水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置及其提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法与流程
本发明涉及过鱼设施水力学，具体涉及水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置及其提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法。
背景技术：
1、竖缝式鱼道是国内外应用最广泛的过鱼设施之一，其效能效果好、能适应较大范围的上下游水位变幅、布置较为灵活，通过调整池室结构可以营造不同水流环境以满足不同过鱼对象，且运行期间维护简单、运营成本相对较低，因而在国内外得到广泛应用。
2、由于竖缝式鱼道省水的特点，鱼道流量往往较小，而鱼道进口往往与池室等宽或呈喇叭口，且外侧通常连接宽阔水域，水流急速扩散，水流流速急速减小，很难形成对鱼类产生吸引的诱鱼水流。尤其是进口水位较高，水深较大时，进口处诱鱼水流流速偏小，无法达到诱鱼必要的感应流速，从而无法对鱼类形成有效吸引，严重影响过鱼效率。
3、现阶段在下游水位变幅较大时为满足进口段水流条件，往往采用多进口方案，使得其中单一进口的水位变幅缩小，进出口水深差异减小。但多进口方案布置较为复杂，施工难度大，运行期间调度维护管理成本高，且多进口切换期间，进口段流态较为混乱，十分不利于鱼类顺利上溯。此外部分工程中采用增加额外补水设施，通过引入对鱼道进口附近
4、因此，如何改善大水位变幅下鱼道进口诱鱼水流条件，是过鱼设施设计和科研人员非常关注的一个问题。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置及其提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法，可以有效解决背景技术中的问题。
2、为实现上述目的，本发明采取的其中一个技术方案为：水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置，该装置布置于鱼道进口闸门处，该装置利用鱼道进口水位变化，调节闸门开度，控制鱼道进口诱鱼水流流速，改善了进口段上溯条件，其装置包括：
3、两个闸墙1，用于为该装置提供安装基础，其位于鱼道进口河道两侧；
4、分体式闸门2，其位于两个闸墙1之间；
5、两组浮力传动系统3，通过浮体上下运动，实现传动；
6、其中，各组浮力传动系统3与相对应的分体式闸门2相连，通过浮力传动系统3的带动，实现分体式闸门2的开闭。
7、进一步的，每组所述浮力传动系统3包括：
8、至少两个传动滑轮301，其分别竖直安装在闸墙1上；
9、钢缆302，套装在传动滑轮301上；
10、竖向水井303；
11、水力浮筒304，其位于竖向水井303内，且于钢缆302相连；
12、拉绳305，其一端连接在位于下方的传动滑轮301上，另一端固定连接在分体式闸门2上；
13、其中，当鱼道进口水位上升时，使水力浮筒304上浮，通过带动两个传动滑轮301转动，进而带动分体式闸门2的闸门开度减小；
14、当鱼道进口水位下降时，使水力浮筒304下浮，通过带动两个传动滑轮301转动，进而带动分体式闸门2的闸门开度增大。
15、本发明采取的其中另一个技术方案为：提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法，该方法应用于上述的水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置。
16、进一步的，该方法包括：
17、s1、鱼道流量为q，鱼道进口闸墙宽度为b，进口水深为h0时，进口水流平均流速为
18、s2、当进口水位抬高δh时，进口平均水流流速降低至
19、s3、鱼道进口水位上升时，使水力浮筒304上浮，通过带动两个传动滑轮301转动，进而带动分体式闸门2的闸门开度减小，此时，在传动比n:1驱动，闸门开度由b减小至进口平均水流流速
20、s4、与未采用自适应鱼道进口闸门结构时进口平均流速相比，
21、
22、s5、当时，v2≥v0，可以保证进口水深增大时，进口断面平均流速不小于原水深断面平均流速。
23、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
24、(1)通过设置自适应进口闸门，将竖缝式鱼道进口闸门断面面积控制在合理范围内，有效提高了鱼道进口诱鱼水流流速，与常规鱼道进口闸门相比，诱鱼水流流速可显著提高，显著改善了进口段上溯条件；(2)通过自适应进口闸门，较多进口布置方法，场地条件要求更低，运营维护成本更小，避免了多进口切换过程中鱼类上溯路径混乱的问题，显著降低了鱼道布置难度和施工难度。
技术特征：
1.水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置，其特征在于：该装置布置于鱼道进口闸门处，该装置利用鱼道进口水位变化，调节闸门开度，控制鱼道进口诱鱼水流流速，改善了进口段上溯条件，其装置包括：
2.根据权利要求1所述的水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置，其特征在于：每组所述浮力传动系统(3)包括：
3.提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法，其特征在于：该方法应用于权利要求1-2任意一项所述的水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置。
4.根据权利要求3所述的提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法，其特征在于：该方法包括：
技术总结
本发明公开了水力驱动的自适应鱼道进口闸门装置及其提高鱼道进口的诱鱼水流流速的方法，涉及过鱼设施水力学技术领域，通过设置自适应进口闸门，将竖缝式鱼道进口闸门断面面积控制在合理范围内，有效提高了鱼道进口诱鱼水流流速，与常规鱼道进口闸门相比，诱鱼水流流速可显著提高，显著改善了进口段上溯条件；通过自适应进口闸门，较多进口布置方法，场地条件要求更低，运营维护成本更小，避免了多进口切换过程中鱼类上溯路径混乱的问题，显著降低了鱼道布置难度和施工难度。
技术研发人员：梁砚,王鑫,李君涛,王曦,辛玮琰,金辉,刘哲,肖章玲
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23