一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板及其使用方法
【專利摘要】一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，第一擋板與第二擋板一側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板的高度高于第二擋板的高度，第一擋板底部開設(shè)有不多于五個(gè)的排沙孔，第二擋板頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔，溢流孔的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板的高度為涵洞高度的20?30%。本發(fā)明提供的一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板及其使用方法，可以解決涵洞內(nèi)水力因子無法滿足魚類通過條件的問題，達(dá)到優(yōu)化涵洞內(nèi)水力條件的目的，安裝方便。
【專利說明】
一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及魚類生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域，尤其是一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板及其使用方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)已建的高速公路式涵洞或者橋梁涵洞，在功能設(shè)計(jì)過程中主要是考慮是否滿足排水要求，并沒有考慮涵洞作為過魚通道時(shí)所需要的水力條件。而溪流中的小型魚類大多有洄游需求，當(dāng)涵洞內(nèi)部的水力因子如流速等參數(shù)無法滿足魚類成功通過時(shí)所需要的水力條件時(shí)，魚類便無法成功上溯或下行，若魚類的洄游路徑被阻隔，會(huì)嚴(yán)重影響小型溪流水生生物的生態(tài)環(huán)境。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板及其使用方法，可以解決涵洞內(nèi)水力因子無法滿足魚類通過條件的問題，達(dá)到優(yōu)化涵洞內(nèi)水力條件的目的，安裝方便。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，第一擋板與第二擋板一側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板的高度高于第二擋板的高度，第一擋板底部開設(shè)有不多于五個(gè)的排沙孔，第二擋板頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔，溢流孔的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板的高度為涵洞高度的20-30%。
[0005]排沙孔為半圓形孔，溢流孔為三角形孔。
[0006]當(dāng)排沙孔的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，其開設(shè)于靠近第一擋板外側(cè)處。
[0007]當(dāng)排沙孔的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，分別開設(shè)于靠近第一擋板兩側(cè)處。
[0008]當(dāng)排沙孔的數(shù)量為三個(gè)時(shí)，分別開設(shè)于靠近第一擋板兩側(cè)和中間處。
[0009]—種利用上述混凝土擋板實(shí)現(xiàn)涵洞過魚的方法，該方法為:在涵洞內(nèi)部沿涵洞走向每隔一段距離均勻布置多塊混凝土擋板，布置于同一涵洞內(nèi)部的各塊混凝土擋板的排沙孔的數(shù)量和位置相同，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為0度，使每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室內(nèi)的水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。[〇〇1〇] 利用上述混凝土擋板實(shí)現(xiàn)涵洞過魚的另一種優(yōu)化方法為:在涵洞內(nèi)部沿涵洞走向每隔一段距離均勻布置多塊混凝土擋板，布置于同一涵洞內(nèi)部的各塊混凝土擋板的排沙孔的數(shù)量和位置相同，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度，使每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室內(nèi)的水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。
[0011]涵洞內(nèi)每?jī)蓧K相鄰的混凝土擋板之間的距離為涵洞寬度的0.75-1.25倍。
