本发明涉及水利水电生态保护,特别是一种具备多生态功能的丁坝及其运行方法。
背景技术:
1、丁坝是河道整治工程中常见的水工构筑物。在河流中修建丁坝能够显著改变其周围的水流结构,通过河流两岸构造适宜的丁坝组合,可增加河流流速、流向和水深的多样性,起到净化水质、营造生物栖息地和生态修复等效果。
2、丁坝在调节水流、鱼类保护方面的现有技术较为成熟,如公开号为cn205134269u的专利“一种山区河流水生态丁坝”包括坝头、坝体和坝根,在迎水面和背水面设置了菱形架层和铺砖层,将铺砖层设计为下端有凹槽的空心砖,空心砖外表四壁设有多个通孔,该丁坝减弱了坝头的扰流,阻断坝头下潜流,便于鱼类构筑鱼巢。又如公开号为cn207419370u的专利“一种诱鱼丁坝”,将鱼道入口置于末端丁坝的下方,丁坝两侧坝坡设为结题,并配置土壤和植物,改善了水流条件,吸引了鱼类栖息,提高了鱼道进口处诱集鱼的效果。
3、鱼类的关键栖息生境通常包括产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道等“三场一通道”。现有鱼类栖息生境改造技术中,已有通过保留鱼道下游河段的天然底质提高鱼类找到鱼道进口、洄游过坝的案例,如四川大渡河枕头坝二级水电站坝下2.6km长的疏浚河段中,保留了从右岸开挖起点至防洪堤坡脚间不小于10m的原生卵砾石底质河床,为以卵砾石基质为主要栖息条件的过鱼目标提供了集群、上溯的条件,提高了鱼类找到右岸鱼道进口并上溯过坝的效率。然而,已有天然底质保留方法仅能为单一鱼类提供上溯底质条件,且只考虑了鱼类繁殖洄游季节的生态需求,未结合丁坝的控水调流技术提高非繁殖洄游季节的鱼类栖息生境条件。另外,现有丁坝技术仅能单纯的为鱼类提供诱导水流和栖息条件,尚无提供鱼类多种生态需求、多种生境条件的技术。因此,结合鱼类繁殖期和非繁殖期的各自生态需求,创新具有多生态功能的鱼类生境保护结构和运行方法,在水利水电鱼类保护领域具有长远的应用价值和推广意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种具备多生态功能的丁坝及其运行方法,目的在于至少解决一个背景技术中提及的现有技术存在的技术问题。
2、本发明提供如下技术方案,实现上述目的:
3、一种具备多生态功能的丁坝,包括河道,河道内设置有支流大坝,支流大坝的一侧设置有支流鱼道,其特征在于:所述支流鱼道的支流鱼道进口侧的岸坡上设置有若干排平行设置的生态丁坝,且生态丁坝布置在变动回水线带范围内,生态丁坝包括与岸坡连接的坝根,坝根远离岸坡的一侧设置有坝身,坝身沿水流高度方向均匀划分为若干层,每层呈翻板设置,翻板的表面设置有生态基质。
4、更进一步的,所述坝身沿水流高度方向划分为上层坝身,中层坝身和下层坝身,上层坝身的表面设置有水生植物基质,中层坝身的表面设置有卵砾石基质,下层坝身的表面设置有泥沙基质。
5、更进一步的,所述下层坝身表面布置若干重力旋转轴,重力旋转轴上悬吊设置有重力旋转槽,重力旋转槽为槽式结构且槽中设置有泥沙基质,重力旋转槽受重力旋转轴独立控制旋转。
6、更进一步的,所述若干排平行设置的生态丁坝之间的间隔距离等于翻板的宽度。
7、更进一步的,所述若干排平行设置的生态丁坝的每层翻板沿上游向下游方向逐渐降低设置。
8、更进一步的,所述每层翻板内贯通设置有转轴,转轴的一端转动连接坝根,转轴的另一端转动连接固定杆。
9、更进一步的,所述固定杆上设置有电机。
10、更进一步的,所述生态丁坝与岸坡的夹角大于0°且小于90°设置。
11、有益效果
12、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
