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，研究減少出口數量、底孔式出口以單一出口適應水庫水位的消落，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用最廣泛[1～2]。

國內外已建魚道中，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的導墻末端，3號、4號進口分別位于尾水渠左、右兩側的導墻始端。魚道在庫區內共布置了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(關閉)[3]，各出口開啟(關閉)水位見圖3。

圖3 出口運行(關閉)水位

藏木水電站各出口只在特定水位時才開啟(關閉)，魚道內水流流態穩定，可靠性高，過魚效率有保障。但藏木水電站魚道出口數量較多，管理難度較大，運行成本較高，易因誤操作導致水流溢出魚道。

減少藏木水電站魚道出口數量，降低管理難度和運行成本，以單一出口適應水庫水位的消落，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計水深一致。

當出口底板之上水深逐步下降時，出口段發生孔口后水深與過壩后豎縫堰流設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。出口段內設置若干隔板，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，底孔結構型式及尺寸見圖5。

圖4 底孔式出口段

圖5 底孔結構

以過壩后豎縫堰流設計水深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，得到出口段需設置的孔口數量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 論

由研究成果可以看出，在庫水位3 310.00 m時，經過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，發生孔口后水深與豎縫堰流設計水深(2.0 m)一致的位置也將在庫區出口段內變化，這個位置之后的魚道內水深仍然為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量，降低管理難度和運行成本，以單一出口適應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.環境問題、大壩與魚類洄游[R].羅馬:聯合國糧食及農業組織,2007.

[2] 陳大慶,吳強,徐淑英,等.大壩與過魚設施[R].水電水利建設項目水環境與水生生態保護技術政策研討會,2005.

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

2016-09-06

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

S956.3

B

1003-9805(2017)01-0065-03