[0012]本發(fā)明提供的一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板及其使用方法，通過高低不同的第一擋板和第二擋板的設(shè)計(jì)，可以分別適應(yīng)豐水期和枯水期的涵洞排水功能;排沙孔在排掉淤沙的同時(shí)可以方便小型魚類或其他水生動(dòng)物通過;溢流孔使得魚道中的魚類可以通過溢流孔上溯;通過混凝土擋板的水流阻擋作用，在提高池室內(nèi)水位的同時(shí)，保證水流的流速不小于目標(biāo)魚類的感應(yīng)流速，達(dá)到優(yōu)化涵洞內(nèi)水力條件的目的；通過在涵洞內(nèi)布置多個(gè)混凝土擋板，使相鄰混凝土擋板的布置角度呈0度或180度，可以制造類似于同側(cè)豎縫式魚道或異側(cè)豎縫式魚道的流場(chǎng)，能將涵洞內(nèi)單個(gè)池室內(nèi)水位提升至原來的2?3倍;可以解決涵洞內(nèi)水流流態(tài)和流速等水力因子無法滿足魚類通過條件的問題，若涵洞內(nèi)水流流速較低，采用多塊混凝土擋板的布置，可以將池室內(nèi)的平均水流速度提高30?50%，從而對(duì)涵洞內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，優(yōu)化涵洞式過魚通道內(nèi)部的水力條件，提高涵洞式魚道的過魚效果，且混凝土擋板的結(jié)構(gòu)形式多變，布置方式靈活，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝?！靖綀D說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:圖1為本發(fā)明混凝土擋板實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明混凝土擋板實(shí)施例一的主視圖；圖3為本發(fā)明將實(shí)施例一的混凝土擋板應(yīng)用于涵洞的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為0度；圖4為本發(fā)明將實(shí)施例一的混凝土擋板應(yīng)用于涵洞的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度；圖5為本發(fā)明混凝土擋板實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明混凝土擋板實(shí)施例二的主視圖；圖7為本發(fā)明將實(shí)施例二的混凝土擋板應(yīng)用于涵洞的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為0度；圖8為本發(fā)明將實(shí)施例二的混凝土擋板應(yīng)用于涵洞的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度；圖9為本發(fā)明混凝土擋板實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明混凝土擋板實(shí)施例三的主視圖；圖11為本發(fā)明將實(shí)施例三的混凝土擋板應(yīng)用于涵洞的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為0度；圖12為本發(fā)明將實(shí)施例三的混凝土擋板應(yīng)用于涵洞的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度；圖13為本發(fā)明將實(shí)施例一的混凝土擋板應(yīng)用于防自然魚道的示意圖，此時(shí)相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為0度?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例一如圖1和圖2所示，一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，第一擋板1與第二擋板 2—側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板1的高度高于第二擋板2的高度，第一擋板1底部開設(shè)有一個(gè)排沙孔3,排沙孔3開設(shè)于靠近第一擋板1外側(cè)處，第二擋板2頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔4,溢流孔4的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板1的高度為涵洞 5高度的20-30%。
