本发明涉及竖缝式鱼道，特别是涉及一种用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置。
背景技术：
1、鱼道是一种呈连续阶梯状的水槽式构筑物，是为了帮助洄游性鱼类能在人工的水利环境或天然屏障(例如堤坝、船闸、瀑布等)中生存的设施。鱼道的类型主要包括水池堰式、竖缝式和管道式等。其中，竖缝式鱼道是一系列垂直的槽道，每个槽道都有一个水流出入口，以便鱼类可以游过。这些槽道通常设置在一定的坡度上，形成阶梯状的结构。
2、鱼道过鱼效果的监测是分析影响因素，确保鱼道发挥功能和作出调整的必要措施。目前，针对竖缝式鱼道过鱼效果进行监测的方法，主要包括传统监测方法和现代监测方法。
3、传统监测方法：(1)目测法：是研究人员在竖缝式鱼道观察室进行肉眼观察的方式统计鱼道内的过鱼数量与种类；(2)堵截法：通过在竖缝式鱼道出口布置张网或拦鱼格栅，采用电捕或排水等方法，在鱼道内部收集鱼类，然后进行种类鉴定的方法；(3)陷阱法：在竖缝式鱼道中部或出口布置单向进入的笼子或容器，定期进行人工统计；(4)标志重捕法：对鱼类采用编码标志或染料注射进行标志，放回竖缝式鱼道中，并通过张网或电捕等方法对竖缝式鱼道内的鱼类进行回捕，统计回捕个体占总个体的比例与种类情况。
4、现代监测方法：(1)基于竖缝式鱼道观察室的视频监测方法：主要是在竖缝式鱼道中建设观察室，一侧墙面使用透明玻璃进行改造，同时在竖缝式鱼道内设置束窄装置，在观察室内设置摄像系统，使观察室内可通过玻璃观察所有通过鱼道的鱼类并记录实时视频，后续通过人工分析获取过鱼数据；(2)基于竖缝式鱼道内部架设摄像系统的视频监测方法：通过在竖缝式鱼道的墙壁或竖缝板上架设摄像系统，通过远程监控的方法记录出现在摄像系统视野内的鱼类，后续同样通过人工分析获取过鱼数据；(3)pit射频芯片跟踪监测：对鱼类标记射频识别(rfid)芯片并放回到竖缝式鱼道中，并在竖缝式鱼道平均分布若干天线线圈，通过射频芯片与天线线圈之间的磁场交互间接获取过鱼的时空信息；(4)水声学探测：在竖缝式鱼道中布置科学鱼探仪(scientific echosounder)或双频识别声呐(didson)，通过换能器将电信号转换为声信号向水中发射，声信号受鱼体反射后返回换能器转换为电信号从而得到过鱼监测信息。
5、然而，现有的以目测法、堵截法、陷阱法、标志重捕法为代表的传统监测方法，均属抽样调查，均存在人工网捕所带来的费时费力，数据主观性强、代表性不足、准确性差等问题；而以基于竖缝式鱼道观察室的视频监测方法不仅依赖竖缝式鱼道的观察室，对未建设观察室的竖缝式鱼道监测效果较差，缺乏统一的水下摄像机布置标准，受水体浑浊度影响较大，并且，观察室玻璃上的附着藻类需要定期关闭鱼道进行人工清理，劳动量大，分析成本高；而基于竖缝式鱼道内部架设摄像系统的视频监测方法，仅能对出现在摄像系统视野内的鱼类进行分析，同样缺乏代表性，同时缺少均一可参考的背景，受水体浑浊度影响较大，导致在不同场景的竖缝式鱼道中应用时缺乏泛用性；pit射频芯片跟踪监测作为一种侵入式监测方法，对鱼体具有损伤性，同时也属于抽样调查；水声学探测方法则受限于声学特性，在水流速度较快、水中气泡杂质多、鱼群密集等复杂环境条件下准确性大大下降。
6、可见，如何提供一种竖缝式鱼道过鱼监测装置能够克服现有技术中存在的监测准确性差及可用性受环境因素影响的缺点，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够在竖缝式鱼道中对洄游鱼类进行原位实时监测，监测准确性高，并且，便于在各种竖缝式鱼道原位场景及不同环境条件下安装、维护及长期使用。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明提供一种用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，包括过鱼监测设施和系统辅助设施，所述过鱼监测设施包括主体框架和水下摄像系统，所述主体框架内形成有鱼类监测通道，所述水下摄像系统设置于所述主体框架上，所述系统辅助设施用于将所述过鱼监测设施固定于竖缝式鱼道中，并对所述竖缝式鱼道进行束窄，以使所述竖缝式鱼道中的洄游鱼类从所述鱼类监测通道中通过；所述水下摄像系统包括摄像机和光学滤镜清水仓，所述摄像机能够通过所述光学滤镜清水仓对所述鱼类监测通道中的洄游鱼类进行视频图像采集，所述光学滤镜清水仓用于增强所述摄像机采集的洄游鱼类图像画质。
