本发明涉及过鱼建筑物技术领域，尤其涉及一种鱼道进口布置方式，在该布置方式下形成的布置结构，以及应用该结构的鱼道。
背景技术：
河流上修建的闸坝等水利工程在为人类带来巨大经济和社会效益的同时，也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、河流生物多样性和生态系统产生不利影响。鱼道是在闸坝等水利工程或天然障碍物处为沟通鱼类洄游通道而设置的过鱼建筑物。鱼道主要包括鱼道进口、鱼道槽身及鱼道出口，其中鱼道进口布置是鱼道设计中非常关键的部分，如何使洄游鱼类较快地在几百米甚至上千米宽的河道中顺利找到鱼道入口，是鱼道能够发挥其过鱼效能的前提保证。对于鱼道进口布置除了要求进口处的流速、流态等水力特性除满足鱼类洄游要求的同时，进口附近还需有一定宽度的适宜洄游带，以保证来自下游的洄游鱼类顺利达到鱼道进口。
目前，为了解决上述问题，已经授权的发明专利cn104088261b提出了一种利用射流诱鱼的方法与系统，其中具体公开了“一种沿河岸布置，并于河岸有一定角度的鱼道，通常这种鱼道与河岸的角度应当小于40度，即与河岸成40度角倾斜的鱼道进口”，虽然该发明专利也涉及斜向鱼道进口，但是斜向鱼道进口位于河岸内，并未伸出河岸。这种布置下为保证进口处有适宜的适宜洄游带和进口吸引流，需要另外设置拦鱼射流管和诱鱼射流管，施工复杂，且后期鱼道运行过程中操作繁琐。
另外，已经授权的发明专利cn106192935b提出了一种鱼道进口处河道流场的调整方法和系统，其中具体公开了“流场调整设施为分流墙，分流墙的纵向轴线与河道流向呈一定的角度”，虽然该发明专利也涉及斜向鱼道进口，但是斜向鱼道进口同样位于河岸内，在建设鱼道的基础上，还需在进口上游处建设额外的分流墙，施工难度大，制造成本较高。
技术实现要素：
本发明的第一目的是，提供一种鱼道进口布置方式，利用伸出河岸的鱼道进口对电站尾水进行挑流，实现对鱼道进口的掩护作用，进而在鱼道进口的下游营造一个适宜洄游带；
本发明的第二目的是，提供一种鱼道进口布置结构，减少施工工序，使施工方便，进而降低了成本；
本发明的第三目的是，提供一种鱼道，增加鱼道的过鱼效率，方便鱼道运行。
为实现上述第一目的，本发明提供如下技术方案：
一种鱼道进口布置方式，所述布置方式由自身的过鱼结构向外延伸形成鱼道进口，所述鱼道进口斜向伸出河流沿岸，并斜向伸入到电站尾水，利用伸出河岸的鱼道进口对电站尾水进行挑流，实现对鱼道进口的掩护作用，进而在鱼道进口的下游营造一个适宜洄游带。再结合鱼道进口补水，产生具有较好吸引特性的适宜洄游带，便于鱼类聚集并进入鱼道。
为实现上述第二目的，本发明提供如下技术方案：
一种鱼道进口布置结构，所述的鱼道进口布置结构由上述鱼道进口布置方式形成。进一步的，所述布置结构包括鱼道槽身两侧的翼墙向外延伸形成的掩护墙。掩护墙与鱼道槽身一体设置，施工方便；同时掩护墙就相当于现有技术中的分流墙，分流墙是这样设置的，在鱼道进口的上游位置单独进行设置，需要多个工序才能完成。本方案的掩护墙在进行鱼道槽身建设的时候就能够附带进行建筑，相比现有技术，施工工序减少，施工方便了。
进一步，更为具体对掩护墙进行描述，所述掩护墙包括一迎水面墙和一背水面墙，所述迎水面墙和背水面墙之间形成流道，该流道是洄游鱼类游动的通道；另外需要说明的是，鱼道进口包括迎水面墙、背水面墙以及由迎水面墙和背水面墙之间形成的流道。
进一步的，所述流道内的水流流向与电站尾水的水流流向呈一定的夹角α，所述夹角0＜α＜90°。本技术方案设置该夹角α，便于洄游鱼类区分从流道流出的吸引流和电站尾水的水流，能更快捷的找到适宜洄游带。优选夹角α为30°≤α≤60°，为了达到更好的辨识效果，在优选角度区间内进行选择。