[0015]排沙孔3為直徑為10-15厘米的半圓形孔，在排掉淤沙的同時(shí)可以方便小型魚類或其他水生動(dòng)物通過；開設(shè)于第二擋板2中間的溢流孔4為三角形孔，溢流孔4的頂角為90度-120度，使得涵洞式魚道中的魚類可以通過溢流孔4上溯。[〇〇16]第一擋板1和第二擋板2的長(zhǎng)度比為5:3。[〇〇17] 如圖3所示，上述混凝土擋板應(yīng)用于涵洞式魚道的方法為:在涵洞5內(nèi)部沿涵洞5走向每隔一段距離均勻布置多塊實(shí)施例一的混凝土擋板，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為 〇度，每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室5-1內(nèi)以及池室間的流態(tài)和流速分布與同側(cè)豎縫式魚道類似，即水流在靠近涵洞右側(cè)壁面流動(dòng)，溢流孔和排沙孔均在同一側(cè)布置，水流在池室內(nèi)呈反S型流動(dòng)，保證了水流的一致性和連貫性，同時(shí)也縮短了魚類的上溯路程，使每?jī)蓧K混凝土擋板5之間形成的池室5-1內(nèi)的水流流態(tài)和流速等水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。
[0018] 如圖4所示，上述混凝土擋板應(yīng)用于涵洞式魚道的另一種方法為:在涵洞5內(nèi)部沿涵洞5走向每隔一段距離均勻布置多塊實(shí)施例一的混凝土擋板，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度，每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室5-1內(nèi)以及池室5-1間的流態(tài)和流速分布情況類似于異側(cè)豎縫式魚道的內(nèi)部流場(chǎng)，水流在池室5-1內(nèi)呈反S型流動(dòng)，池室5-1內(nèi)的流速分布較為均勻，溢流孔4和排沙孔3分別布置在混凝土擋板的兩側(cè)，主流速度分布特征明顯，有利于誘導(dǎo)魚類成功上溯，使每?jī)蓧K混凝土擋板5之間形成的池室5-1內(nèi)的水流流態(tài)和流速等水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。[〇〇19] 涵洞5內(nèi)每?jī)蓧K相鄰的混凝土擋板之間的距離為涵洞5寬度的0.75-1.25倍，優(yōu)選為0.75倍。
[0020]實(shí)施例二如圖5和圖6所示，一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，第一擋板1與第二擋板 2—側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板1的高度高于第二擋板2的高度，第一擋板1底部開設(shè)有兩個(gè)排沙孔3,兩個(gè)排沙孔3分別開設(shè)于靠近第一擋板1兩側(cè)處，第二擋板2頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔4,溢流孔4的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板1的高度為涵洞5高度的20-30%。
[0021]排沙孔3為直徑為10-15厘米的半圓形孔，在排掉淤沙的同時(shí)可以方便小型魚類或其他水生動(dòng)物通過；開設(shè)于第二擋板2中間的溢流孔4為三角形孔，溢流孔4的頂角為90度-120度，使得涵洞式魚道中的魚類可以通過溢流孔4上溯。[〇〇22]第一擋板1和第二擋板2的長(zhǎng)度比為5:3。[〇〇23] 如圖7所示，上述混凝土擋板應(yīng)用于涵洞式魚道的方法為:在涵洞5內(nèi)部沿涵洞5走向每隔一段距離均勻布置多塊實(shí)施例二的混凝土擋板，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為 〇度，每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室5-1內(nèi)以及池室間的流態(tài)和流速分布與同側(cè)豎縫式魚道類似，即水流在靠近涵洞右側(cè)壁面流動(dòng)，溢流孔和排沙孔均在同一側(cè)布置，水流在池室內(nèi)呈反S型流動(dòng)，保證了水流的一致性和連貫性，同時(shí)也縮短了魚類的上溯路程，使每?jī)蓧K混凝土擋板5之間形成的池室5-1內(nèi)的水流流態(tài)和流速等水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。
[0024]如圖8所示，上述混凝土擋板應(yīng)用于涵洞式魚道的另一種方法為:在涵洞5內(nèi)部沿涵洞5走向每隔一段距離均勻布置多塊實(shí)施例一的混凝土擋板，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度，每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室5-1內(nèi)以及池室5-1間的流態(tài)和流速分布情況類似于異側(cè)豎縫式魚道的內(nèi)部流場(chǎng)，水流在池室5-1內(nèi)呈反S型流動(dòng)，池室5-1內(nèi)的流速分布較為均勻，溢流孔4和排沙孔3錯(cuò)開排列，對(duì)于整個(gè)涵洞及池室內(nèi)部泥沙的順利排出有較好的水流引導(dǎo)效果，主流速度分布特征明顯，有利于誘導(dǎo)魚類成功上溯，使每?jī)蓧K混凝土擋板5之間形成的池室5-1內(nèi)的水流流態(tài)和流速等水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。
