【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種取水明渠內魚類資源回收的輔助設施和方法，是一種用于電廠取水過程中保護魚類生態的水工工程和方法，是一種減少明渠取水對魚類資源影響，降低取水卷載、卷塞及核電冷源風險的措施，以提高取水工程運行的安全性和環境友好性，是一種考慮魚類行為特點、取水流場分布規律等因素的環境友好型取水明渠內魚類資源回收的輔助設施和方法。
技術介紹
1、近幾年發生多起核電站取水口堵塞事件，造成堵塞的生物包括經濟性魚類、水母、藻類等，該類事件迫使核電站停機、停堆或降功率運行，造成了巨額的經濟損失，更重要的是，嚴重威脅了核電運行的安全性。同時，在生態文明建設蓬勃發展的背景下，核電運行的生態影響已成為行業發展中被廣泛關注的重點，核電取水對生物，尤其是對魚類資源的損害，影響了核電與海洋環境的和諧發展。核電取水對魚類影響的研究開始于20世紀70年代，研究表明：魚類進入核電取水系統后，存活率較低，死亡率較高，直接導致了取水造成魚類資源的損失。如美國的bay?shore核電廠運行機組總功率為631mw，取水量為33m3/s，監測結果表明，電廠每年卷塞成魚4.6×107條，大多是翡翠閃光魚和鰶。目前主要采取降低取水流速、減少取水量、在取水口外圍設置屏障網等方式減少取水對魚類資源的影響，但在取水明渠內沒有設置相應的設施對已經進入明渠的魚類資源進行回收，以減少取水對魚類的影響。
2、核電廠在保障冷源安全的同時，需在取水過程中保護海洋生物，減少取水導致的生物損失。目前，現有的大部分核電廠忽視了取水設施對魚類的影響，部分核電廠逐步開展取水卷塞魚類生物量的記
技術實現思路
1、為了克服現有技術的問題，本專利技術提出了一種取水明渠內魚類資源回收的輔助設施和方法。所述的設施和方法在取水明渠入水口一側設置引誘流道以及誘導水流，將誤入取水明渠的魚類吸引至專門設置的引誘流道，用引誘流道將魚類引導至取水明渠之外的穩流水域中，并或引導或捕撈，將穩流水域中的魚類放歸自然水域中。
2、本專利技術的目的是這樣實現的：一種取水明渠內魚類資源回收的輔助設施，包括：設置在取水明渠一側側壁的引誘流道入口，所述的引誘流道內設置為斜坡，斜坡的低端在取水明渠內，斜坡的高端在取水明渠外；在所述斜坡的高端設置流入引誘流道的誘導水流；所述的引誘流道的出口與一片穩流水域連接，所述的穩流水域中設有放歸裝置，所述的引誘流道入口下游設置攔截網。
3、進一步的，所述的誘導水流流向與取水明渠內的水流方向大于等于90度。
4、進一步的，所述的取水明渠包括形成直線段渠道的兩道平行的側壁，所述直線段渠道端部設有90度彎頭，使取水明渠的進口與一側側壁平行，所述引誘流道的進口設置在取水明渠回流區一側距離取水明渠的進口2-3個進口寬度的位置，所述垂直于取水明渠的誘導水流能夠貫穿取水明渠中的回流區。
5、進一步的，所述的引誘流道的斜坡坡度小于1:10，寬度不宜超過5m，水深不宜低于0.5m。
6、進一步的，所述的誘導水流的流量為取水明渠中水流流量的1/15。
7、進一步的，所述的放歸裝置為引導魚道。
8、進一步的，所述的放歸裝置為捕撈器。
9、一種使用上述設施的取水明渠內魚類資源回收的輔助方法，所述方法的步驟如下：
10、步驟1，建立取水水域三維流場模型：建立包括取水明渠在內的取水水域三維流場模型，獲取取水水域地形、環境水流條件、岸線特征，以及取水明渠的設計尺寸、取水流量、取水流速、取水深度，建立取水流場模型，劃分計算網格，確定流場模擬的邊界條件、初始條件并選擇合適的計算參數，模擬包含取水明渠以及取水影響水域在內的流場變化；流場計算控制方程如下：
11、
12、其中：u為時均速度，t為時間，p為壓力，ρ為水體密度，μeff為湍動有效粘度，k為湍動能，i為二階單位張量，αk為湍動能普朗特數，ε為湍動耗散率，αε為湍動耗散率普朗特數，gk為平均速度梯度引起的湍動能產生項，c1ε和c2ε為常數系數；
13、步驟2，基于物理模型實驗結果驗證流場模型：在室內建立對應的正態比尺物理模型，測量明確內各特征斷面或特征點的流速、流向，與數學模型的模擬結果進行對比驗證，計算值與實測值符合較好，即構建的數學模型能夠反映取水明渠內流場分布基本特征，可據此開展明渠內魚類資源回收設施設置位置、誘導水流流量及構型尺寸等的確定；
14、步驟3，引誘流道位置選擇：基于流場分布分析，結合進入明渠內魚類游泳能力和行為特點，選擇在明渠內回流區中心流速較低，回流較薄弱區域的近岸位置布設引誘流道入口，引誘流道出口可設置在明渠外部近岸位置流速較緩，水流穩定的穩流區域，以作為放歸前魚類暫存位置；