进一步地，鱼道进口伸出河岸4的长度l尽量不超出紧邻岸侧发电机组出水口的宽度，以免对电站尾水产生较大的阻水影响。
进一步地，所述迎水面墙的起始端靠近电站厂房设置，能够实现更好的诱鱼效果。
进一步地，优选所述迎水面墙的终止端的端面与所述背水面墙的终止端的端面相平齐。在确保补水量的前提下，能实现进行一个相对较大的通道进鱼。再者优选所述迎水面墙所在的平面与背水面墙所在的平面之间呈一定的夹角β，所述夹角0°≤β＜90°。
为实现上述第三目的，本发明提供如下技术方案：
本发明还提供一种鱼道，包括上述的鱼道进口布置结构。增加鱼道的过鱼效率，方便鱼道运行。
本发明相比较现有技术产生的有益效果是：
1)本发明提出的鱼道进口布置方式由自身的过鱼结构向外延伸形成鱼道进口，可以不用修建其他的诱鱼设施，比如说拦鱼射流管和诱鱼射流管等设施，就能保证鱼道进口处有适宜的适宜洄游带和进口吸引流，从而减少了施工工序，相应的减少了施工成本，同时方便了鱼道进口建设完成以后的维护运行。
2)本发明利用伸出河岸的鱼道进口对电站尾水进行挑流，实现对鱼道进口的掩护作用，进而在鱼道进口的下游营造出一个较大较宽，且流速相对较小的能满足鱼类洄游水流条件的适宜洄游带。
3)本发明利用掩护墙使从电站厂房流出的电站尾水改变流向，靠近河流中心流动，而远离鱼道进口的位置，使鱼道进口处的水流相对流速减小，然后补水系统以满足鱼类洄游水流条件为标准进行补水，形成鱼道进口处的吸引流。使鱼道进口处的吸引流与电站尾水容易区分，洄游鱼类更容易找到鱼道进口。
附图说明
图1为本发明鱼道进口布置的实施示意图；
图2为图1中a处的放大图；
图3为本发明鱼道进口布置的标注示意图。
图中：掩护墙1，迎水面墙11，背水面墙12，流道13，鱼道槽身2，适宜洄游带3，河岸4，电站厂房5，电站尾水6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一：
请同时参阅图1-3，本实施例提供一种鱼道进口布置方式，该鱼道进口布置方式由自身的过鱼结构向外延伸形成鱼道进口，鱼道进口与过鱼结构一体建筑，过鱼结构优选鱼道。该鱼道进口斜向伸出河岸4，并斜向伸入到电站尾水6，其主要是利用伸出河岸4的鱼道进口对电站尾水6进行挑流，实现对鱼道进口的掩护作用，进而在鱼道进口的下游营造出一个较大较宽，且流速相对较小的能满足鱼类洄游水流条件的适宜洄游带3(注：电站下泄尾水一般流速较大，容易将洄游的鱼类带走)，再结合鱼道进口补水，产生具有较好吸引特性的适宜洄游带3，便于鱼类聚集并进入鱼道。
通过采用本发明的上述方案，可以不用修建其他的诱鱼设施，比如说拦鱼射流管和诱鱼射流管等设施，就能保证鱼道进口处有适宜的适宜洄游带3和进口吸引流，从而减少了施工工序，相应的减少了施工成本，同时方便了鱼道进口建设完成以后的维护运行。
本发明实施例二：
请同时参阅图1，图2和图3，本实施例提供一种利用实施例一的布置方式所形成的鱼道进口布置结构，该布置结构包括鱼道槽身2两侧的翼墙向外延伸形成的掩护墙1，利用掩护墙1使从电站厂房5流出的电站尾水6改变流向，靠近河流中心流动，而远离鱼道进口的位置，使鱼道进口处的水流相对流速减小，然后补水系统以满足鱼类洄游水流条件为标准进行补水，形成鱼道进口处的吸引流。吸引流的流速相比原河道电站尾水6的流速，流速较小，适合鱼儿聚集与此。由于吸引流与电站尾水6的流速不同，使鱼道进口处的吸引流与电站尾水6容易区分，洄游鱼类更容易找到鱼道进口。
掩护墙1包括一堵迎水面墙11和一堵背水面墙12，迎水面墙11直接与电站尾水6接触，对电站尾水6进行阻挡，为在鱼道进口的下游位置形成适宜的适宜洄游带3提供前提条件，背水面墙12与迎水面墙11之间形成流道13，即洄游鱼类的通道。