[0025]當(dāng)上游來水的水質(zhì)較為渾濁、水體含沙量較大時(shí)，采用兩個(gè)排沙孔可以增大排沙量，能夠有效防止涵洞池室5-1內(nèi)的泥沙淤積現(xiàn)象。[〇〇26] 涵洞5內(nèi)每?jī)蓧K相鄰的混凝土擋板之間的距離為涵洞5寬度的0.75-1.25倍，優(yōu)選為0.75倍。[〇〇27] 實(shí)施例三如圖9和圖10所示，一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，第一擋板1與第二擋板2—側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板1的高度高于第二擋板2的高度，第一擋板1底部開設(shè)有三個(gè)排沙孔3，三個(gè)排沙孔3分別開設(shè)于靠近第一擋板1兩側(cè)和中間處，第二擋板2頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔4，溢流孔4的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板1的高度為涵洞5高度的20-30%。
[0028]排沙孔3為直徑為10-15厘米的半圓形孔，在排掉淤沙的同時(shí)可以方便小型魚類或其他水生動(dòng)物通過；開設(shè)于第二擋板2中間的溢流孔4為三角形孔，溢流孔4的頂角為90度-120度，使得涵洞式魚道中的魚類可以通過溢流孔4上溯。[〇〇29]第一擋板1和第二擋板2的長(zhǎng)度比為5:3。[〇〇3〇] 如圖11所示，上述混凝土擋板應(yīng)用于涵洞式魚道的方法為:在涵洞5內(nèi)部沿涵洞5 走向每隔一段距離均勻布置多塊實(shí)施例三的混凝土擋板，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為〇度，每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室5-1內(nèi)以及池室間的流態(tài)和流速分布與同側(cè)豎縫式魚道類似，即水流在靠近涵洞右側(cè)壁面流動(dòng)，溢流孔和排沙孔均在同一側(cè)布置，水流在池室內(nèi)呈反S型流動(dòng)，保證了水流的一致性和連貫性，同時(shí)也縮短了魚類的上溯路程，使每?jī)蓧K混凝土擋板5之間形成的池室5-1內(nèi)的水流流態(tài)和流速等水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。
[0031] 如圖12所示，上述混凝土擋板應(yīng)用于涵洞式魚道的另一種方法為:在涵洞5內(nèi)部沿涵洞5走向每隔一段距離均勻布置多塊實(shí)施例一的混凝土擋板，相鄰兩塊混凝土擋板之間的角度為180度，每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室5-1內(nèi)以及池室5-1間的流態(tài)和流速分布情況類似于異側(cè)豎縫式魚道的內(nèi)部流場(chǎng)，水流在池室5-1內(nèi)呈反S型流動(dòng)，池室5-1內(nèi)的流速分布較為均勻，溢流孔4和排沙孔3錯(cuò)開排列，使得小型魚類或水生動(dòng)物的通道呈異側(cè)排列，池室內(nèi)的水流分布更均勻，對(duì)于整個(gè)涵洞及池室內(nèi)部泥沙的順利排出有較好的水流引導(dǎo)效果，主流速度分布特征明顯，有利于誘導(dǎo)魚類成功上溯，使每?jī)蓧K混凝土擋板5之間形成的池室5-1內(nèi)的水流流態(tài)和流速等水力因子達(dá)到過魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。
[0032]當(dāng)上游來水的水質(zhì)較為渾濁、水體含沙量較大時(shí)，采用三個(gè)排沙孔可以增大排沙量，能夠有效防止涵洞池室5-1內(nèi)的泥沙淤積現(xiàn)象，同時(shí)也為小型魚類或水生動(dòng)物的通過提供了多種的可選擇通道，一定程度上提高了涵洞式魚道的過魚效果。[〇〇33] 涵洞5內(nèi)每?jī)蓧K相鄰的混凝土擋板之間的距離為涵洞5寬度的0.75-1.25倍，優(yōu)選為0.75倍。[〇〇34]實(shí)施例四本發(fā)明的混凝土擋板除了用于涵洞式過魚通道中，還可用于仿自然魚道、豎縫式魚道等傳統(tǒng)過魚設(shè)施。[〇〇35]如圖13所示，將實(shí)施例一的混凝土擋板應(yīng)用于防自然魚道中，第一擋板1和第二擋板2的側(cè)面與魚道兩側(cè)的大塊堆石或岸堤的連接采用混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑，魚道的底部可以鋪設(shè)卵石或大塊礫石等材料，這樣不僅可以使魚道水流條件接近自然河流，也可以降低魚道的粗糙度，有利于魚類的上溯。[〇〇36]第一擋板1和第二擋板2為厚度相同的混凝土板，采用混凝土澆筑實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接形成一個(gè)整體擋板，所述混凝土擋板可以現(xiàn)場(chǎng)澆筑安裝，也可做成成品后通過膨脹螺絲安裝到涵洞內(nèi)部，具體的安裝方式可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件而定。