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        藏木水電站魚道底孔式出口研究

        2017-03-23 07:51:18
        水電站設(shè)計 2017年1期
        關(guān)鍵詞:魚道底孔孔口

        周 小 波

        (中國電建集團成都勘測設(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個進口,底板高程分別為3 241.00 m、3 243.30 m和3 245.60 m,1號進口位于尾水渠左側(cè)的導(dǎo)墻末端,3號、4號進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

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