藏木电站鱼道进口补水系统设计

周 小 波

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木电站鱼道进口补水系统设计

周 小 波

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木电站鱼道流量为0.27～0.74 m3/s，电站发电引用流量为1 071.30 m3/s，鱼道流量仅占发电引用流量的0.025%～0.069%，比例较小，鱼道进口不易被上溯鱼发现。鱼道设计时，常采用对鱼道进行补水达到增流诱鱼的效果。本文通过对藏木电站鱼道进口补水系统的计算、设计，确定了鱼道的补水方案，鱼道过鱼效果研究成果及藏木电站运行情况表明：鱼道增流诱鱼的效果良好，上溯鱼顺利进入鱼道进口。

补水；进口；鱼道；设计

0 前 言

水利水电项目建设过程中，都会遇到大坝阻断鱼类洄游通道，影响鱼类资源的问题。为解决这一问题，一般在大坝上修建过鱼建筑物，其中仿自然通道和鱼道应用最广泛[1-2]。

国内外已建鱼道中，常见的鱼道型式有槽式、池式和组合式。槽式包括简单加糙型和丹尼尔型；池式包括溢流堰式、竖缝式、底(潜)孔式；组合式包括堰孔、堰缝组合式。

1 鱼道概况

藏木电站水库总库容0.93亿m3，电站装机容量510 MW。水库正常蓄水位3 310.00 m，死水位3 305.00 m，水库消落深度5.0 m[3]。尾水渠水位变化范围为3 243.55～3 248.99 m(考察下游梯级加查电站回水影响)，变幅为5.44 m。

藏木电站采用竖缝式鱼道。鱼道全长3 621.338 m，底坡i=0.2。鱼道在尾水渠共设置了3个进口，底板高程分别为3 241.00 m、3 243.30 m和3 245.60 m,1号进口位于尾水渠左侧的导墙末端，3号、4号进口分别位于尾水渠左、右两侧的导墙始端。鱼道在库区内共布置了4个出口，底板高程分别为3 304.00 m、3 305.00 m、3 306.00 m和3 307.50 m。

鱼道池室长3.0 m，宽2.4 m，高3.5 m，过鱼缝宽0.3 m。鱼道水深1.0～2.7 m，流量0.27～0.74 m3/s，额定水深2.0 m时，鱼道流量0.55 m3/s(见图1、2)。

1.1 鱼道进口概况

藏木电站鱼道进口按如下原则进行布置：

(1)经常有水流下泄的地方，且紧靠在主流的两侧；

(2)位于坝下游鱼类能上溯到的最上游处(流速屏障或上行界限)及其两侧；

(3)水流平稳顺直，水质鲜肥的区域；

(4)坝下游两侧岸坡处；

(5)能适应下游水位的涨落，保证在过鱼季节中进鱼口有一定的水深(大于1.0 m)。

藏木电站鱼道布置了1号、3号和4号三个进口：1号进口位于尾水渠左侧的导墙末端，进口底板顶高程为3 241.00 m；3号、4号进口分别位于尾水渠左、右两侧的导墙始端，进口底板顶高程分别为3 243.00 m、3 245.60 m。1号进口在指向下游及两侧三个方向上各布置了一道进鱼缝，缝宽0.7 m。3号和4号进口在指向尾水渠侧各布置了一道进鱼缝，缝宽0.7 m(见图3)。

1.2 鱼道进口运行概况

藏木电站不同机组台数发电运行时，下游水深不同，为适应不同的下游水深，1号、3号和4号进口应按如下工况运行：

(1)1～2台机组发电：运行1号进口；

(2)3～6台机组发电：运行3号进口；

(3)5～6台机组发电：运行4号进口(只在3号进口过鱼效果不佳时)。

图2 竖缝式鱼道

图3 鱼道进口布置

2 进口补水系统设计

2.1 设计思路

(1)补水原则。鱼道只在正常发电运行时补水,电站泄洪或者鱼道进口水位高于3 248.00 m时不补水。鱼道进口段过鱼缝流速不足0.9 m/s时应补水；补水后，过鱼缝流速应在0.9～1.2 m/s之间，尾水渠鱼道被淹没段过鱼缝流速不小于0.45 m/s。