[〇〇37] 實(shí)施例五一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，第一擋板1與第二擋板2—側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板1的高度高于第二擋板2的高度，第一擋板1底部開設(shè)有四個(gè)或五個(gè)排沙孔3,第二擋板2頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔4,溢流孔4的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板1的高度為涵洞5高度的20-30%。
[0038]排沙孔3為直徑為10-15厘米的半圓形孔，在排掉淤沙的同時(shí)可以方便小型魚類或其他水生動(dòng)物通過；開設(shè)于第二擋板2中間的溢流孔4為三角形孔，溢流孔4的頂角為90度-120度，使得涵洞式魚道中的魚類可以通過溢流孔4上溯。[〇〇39]第一擋板1和第二擋板2的長(zhǎng)度比為5:3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，其特征在于:第一擋板(1)與第二擋板 (2)—側(cè)連接形成一個(gè)整體擋板，第一擋板(1)的高度高于第二擋板(2)的高度，第一擋板 (1)底部開設(shè)有不多于五個(gè)的排沙孔(3)，第二擋板(2)頂部開設(shè)有一個(gè)溢流孔(4)，溢流孔 (4)的高度和最大寬度均大于魚道中魚類的體高和寬度，第一擋板(1)的高度為涵洞(5)高 度的 20-30%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，其特征在于:排 沙孔(3)為半圓形孔，溢流孔(4)為三角形孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，其特征在于:當(dāng) 排沙孔(3)的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，其開設(shè)于靠近第一擋板(1)外側(cè)處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，其特征在于:當(dāng) 排沙孔(3)的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，分別開設(shè)于靠近第一擋板(1)兩側(cè)處。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高涵洞式魚道過魚效果的混凝土擋板，其特征在于:當(dāng) 排沙孔(3)的數(shù)量為三個(gè)時(shí)，分別開設(shè)于靠近第一擋板(1)兩側(cè)和中間處。6.—種利用上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的混凝土擋板實(shí)現(xiàn)涵洞過魚的方法，其特 征在于該方法為:在涵洞(5)內(nèi)部沿涵洞(5)走向每隔一段距離均勻布置多塊混凝土擋板， 布置于同一涵洞(5)內(nèi)部的各塊混凝土擋板的排沙孔的數(shù)量和位置相同，相鄰兩塊混凝土 擋板之間的角度為0度，使每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室(5-1)內(nèi)的水力因子達(dá)到過魚 要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用混凝土擋板實(shí)現(xiàn)涵洞過魚的方法，其特征在于:涵洞(5) 內(nèi)每?jī)蓧K相鄰的混凝土擋板之間的距離為涵洞(5)寬度的0.75-1.25倍。8.—種利用上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的混凝土擋板實(shí)現(xiàn)涵洞過魚的方法，其特 征在于該方法為:在涵洞(5)內(nèi)部沿涵洞(5)走向每隔一段距離均勻布置多塊混凝土擋板， 布置于同一涵洞(5)內(nèi)部的各塊混凝土擋板的排沙孔的數(shù)量和位置相同，相鄰兩塊混凝土 擋板之間的角度為180度，使每?jī)蓧K混凝土擋板之間形成的池室(5-1)內(nèi)的水力因子達(dá)到過 魚要求，成功實(shí)現(xiàn)涵洞的過魚通道功能。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用混凝土擋板實(shí)現(xiàn)涵洞過魚的方法，其特征在于:涵洞(5) 內(nèi)每?jī)蓧K相鄰的混凝土擋板之間的距離為涵洞(5)寬度的0.75-1.25倍。
【文檔編號(hào)】E02B8/08GK106013010SQ201610343540
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】胡曉, 石小濤, 王繼保
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué)