CN104863101A - 一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，属于水利水电工程技术领域，包括河道、发电厂房、主引水隧洞、生态流量发电机组和大坝，所述大坝和发电厂房分别位于河道上游和下游，发电厂房与大坝上游之间通过主引水隧洞连通，并在河道上游段、大坝下游侧设有生态流量发电机组，主引水隧洞上游端设有生态流量发电机组，生态流量发电机组通过支路隧洞与引水隧洞连通；大坝下游的河道减水河段还设有若干生态过鱼坝。本技术方案通过在水利水电工程减水河段布设若干生态过鱼坝，营造了深水、浅水河段相间并上下通畅的鱼类栖息环境，有效的缓解水利水电工程减水河段河道水域面积及水深大幅度减小对鱼类栖息地的不利影响。

Description

一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，涉及水利水电工程中的环境保护，尤其是涉及一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统。
背景技术
水利水电工程大坝下游的减水河段环境保护问题是其建设与运行最主要的环境问题之一，根据减水河段环境保护的需要，环境保护行政主管部门一般都提出了泄放生态流量的要求，该生态流量即为维持水电工程形成的减水河段生态系统生物群落和栖息环境动态稳定，以及河流健康可持续发展所需的用水量。其中，鱼类作为最重要的水生生物资源，其保护问题自然受到高度关注。
由于水利水电工程下泄的生态流量与减水河段原天然情况下的河道流量仍有较大差距，即便采取下泄生态流量的措施后，减水河段原天然河道的水域面积及水深仍会大幅度减小，致使目前大部分水利水电工程减水河段的鱼类栖息环境仍受到河道减水的较大影响，减水河段的生态环境保护问题仍未得到有效缓解。因此，从环境保护角度出发，研究如何有效实现减水河段鱼类栖息地保护，建设绿色环保型水利水电工程，已成为势在必行且迫在眉睫的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，以有效缓解水利水电工程减水河段河道水域面积及水深大幅度减小对鱼类栖息地的不利影响，确保水利水电工程经济、环境及社会效益兼备，真正实现建设绿色环保型水利水电工程的目标。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，包括河道、发电厂房、主引水隧洞、生态流量发电机组和大坝，所述大坝和发电厂房分别位于河道上游和下游，所述发电厂房与大坝上游之间通过主引水隧洞连通，并在河道上游段、大坝下游侧设有生态流量发电机组，所述主引水隧洞上游端设有生态流量发电机组，所述生态流量发电机组通过支路隧洞与引水隧洞连通；所述大坝下游的河道减水河段还设有若干生态过鱼坝。
进一步地，所述生态过鱼坝包括坝体、坝体基础和护坦，护坦位于过鱼口下坡面侧，在生态过鱼坝坝顶上开设有若干过鱼口。
进一步地，所述坝体主要由混凝土或浆砌石筑成，可采取重力坝、支墩坝、土石坝等型式，其坝高为1.5～4.0m，坝顶厚度为1.0～3.0m。
进一步地，所述坝体基础为混凝土回填浇筑或固结灌浆而成，基础处理深度为0.5～2.0m。
进一步地，所述护坦由钢筋混凝土筑成，厚度为0.2～0.5m，长度为8.0～12.0m。
进一步地，所述过鱼口垂向深度为0.3～0.5m，顶面宽度为1.0～5.0m，过鱼口下坡面10长度为3.0～6.0m，过鱼口上坡面7长度为1.0～3.0m。
进一步地，所述位于河道最下游的生态过鱼坝的过鱼口宽度大于河道其余位置的生态过鱼坝的过鱼口宽度。
所述生态过鱼坝位于大坝下游的河道宽度最小的位置。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，通过在水利水电工程减水河段布设若干生态过鱼坝，营造了深水、浅水河段相间并上下通畅的鱼类栖息环境，有效的缓解水利水电工程减水河段河道水域面积及水深大幅度减小对鱼类栖息地的不利影响，确保了水利水电工程经济、环境及社会效益兼备，真正实现了建设绿色环保型水利水电工程的目标。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中生态过鱼坝过鱼口的下游上视立面图；
图3为本发明中生态过鱼坝的剖面图。