13、1.创新多重生态效益的生态丁坝结构;本发明充分发挥传统丁坝具备控水调流的优势,将丁坝改造为可以翻转的结构,当鱼类繁殖期间,将丁坝改造为从下游至上游具有一定坡度的洄游通道,辅助鱼类在靠鱼道侧的下游河段找到适宜的洄游路线和鱼道进口,增加鱼类洄游过坝的效率;当非鱼类繁殖期间,将丁坝坝身沿旋转轴转至还原状态,继续发挥丁坝的阻水控水调流作用,在局部空间为鱼类提供水流丰富多样的栖息条件,如在丁坝上游段、支流大坝下游段水流较急段,可为喜急流环境的鱼类提供适宜的水流条件;在各个坝身之间形成的局部缓流水湾,可为喜缓流条件的鱼类提供适宜的水流条件。本发明通过生态丁坝结构的灵活变换,实现了辅助洄游和传统调流的多生态效益。
14、2.创建多目标保护物种的综合适宜生境;本发明将丁坝坝身划分为可以翻转的多层结构,分别为多种繁殖栖息生态需求的鱼类提供了适宜生境,如当处在鲤、鲫等繁殖洄游期时,通过电机旋转坝身相互衔接成整体板块、并在水体中保持一定的坡度,为鱼类上溯提供适宜的底坡坡度和繁殖附着条件;本发明旨在为多种不同鱼类物种、不同时期、不同类型生态需求提供适宜的栖息条件,既提高了鱼类找到鱼道进口、洄游过坝的效率,又提升了局部河段鱼类索饵、躲避等综合生态需求的生境质量。
15、3.充分利用和调控变动回水带的复杂水流条件;水库变动回水带是水库常年库区至库尾之间的河段,具备独特的“河-库”两相复合生境特征,在高水位时期,变动回水带水位上升、水流缓慢;在低水位时期,变动回水带水位下降,水流较急,总体上呈现出天然河流流水生境向人工湖库缓流生境过渡的复合生境特征,水流条件较为紊乱和复杂;鱼类要上溯找到支流鱼道进口,必须经过变动回水水域,而为了改善变动回水水域的鱼类生境条件,本发明通过可灵活变化的生态丁坝结构对水域水流条件进行适当优化调整,保障在高水位、低水位期间,该水域的水流均能处在丁坝的调控范围内,进一步保障了鱼类上溯和栖息的优良环境。
1.一种具备多生态功能的丁坝,包括河道(6),河道(6)内设置有支流大坝(2),支流大坝(2)的一侧设置有支流鱼道(52),其特征在于:所述支流鱼道(52)的支流鱼道进口(53)侧的岸坡(7)上设置有若干排平行设置的生态丁坝(4),且生态丁坝(4)布置在变动回水线带(3)范围内,生态丁坝(4)包括与岸坡(7)连接的坝根(46),坝根(46)远离岸坡(7)的一侧设置有坝身,坝身沿水流高度方向均匀划分为若干层,每层呈翻板设置,翻板的表面设置有生态基质。
2.根据权利要求1所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述坝身沿水流高度方向划分为上层坝身(43),中层坝身(44)和下层坝身(45),上层坝身(43)的表面设置有水生植物基质(48),中层坝身(44)的表面设置有卵砾石基质(49),下层坝身(45)的表面设置有泥沙基质(410)。
3.根据权利要求2所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述下层坝身(45)表面布置若干重力旋转轴(413),重力旋转轴(413)上悬吊设置有重力旋转槽(412),重力旋转槽(412)为槽式结构且槽中设置有泥沙基质(410),重力旋转槽(412)受重力旋转轴(413)独立控制旋转。
4.根据权利要求1所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述若干排平行设置的生态丁坝(4)之间的间隔距离等于翻板的宽度。
5.根据权利要求1所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述若干排平行设置的生态丁坝(4)的每层翻板沿上游向下游方向逐渐降低设置。
6.根据权利要求1所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述每层翻板内设置有转轴(411),转轴(411)的一端转动连接坝根(46),转轴(411)的另一端转动连接固定杆(47)。
7.根据权利要求5所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述固定杆(47)上设置有电机(42)。
8.根据权利要求1所述具备多生态功能的丁坝,其特征在于:所述生态丁坝(4)与岸坡(7)的夹角大于0°且小于90°设置。