4、优选的，所述光学滤镜清水仓包括光学滤镜和四棱锥仓体，所述光学滤镜固定于所述主体框架上，并形成所述鱼类监测通道的侧壁，所述四棱锥仓体扣合于所述光学滤镜远离所述鱼类监测通道的一侧，且所述四棱锥仓体与所述光学滤镜之间形成储水空间，所述储水空间用于填充纯净水；所述摄像机固定于所述四棱锥仓体远离所述光学滤镜的一侧，且所述摄像机上罩有防水罩壳，所述摄像机的镜头能够依次透过所述四棱锥仓体以及所述光学滤镜对所述鱼类监测通道中的洄游鱼类进行拍摄。
5、优选的，所述水下摄像系统还包括照明灯，所述照明灯设置于所述主体框架上靠近所述光学滤镜的位置处。
6、优选的，所述主体框架为立方体框架结构，所述鱼类监测通道由前至后贯穿所述主体框架；所述水下摄像系统设置有两套，两套所述水下摄像系统分别设置于所述主体框架的左侧和右侧；所述主体框架的顶部设置有顶板，所述主体框架的底部设置有透沙网格栅。
7、优选的，所述过鱼监测设施还包括清洁系统，所述清洁系统设置于所述主体框架上，所述清洁系统用于清洁所述主体框架左侧的所述光学滤镜表面以及所述主体框架右侧的所述光学滤镜表面。
8、优选的，所述清洁系统包括运动模组组件和清洁刷组件，所述运动模组组件包括直线导轨模组、电机以及盖板，所述直线导轨模组和所述电机均固定于所述主体框架的所述顶板上，所述盖板罩于所述直线导轨模组和所述电机上；
9、所述清洁刷组件设置有两组，两组所述清洁刷组件分别设置于所述直线导轨模组的两侧，且分别位于靠近所述主体框架左侧的所述光学滤镜表面以及所述主体框架右侧的所述光学滤镜表面的位置处；所述清洁刷组件包括光学滤镜刷和光学滤镜刷臂，所述光学滤镜刷通过所述光学滤镜刷臂与所述直线导轨模组连接，所述电机能够驱动所述直线导轨模组的螺杆结构转动，以带动所述光学滤镜刷臂进行前后往复运动，从而使得所述光学滤镜刷清洁对应的所述光学滤镜表面。
10、优选的，所述过鱼监测设施还包括水文传感器，所述水文传感器设置于所述主体框架上，所述水文传感器用于检测所述竖缝式鱼道中的水体的水文参数。
11、优选的，所述系统辅助设施包括限位框架，所述限位框架为长方体框架结构，所述限位框架用于放置于所述竖缝式鱼道中，且所述限位框架内设置有固定舱位，所述固定舱位用于容纳所述过鱼监测设施；
12、所述固定舱位的前侧设置有洄游鱼类进口，所述洄游鱼类进口与所述鱼类监测通道的进口相匹配，所述固定舱位的后侧设置有洄游鱼类出口，所述洄游鱼类出口与所述鱼类监测通道的出口相匹配；所述限位框架的前侧边框与所述洄游鱼类进口边框之间以及所述限位框架的后侧边框与所述洄游鱼类出口边框之间均设置有束窄拦鱼网格栅。
13、优选的，所述系统辅助设施还包括提升系统，所述提升系统包括龙门框架和环链电动提升机，所述限位框架的顶部至所述固定舱位之间贯穿有垂直轨道，所述龙门框架设置于所述限位框架的顶部靠近所述垂直轨道的位置处，所述环链电动提升机设置于所述龙门框架的顶部，所述环链电动提升机用于将所述限位框架内的所述过鱼监测设施经所述垂直轨道提出水面。
14、优选的，所述系统辅助设施还包括高压清洗喷头，所述高压清洗喷头设置于所述龙门框架上，所述高压清洗喷头用于对提出水面的所述过鱼监测设施进行喷水清洗。
15、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16、本发明提供的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，包括过鱼监测设施和系统辅助设施，过鱼监测设施包括主体框架和水下摄像系统，水下摄像系统包括摄像机和光学滤镜清水仓，使用时，通过系统辅助设施将过鱼监测设施固定于竖缝式鱼道中，并对竖缝式鱼道进行束窄，使竖缝式鱼道中的洄游鱼类从主体框架内的鱼类监测通道中通过，在洄游鱼类游经鱼类监测通道的过程中，摄像机能够通过光学滤镜清水仓对鱼类监测通道中的洄游鱼类进行视频图像采集，同时，光学滤镜清水仓能够增强摄像机采集的洄游鱼类图像画质，实现了在竖缝式鱼道中对洄游鱼类进行原位实时监测，监测准确性高，并且，便于在各种竖缝式鱼道原位场景及不同环境条件下安装、维护及长期使用，为记录竖缝式鱼道的过鱼情况提供了基础。