15、步驟4，引誘流道的構型、尺寸及誘導水流流量設置：基于流場分布分析，結合進入明渠內魚類游泳能力和行為特點，引誘流道內流速、呈現的流態，綜合確定引誘流道設置的構型、尺寸及誘導水流流量；
16、步驟5，改造物理模型試驗進一步復核流場：根據步驟4提出的引誘流道推薦方案，改造步驟2中的物理模型，在明渠內對應的位置增設引誘流道及供水系統，利用物理模型試驗進一步開展流場研究和分析，復核魚類資源回收設施的適宜性；
17、步驟6，輔助性攔截設施設置：根據明渠內流場分析結果，在明渠內的引誘流道入口下游，水流較為均勻、且流速較小之處增設輔助性攔截網，攔截網宜全斷面布置，促使魚類在順網游動的過程中更易于尋找到引誘流道入口；
18、步驟7，誘魚回收過程：開啟引誘流道，在引誘流道入口形成穿透明渠內水流回流區至主流區的射流，利用魚類的逆流游動特性引導主流區及回流區中的魚類向引誘流道入口聚集，進而進入引誘流道，并利用引誘流道中的斜坡形成流速均勻漸變的穩定逆向流場，引誘魚類逆流進入引誘流道出口的穩流水域，再通過放歸裝置將穩流水域中的魚類放歸至明渠外的自然水域。
19、本專利技術的優點和有益效果是：本專利技術在取水明渠入水口一側設置引誘流道以及誘魚水流，將誤入取水明渠的魚類吸引至專門設置的回收輔助設施，用該設施將魚類引導至取水明渠之外的穩流水域中，并或引導或捕撈，將穩流水域中的魚類放歸明渠外的自然水域。本專利技術將大量誤入取水明渠的魚類通過誘導的方式引導出明渠，即保護了魚類，也使取水明渠避免了由于吸入大量魚類而造成堵塞，引發電站停機事故，從而避免了巨額的經濟損失，更重要的是，保證了電廠的運行安全。
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1.一種取水明渠內魚類資源回收的輔助設施，包括：設置在取水明渠一側側壁的引誘流道入口，所述的引誘流道內設置為斜坡，斜坡的低端在取水明渠內，斜坡的高端在取水明渠外；在所述斜坡的高端設置流入引誘流道的誘導水流；所述的引誘流道的出口與一片穩流水域連接，所述的穩流水域中設有放歸裝置，所述的引誘流道入口下游設置攔截網。
2.根據權利要求1所述的回收設施，其特征在于，所述的誘導水流流向與取水明渠內的水流方向大于等于90度。
3.根據權利要求2所述的回收設施，其特征在于，所述的取水明渠包括形成直線段渠道的兩道平行的側壁，所述直線段渠道端部設有90度彎頭，使取水明渠的進口與一側側壁平行，所述引誘流道的進口設置在取水明渠回流區一側距離取水明渠的進口2-3個進口寬度的位置，所述垂直于取水明渠的誘導水流能夠貫穿取水明渠中的回流區。
4.根據權利要求3所述的回收設施，其特征在于，所述的引誘流道的斜坡坡度小于1:10，寬度不宜超過5m，水深不宜低于0.5m。
5.根據權利要求4所述的回收設施，其特征在于，所述的誘導水流的流量為取水明渠中水流的流量的1/15。
6.根據權利要求5所述的回收設施，其特征在于，所述的放歸裝置為引導魚道。
7.根據權利要求5所述的回收設施，其特征在于，所述的放歸裝置為捕撈器。
8.一種使用權利要求6或7所述回收設施的取水明渠內魚類資源回收的輔助方法，其特征在于，所述方法的步驟如下：
...【技術特征摘要】
1.一種取水明渠內魚類資源回收的輔助設施，包括：設置在取水明渠一側側壁的引誘流道入口，所述的引誘流道內設置為斜坡，斜坡的低端在取水明渠內，斜坡的高端在取水明渠外；在所述斜坡的高端設置流入引誘流道的誘導水流；所述的引誘流道的出口與一片穩流水域連接，所述的穩流水域中設有放歸裝置，所述的引誘流道入口下游設置攔截網。
2.根據權利要求1所述的回收設施，其特征在于，所述的誘導水流流向與取水明渠內的水流方向大于等于90度。
3.根據權利要求2所述的回收設施，其特征在于，所述的取水明渠包括形成直線段渠道的兩道平行的側壁，所述直線段渠道端部設有90度彎頭，使取水明渠的進口與一側側壁平行，所述引誘流道的進口設置在取水明渠回流區一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓瑞，曾利，張強，曹冉冉，楊嘉，趙懿珺，紀平，
申請(專利權)人：中國水利水電科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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