(2)补水水源。鱼道进口段补水流量来源于上游水库，通过预埋在大坝内部的补水钢管分别引入1号、3号和4号进口，从各进口底部的补水池水平向补入进口，再通过分支钢管分流，从补水池底部各位置均匀流入鱼道，补充鱼道进口流量且不阻断鱼上溯通道。

2.2 补水系统设计

2.2.1 补水计算

藏木电站共计布置了6台机组，1～6台机组运行发电时，鱼道进口水位见表1。

表1 鱼道进口水位

1号进口段被淹没的最后一个过鱼缝若能满足流速要求,之前过鱼缝均能满足流速要求。

鱼道水深在1.0～2.7 m之间变化,选择1.0 m、2.0 m和2.7 m三个水深进行计算。

1号进口过鱼缝、进口缝流速计算成果见表2。

由计算成果可见,被淹没的最后一个过鱼缝满足流速要求,进口缝不满足要求。

表2 1号进口过鱼缝、进口缝流速

(2)3号进口。3号进口底板高程3 243.00 m，进口水位在3 244.60～32 480.00 m之间时,3号进口运行。

3号进口段被淹没的最后一个过鱼缝若能满足流速要求,之前过鱼缝均能满足流速要求。

LAS和本文方法的迭代过程如表2和表3所示，表中：“局域半径”指每次优化迭代的局部采样区域半径;“4.085

鱼道水深在1.0～2.7 m之间变化,选择1.0 m、2.0 m和2.7 m三个水深进行计算。

3号进口过鱼缝、进口缝流速计算成果见表3。

表3 3号进口过鱼缝、进口缝流速

由计算成果可见,水位3 247.30 m、32 480.00 m时,被淹没的最后一个竖缝不满足流速要求。

(3)4号进口。4号进口底板高程3 245.60 m，进口水位在3 247.30～32 480.00 m之间时, 若3号进口运行过鱼效果不好,启用4号进口运行。

4号进口段被淹没的最后一个过鱼缝若能满足流速要求,之前过鱼缝均能满足流速要求。

鱼道水深在1.0～2.7 m之间变化,选择1.0 m、2.0 m和2.7 m三个水深进行计算。

4号进口过鱼缝、进口缝流速计算成果见表4。

表4 4号进口过鱼缝、进口缝流速

由计算成果可见,被淹没的最后一个过鱼缝满足流速要求,进口缝不满足要求。

2.2.2 补水方案

根据补水计算成果和鱼道进口、竖缝流速的要求，确定补水方案，藏木鱼道补水方案见表5。

2.2.3 补水管路布置

根据补水方案，藏木水电站鱼道采用分散补水方式，即在鱼道的不同部位及进鱼口设置多个补水点，沿程布置多根补水支管，补水支管上设置流量调节阀，根据不同的机组运行发电尾水位调整各补水点的补水量，以满足鱼道的诱鱼流速要求。

藏木电站鱼道进口补水管路布置见图4～7。

表5 藏木鱼道补水方案

图4 鱼道进口补水管路布置

图5 1号进口补水管布置

图6 3号进口补水管布置

图7 4号进口补水管布置

3 结 论

2015年9～11月，藏木电站鱼道开展了过鱼效果研究：鱼道持续放水、补水运行，待鱼道内的水流稳定后，在鱼道观测室池室上游处放91尾鱼类。鱼道运行一段时间后，关闭鱼道出口闸门，鱼道中的水基本排干后，捕捞滞留于鱼道内部的鱼类，并对捕到的鱼类统计数量。实验结果共计捕获的鱼类91尾。

鱼道过鱼效果研究成果表明，鱼道持续放水、补水运行，实验鱼类成功进入鱼道并上溯至观测室，鱼道运行效果良好，进口补水诱鱼效果良好。

[1] Michel Larinier.环境问题、大坝与鱼类洄游[R].罗马:联合国粮食及农业组织,2007.

[2] 陈大庆,吴强,徐淑英,等.大坝与过鱼设施[R].水电水利建设项目水环境与水生生态保护技术政策研讨会,2005.

[3] 陈静,周小波,等.藏木电站鱼道专项研究设计报告[R].中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,2014.

2016-08-23

周小波(1980-)，男，四川南部县人，硕士，高级工程师，从事水工设计及项目管理工作。

S956.3

B

1003-9805(2017)02-0081-05