1.一种用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：包括过鱼监测设施和系统辅助设施，所述过鱼监测设施包括主体框架和水下摄像系统，所述主体框架内形成有鱼类监测通道，所述水下摄像系统设置于所述主体框架上，所述系统辅助设施用于将所述过鱼监测设施固定于竖缝式鱼道中，并对所述竖缝式鱼道进行束窄，以使所述竖缝式鱼道中的洄游鱼类从所述鱼类监测通道中通过；所述水下摄像系统包括摄像机和光学滤镜清水仓，所述摄像机能够通过所述光学滤镜清水仓对所述鱼类监测通道中的洄游鱼类进行视频图像采集，所述光学滤镜清水仓用于增强所述摄像机采集的洄游鱼类图像画质。
2.根据权利要求1所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述光学滤镜清水仓包括光学滤镜和四棱锥仓体，所述光学滤镜固定于所述主体框架上，并形成所述鱼类监测通道的侧壁，所述四棱锥仓体扣合于所述光学滤镜远离所述鱼类监测通道的一侧，且所述四棱锥仓体与所述光学滤镜之间形成储水空间，所述储水空间用于填充纯净水；所述摄像机固定于所述四棱锥仓体远离所述光学滤镜的一侧，且所述摄像机上罩有防水罩壳，所述摄像机的镜头能够依次透过所述四棱锥仓体以及所述光学滤镜对所述鱼类监测通道中的洄游鱼类进行拍摄。
3.根据权利要求2所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述水下摄像系统还包括照明灯，所述照明灯设置于所述主体框架上靠近所述光学滤镜的位置处。
4.根据权利要求2所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述主体框架为立方体框架结构，所述鱼类监测通道由前至后贯穿所述主体框架；所述水下摄像系统设置有两套，两套所述水下摄像系统分别设置于所述主体框架的左侧和右侧；所述主体框架的顶部设置有顶板，所述主体框架的底部设置有透沙网格栅。
5.根据权利要求4所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述过鱼监测设施还包括清洁系统，所述清洁系统设置于所述主体框架上，所述清洁系统用于清洁所述主体框架左侧的所述光学滤镜表面以及所述主体框架右侧的所述光学滤镜表面。
6.根据权利要求5所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述清洁系统包括运动模组组件和清洁刷组件，所述运动模组组件包括直线导轨模组、电机以及盖板，所述直线导轨模组和所述电机均固定于所述主体框架的所述顶板上，所述盖板罩于所述直线导轨模组和所述电机上；
7.根据权利要求1所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述过鱼监测设施还包括水文传感器，所述水文传感器设置于所述主体框架上，所述水文传感器用于检测所述竖缝式鱼道中的水体的水文参数。
8.根据权利要求4所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述系统辅助设施包括限位框架，所述限位框架为长方体框架结构，所述限位框架用于放置于所述竖缝式鱼道中，且所述限位框架内设置有固定舱位，所述固定舱位用于容纳所述过鱼监测设施；
9.根据权利要求8所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述系统辅助设施还包括提升系统，所述提升系统包括龙门框架和环链电动提升机，所述限位框架的顶部至所述固定舱位之间贯穿有垂直轨道，所述龙门框架设置于所述限位框架的顶部靠近所述垂直轨道的位置处，所述环链电动提升机设置于所述龙门框架的顶部，所述环链电动提升机用于将所述限位框架内的所述过鱼监测设施经所述垂直轨道提出水面。
10.根据权利要求9所述的用于竖缝式鱼道的鱼类实时监测装置，其特征在于：所述系统辅助设施还包括高压清洗喷头，所述高压清洗喷头设置于所述龙门框架上，所述高压清洗喷头用于对提出水面的所述过鱼监测设施进行喷水清洗。
