头45、pit监测天线42和补水清淤系统5分别电性连接。
30.作为一种更优选的实施例9，所述监控室的一侧设有用于进入室内的爬梯41，监控室内设有电源47，所述电源47与视频摄像头45、电脑44和pit监测天线42分别电性连接。
31.在实施例8和实施例9中，装置通过视频监控系统4系统对鱼类通过情况进行监控，监控室可以通过爬梯41进入，电源47为监控提供电力，视频摄像头45安装在脚架46上对准监控窗口进行拍摄以观察鱼道类情况，电脑44通过软件遥控连接视频摄像头45，可以直观地将鱼群通过竖缝式鱼道3的情况显现出来，在鱼类上溯过程中，会在鱼类提前注射pit标签，pit监测天线42对通过鱼类体内的pit标签进行检测并将信号发送给电脑44进行处理和统计，进而达到检测鱼道过鱼效果的作用，通过电脑44还可以控制补水清洗系统，根据监控的情况进行补水或者清淤操作。
32.如图1、图2、图3、图4和图6所示，作为一种优选的实施例10，所述补水清淤系统5包
括移动式小车51，所述移动式小车51的底部通过沿竖缝式鱼道3铺设的滑轨32与竖缝式鱼道3顶部滑动配合，保证位移，滑动由电脑44控制，所述移动式小车51上分别设有水箱52、补水管道56、安装架53、液压装置55和喷嘴54。
33.作为一种更优选的实施例11，所述水箱52的进水端通过补水管道56连接有外接水源，水箱52的出水端与液压装置55的进水端密封连接，所述液压装置55通过分水管设有多个出水端，液压装置55的前侧设有安装架53，所述安装架53上设有若干数量与位置与液压装置55出水端一一对应的喷嘴54，液压装置55的出水端与对应的喷嘴54密封连接，所述喷嘴54位于竖缝式鱼道3内，且喷嘴54可电控调整喷射角度。
34.在实施例10和实施例11中，通过实施例8和实施例9的电脑44可以操控移动式小车51沿竖缝式鱼道3在其顶部位移，竖缝式鱼道3内使用一段较长时间后会淤积一定的泥沙，从而降低鱼道过鱼效果，当泥沙淤及到一定量时，需要启动补水清淤系统5的清淤功能，这时补水管道56向水箱52中加水，然后利用电脑44通过软件驱动移动式小车51和液压装置55工作，使得水箱52中的水从喷嘴54中喷出，边移动边冲刷鱼道内的淤泥，达到清淤的目的，进一步地，电脑44可以控制喷嘴54的方向，也可以控制喷出的水量与水流的速度，当淤积泥沙较难清理时，可以增大出水速度，增大冲量，实现高效清淤目的；除此之外，电脑44还可以控制小车在轨道上自由移动，实现竖缝式鱼道3三百六十度内无死角全面清淤，喷嘴54可以使用电控喷嘴或者旋转喷嘴；当鱼道内需要进行补水措施时，利用电脑44控制喷嘴54的水流流量，从而可以自由改变流速的增量，增加诱鱼水流，提升诱鱼效率，其余步骤重复上述操作即可。
35.作为一种优选的实施例12，本装置在使用时分为以下三个阶段：第一阶段，当鱼群自下游进入到升鱼机2前的入口时，拦鱼栅在机械装置的驱动下打开入口，当鱼群全部进入后，控制拦鱼栅关闭入口，防止鱼群逃逸；当鱼群进入升鱼机2后，升鱼机2顶部的卷扬式电机开始运作拉动钢丝缆绳将鱼箱26缓缓拉升，直到与竖缝式鱼道3入口相齐平。
36.第二阶段，当鱼群进入到竖缝式鱼道3进口后，鱼箱26的闸门28自动开启，鱼群被鱼道内产生的吸引流吸引并开始上溯；在鱼群上溯过程中，鱼道旁布设视频监测系统，工作人员通过房间里的笔记本电脑44连接摄像头，用来直观呈现鱼道内过鱼效果，而被pit标签标记的鱼则可以通过pit监测天线42进行数量统计，还可以操控移动式小车51移动，打开液压装置55进行补水产生诱鱼水流，从而提高过鱼效率。
37.第三阶段，随着时间的推移，竖缝式鱼道3内会存在泥沙、污物等影响过鱼效果的物质淤积，工作人员需定期驱动移动式小车51移动到鱼道内泥沙等物质淤积的地点，进行集中清淤，提高鱼道的使用寿命及过鱼效率。