为了起到更好的阻挡，改变原始河道内电站尾水6的水流方向，迎水面墙11的高度自水底高出水平面，将水流隔开。背水面墙12可以与迎水面墙11高度一致，高出水平面，也可以比迎水面墙11的高度低，更甚者背水面墙12低于水平面。当背水面墙12低于水平面的时候，相当于增大了鱼道进口的面积，方便鱼类进入鱼道。优选背水面墙12的上端面为斜面，即背水面墙12平行于面壁的横截面为梯形。
另外，流道13内的水流流向与电站尾水6的水流流向呈一定的夹角α，夹角α为0＜α＜90°，优选30°≤α≤60°之间为宜。排除流道13内的水流流向与电站尾水6的水流流向平行或者垂直这两种情况，也就是α为0°，和α为90°的两种情况。当流道13内的水流流向与电站尾水6的水流流向平行，即鱼道进口轴线与电站尾水6的水流流向平行，α为0°时，无法对电站尾水6产生一定的挑流作用，从而在鱼道进口下游营造较大宽度适宜洄游带3，引导洄游鱼类自河道下游至鱼道进口处。当流道13内的水流流向与电站尾水6的水流流向垂直，即鱼道进口轴线与电站尾水6的水流流向垂直，α为90°时，电站尾水6会封住鱼道进口，虽然流道13内有水流，但该水流较电站尾水6流速明显要小，难以顶冲出电站尾水6形成有效的吸引流。
通过上述方案，在鱼道进口处，使流道13内的水流流向与电站尾水6的水流流向呈一定角度，能够使得洄游鱼类更容易识别进口吸引流，顺利进入鱼道内部，增强鱼道进口的诱鱼效能。
另外，将迎水面墙11靠近河岸4的一端定义为起始端，迎水面墙11的起始端靠近电站厂房5设置，电站厂房5的下游有尾水渠，因为洄游鱼类比较喜欢找寻水源较多的尾水渠，但是尾水渠的水流流速又较快，鱼类无法常驻于此，会向周边展开搜寻，找到适宜停驻的适宜洄游带3。所以迎水面墙11的起始端紧贴尾水渠设置，通过尾水渠的引导，让洄游鱼类能很快找到适宜洄游带3，从而快速进入流道13内。
本实施例的另外的一种实施方式，同样将背水面墙12靠近河岸4的一端定义为起始端，迎水面墙11的终止端的端面和背水面墙12的终止端的端面相平齐，即鱼道进口的宽度与鱼道槽身2的宽度一致，在这种情况下，能够需要较小的补水量，因此可以简化补水系统。
再者，迎水面墙11的终止端的端面和背水面墙12的终止端的端面不平齐，背水面墙12的终止端相比迎水面墙11的终止端的端面可以稍微短些，相当于增大鱼道进口的宽度，有利于吸引洄游鱼类进入。但也不宜过短，即鱼道进口宽度不宜过大，因为宽度越大，为保证流道内的水流流速达到要求，需要的补水量就大。
本发明实施例三：
本实施例是在上述实施例二的基础上进行的具体优化，设定迎水面墙11垂直高度的尺寸为长度，迎水面墙的长度设为a，鱼道进口伸出河岸4的长度设为l。以迎水面墙的长度a为斜边，鱼道进口伸出河岸4的长度l为底边，电站尾水6的水流流向为高构成一个直角三角形。为了使鱼道进口下游能营造出一个较宽的，水流流速较缓慢的适宜洄游带3，优选鱼道进口伸出河岸4的长度l不应该小于2倍的鱼道槽身2的宽度d，尽量不超出紧邻岸侧发电机组出水口，以免对电站尾水6产生较大的阻水影响。同时迎水面墙的长度a也不宜过长，随着鱼道进口伸出河岸4的长度l进行对应的变化。
本发明实施例四：
本实施例是对上述实施例三的进一步优化，迎水面墙11所在的平面与背水面墙12所在的平面之间呈一定的夹角β，具体而言，就是背水面墙12相对于迎水面墙11倾斜设置，优选迎水面墙11所在的平面与背水面墙12所在的平面之间的夹角β为0°，此时，迎水面墙11鱼与背水面墙12相互平行，且迎水面墙11鱼与背水面墙12之间的距离与鱼道槽身2的宽度相等。除了这种情况，背水面墙12相对于迎水面墙11倾斜设置之后，相当于增大了鱼道进口的宽度，虽然有利于吸引洄游鱼类进入，但是鱼道进口宽度越大，为保证流道内的水流流速达到要求，需要的补水量就大。因此迎水面墙11所在的平面与背水面墙12所在的平面之间的夹角在0°≤β＜90°内选择，尽可能在远离0°到90°的范围内选择，即迎水面墙11鱼与背水面墙12趋于平行。
