藏木水電站魚道底孔式出口研究

周 小 波

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木水電站魚道底孔式出口研究

周 小 波

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木水電站魚道布置了4個出口，管理難度較大，運行成本較高，研究減少出口數(shù)量、底孔式出口以單一出口適應(yīng)水庫水位的消落，降低了管理難度和運行成本，促進(jìn)魚道技術(shù)被廣泛運用于水利水電項目，具有重要的意義。

底孔式出口；魚道；藏木水電站

1 概 況

水利水電項目建設(shè)過程中，都會遇到大壩阻斷魚類洄游通道，影響魚類資源的問題。為解決這一問題，一般在大壩上修建過魚建筑物，其中仿自然通道和魚道應(yīng)用最廣泛[1～2]。

國內(nèi)外已建魚道中，常見的魚道型式有槽式、池式和組合式。槽式包括簡單加糙型和丹尼爾型；池式包括溢流堰式、豎縫式、底(潛)孔式；組合式包括堰孔、堰縫組合式。

1.1 藏木水電站魚道概況

藏木水電站水庫總庫容0.93億m3，電站裝機容量510 MW，水庫正常蓄水位3 310.00 m，死水位3 305.00 m，水庫消落深度5.0 m[3]。

藏木水電站采用豎縫式魚道。魚道全長3 621.338 m，底坡i=0.2。魚道在尾水渠共設(shè)置了3個進(jìn)口，底板高程分別為3 241.00 m、3 243.30 m和3 245.60 m,1號進(jìn)口位于尾水渠左側(cè)的導(dǎo)墻末端，3號、4號進(jìn)口分別位于尾水渠左、右兩側(cè)的導(dǎo)墻始端。魚道在庫區(qū)內(nèi)共布置了4個出口，底板高程分別為3 304.00 m、3 305.00 m、3 306.00 m和3 307.50 m。

魚道池室長3.0 m，寬2.4 m，高3.5 m，過魚縫寬0.3 m。魚道水深1.0～2.7 m，流量0.27～0.74 m3/s，額定水深2.0 m時，魚道流量0.55 m3/s(見圖1、2)。

圖1 魚道總體布置

圖2 藏木水電站縫式魚道

1.2 藏木水電站魚道出口運行

藏木水電站魚道每個出口在不同的水位時開啟(關(guān)閉)[3]，各出口開啟(關(guān)閉)水位見圖3。

圖3 出口運行(關(guān)閉)水位

藏木水電站各出口只在特定水位時才開啟(關(guān)閉)，魚道內(nèi)水流流態(tài)穩(wěn)定，可靠性高，過魚效率有保障。但藏木水電站魚道出口數(shù)量較多，管理難度較大，運行成本較高，易因誤操作導(dǎo)致水流溢出魚道。

減少藏木水電站魚道出口數(shù)量，降低管理難度和運行成本，以單一出口適應(yīng)水庫水位的消落，正是本文研究的問題。

2 底孔式出口研究

2.1 研究思路

藏木水電站魚道分為過出口段和過壩后段，出口段采用孔口淹沒出流，過壩后段采用豎縫堰流；通過出口段各級孔口的消能作用將水深降至過壩后段豎縫堰流的設(shè)計水深。

出口段魚道采用多級孔口，當(dāng)出口底板之上水深最大時，最后一級孔口下游水深與過壩后段豎縫堰流設(shè)計水深一致。

當(dāng)出口底板之上水深逐步下降時，出口段發(fā)生孔口后水深與過壩后豎縫堰流設(shè)計水深一致的位置將由最后一級孔口逐步上移，之后魚道水深均一致；當(dāng)出口底板之上水深下降至魚道第一級孔口后水深與豎縫堰流設(shè)計水深一致時，整個魚道水深均一致。

2.2 底孔式出口布置

魚道布置1個出口段，底板高程為3 303.00 m，低于水庫死水位2 m。出口段內(nèi)設(shè)置若干隔板，隔板底部開孔，孔口高度e=1.0 m，寬度b=0.6 m。底孔式出口段布置見圖4，底孔結(jié)構(gòu)型式及尺寸見圖5。

圖4 底孔式出口段

圖5 底孔結(jié)構(gòu)

以過壩后豎縫堰流設(shè)計水深2 m為計算邊界條件，從最后一級孔口逐級上推，計算每一級孔口上、

下游水深差△h，直至推算到孔口上游水深大(等)于魚道出口底板之上水深，計算過程中累積孔口數(shù)，得到出口段需設(shè)置的孔口數(shù)量n，同時孔口流速不得超過1.1 m/s。

2.3 研究成果

魚道出口段共需布置不少于42個孔口，孔口尺寸0.6 m×1.0 m(寬×高)，水庫在3 310.0～3 305.00 m變化時，魚道流量均為0.55 m3/s，各孔口流速均滿足小于1.1 m/s的要求。底孔式出口段孔口流速及流量計算成果見表1。

底孔式魚道出口段水面線見圖6。

圖6 潛孔式魚道出口縱剖面

3 結(jié) 論

由研究成果可以看出，在庫水位3 310.00 m時，經(jīng)過42個孔口的消能，出口段水深已從7.0 m消減到2.0 m,之后的魚道過壩段，以及壩后豎縫段，魚道水深均為2.0 m；當(dāng)庫水位在3 310.00～3 305.00 m之間變動時，發(fā)生孔口后水深與豎縫堰流設(shè)計水深(2.0 m)一致的位置也將在庫區(qū)出口段內(nèi)變化，這個位置之后的魚道內(nèi)水深仍然為2.0 m。

表1 潛孔式魚道出口計算成果

通過研究，達(dá)到了減少魚道出口數(shù)量，降低管理難度和運行成本，以單一出口適應(yīng)水庫水位消落的目的。但也要看到，底孔式出口目前只開展了方案研究和水力學(xué)計算。方案是否合理，計算是否正確，研究成果是否能運用于工程實踐，仍需通過試驗予以檢驗。

[1] Michel Larinier.環(huán)境問題、大壩與魚類洄游[R].羅馬:聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織,2007.

[2] 陳大慶,吳強,徐淑英,等.大壩與過魚設(shè)施[R].水電水利建設(shè)項目水環(huán)境與水生生態(tài)保護(hù)技術(shù)政策研討會,2005.

[3] 陳靜,周小波,等.藏木水電站魚道專項研究設(shè)計報告[R].中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院,2014.

2016-09-06

周小波(1980-)，男，四川南部縣人，碩士,高級工程師，從事水工設(shè)計及項目管理工作。

S956.3

B

1003-9805(2017)01-0065-03