本发明实施例五：
本实施例是对上述实施例四的改进，为了适应不同季节，不同水流量的要求，确保迎水面墙11的阻挡作用，可以增加迎水面墙11的厚度，一般情况下优选迎水面墙11的的厚度与鱼道槽身2两侧的翼墙厚度一致。
本发明实施例六：
本发明提供一种鱼道，该鱼道包括上述的鱼道进口布置结构，相比现有技术，增加鱼道的过鱼效率，方便鱼道运行。
本发明相比现有技术，将迎水面墙11(类似于现有技术中的分流墙)的起始端与河岸4保持一定距离，且根据目标鱼类的种类可以在不小于1米的范围内选择。这种设置，在鱼道进口处会形成至少两个不同流速的水流，再加上吸引流，至少有三个流速不同的水流，流速不一样的水流会对洄游鱼类造成干扰，导致洄游鱼类很难区别吸引流，诱鱼效能较差。
另外，本发明相对于现有技术中将迎水面墙11(类似于现有技术中的分流墙)的起始端与河岸4保持一定距离，本发明则是利用鱼道进口自身的过鱼建筑物即鱼道，延伸出去形成掩护墙1，通过调整掩护墙1从而营造出适宜洄游带3，不需增加额外的建筑物，减少施工工序和施工难度，从而降低了施工成本。
本实例采用的所有参数均经过数值模拟计算与试验研究优化所得。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围，简而言之，其保护范围由权利要求及其等同物限定。
1.一种鱼道进口布置方式，其特征在于：所述布置方式由自身的过鱼结构向外延伸形成鱼道进口，所述鱼道进口斜向伸出河岸(4)，并斜向伸入到电站尾水(6)中，伸出河岸(4)的鱼道进口对电站尾水(6)进行挑流，进而在鱼道进口的下游营造一个适宜洄游带(3)。
2.一种鱼道进口布置结构，其特征在于：所述的鱼道进口布置结构由权利要求1所述的鱼道进口布置方式形成。
3.根据权利要求2所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：所述布置结构包括鱼道槽身(2)两侧的翼墙向外延伸形成的掩护墙(1)。
4.根据权利要求3所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：所述掩护墙(1)包括一迎水面墙(11)和一背水面墙(12)，所述迎水面墙(11)和背水面墙(12)之间形成流道(13)。
5.根据权利要求4所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：所述流道(13)内的水流流向与电站尾水(6)的水流流向呈一定的夹角α，所述夹角0＜α＜90°，优选30°≤α≤60°。
6.根据权利要求3所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：鱼道进口伸出河岸(4)的长度l不大于紧邻岸侧发电机组的出水口宽度。
7.根据权利要求6所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：所述迎水面墙(11)的起始端靠近电站厂房(5)设置。
8.根据权利要求7所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：所述迎水面墙(11)的终止端的端面与所述背水面墙(12)的终止端的端面相平齐。
9.根据权利要求8所述的鱼道进口布置结构，其特征在于：所述迎水面墙(11)所在的平面与背水面墙(12)所在的平面之间呈一定的夹角β，所述夹角0°≤β＜90°。
10.一种鱼道，包括上述权利要求2-9任一项所述的鱼道进口布置结构。
技术总结