图中：1-河道，2-发电厂房，3-主引水隧洞，4-生态流量发电机组，5-生态过鱼坝，6-支路隧洞，7-过鱼口上坡面，8-大坝，9-过鱼口，10-过鱼口下坡面，11-坝体，12-坝体基础，13-护坦。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2、图3所示，本发明所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，包括河道1、发电厂房2、主引水隧洞3、生态流量发电机组4和大坝8，所述大坝8和发电厂房2分别位于河道1上游和下游，所述发电厂房2与大坝上游之间通过主引水隧洞3连通，并在河道1上游段、大坝8下游侧设有生态流量发电机组4，主引水隧洞3上游端设有生态流量发电机组4，所述生态流量发电机组4通过支路隧洞6与引水隧洞3连通；所述大坝8下游的河道1减水河段还设有若干生态过鱼坝5，在减水河段营造深水、浅水河段相间并上下通畅的鱼类栖息环境，以有效缓解水利水电工程减水河段河道水域面积及水深大幅度减小对鱼类栖息地的不利影响。所述生态过鱼坝5布设在减水河段区间内，坝顶可溢流泄洪，坝体11顶部设过鱼口9以供过鱼，生态过鱼坝5高度较低，以抬高其上游一定水位为主要目的，当涨水时，多余的水可以自由溢流至下游。生态过鱼坝5应在考虑河道1减水河段泄洪安全的前提下，合理布置在减水河段较窄处甚至最窄处，以充分减小工程量。
所述生态过鱼坝5的数量为3座，顺次设置于河道1的减水河段。
所述生态过鱼坝5包括坝体11、坝体基础12和护坦13，护坦13位于过鱼口下坡面10侧，在生态过鱼坝5坝顶上开设有若干过鱼口9。
所述坝体11主要由混凝土或浆砌石筑成，可采取重力坝、支墩坝、土石坝等型式，其洪水标准一般为15年～30年一遇，坝高一般为1.5～4.0m，坝顶厚度一般为1.0～3.0m，坝顶宽度根据所在河段实际情况确定。
所述坝体基础12为混凝土回填浇筑或固结灌浆而成，基础处理深度为0.5～2.0m。坝体基础12主要是为防止生态过鱼坝位移，确保坝体11结构稳定。
所述护坦13由钢筋混凝土筑成，厚度为0.2～0.5m，长度为8.0～12.0m。护坦13主要是为防止河床受水流冲刷或其他侵蚀破坏而采取的刚性结构设施，位于坝体11下游侧。
所述过鱼口9垂向深度为0.3～0.5m，顶面宽度为1.0～5.0m，过鱼口下坡面10长度为3.0～6.0m，过鱼口上坡面7长度为1.0～3.0m。过鱼口9是为了满足减水河段鱼类上下游交流而在生态过鱼坝上顶部设置的若干开口，过鱼口9具体规格设置根据减水河段过鱼对象实际情况确定。
由于河道1下游的防洪压力较大，所述位于河道1最下游的生态过鱼坝5的过鱼口9宽度大于河道1其余位置的生态过鱼坝5的过鱼口9宽度，其过鱼口上坡面7的长度也相应大于河道1其余位置的生态过鱼坝5的过鱼口上坡面7的长度。
实施例
1、工程概况
立洲水电站位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内，系木里河干流(上通坝～阿布地河段)水电规划“一库六级”的第六个梯级。立洲水电站坝址控制流域面积8603km2，坝址处多年平均流量131m3/s，总装机容量351MW，多年平均年发电量15.8亿kW·h，开发任务为发电，采用混合式开发，最大坝高132.0m，引水线路长17.177km，正常蓄水位2088m，库容1.787亿m3，死水位2068m，具有季调节性能。枢纽建筑物主要由碾压混凝土拱坝、坝身泄洪孔、右岸长引水隧洞及地面厂房、生态流量发电机组等组成。
立洲水电站采用混合式开发，电站运行将造成大坝～发电厂房之间19.4km的木里河干流河段出现减水情况，根据环境保护部《关于四川省木里河立洲水电站环境影响报告书的批复》(环审[2008]441号)要求：“立洲水电站应保证下泄不小于6.55m3/s的生态流量”。
为切实落实环境保护部对立洲水电站生态流量泄放的要求，立洲水电站设置了生态流量发电机组4，以保证下放6.55m3/s的生态流量。生态流量发电机组4位于大坝下游300m处右岸岸边，为装机6MW的卧式水轮发电机组，年利用小时数达7542小时，额定引用流量为7.75m3/s，多年平均发电量0.453亿kW·h。
立洲水电站生态流量发电机组在不同工况时均可按最小6.55m3/s的流量进行发电，如遇主体工程大机组满发有弃水时，生态流量发电机组可按其额定引用流量进行发电。
2、减水河段鱼类栖息地保护措施
为对立洲水电站大坝～发电厂房之间19.4km的木里河干流河段的鱼类栖息环境进行有效保护，在减水河段依次布置了三道生态过鱼坝5，以营造深水、浅水河段相间并上下通畅的鱼类栖息环境。在生态流量发电机组4下放6.55m3/s生态流量并考虑减水河段区间支流汇入情况下，共计营造了深水段长度3.65km(面积118300m2)，占减水河段总长的18.8％，总体布局情况如表1所示。
减水河段生态过鱼坝5均为修筑在减水河段坝体基础12上的坝顶溢流混凝土重力式滚水坝，坝顶高程在1929m～1973m之间；如表2所示，生态过鱼坝5坝高均为2.0m，蓄水高度均为1.6m，坝顶宽度根据生态过鱼坝5所在河段河宽确定，在33m～57m之间，坝顶厚度根据各生态过鱼坝5洪水标准确定，30年一遇洪水标准的为2m厚，20年一遇洪水标准的为1.5m厚；坝体基础12深度根据生态过鱼坝5洪水标准确定，30年一遇洪水标准的为1.2m，20年一遇洪水标准的为0.8m。
生态过鱼坝5坝体11外层采用40cm厚的C20钢筋混凝土，内层采用堆石，两坝肩深入基岩1.5m。生态过鱼坝所在的下游河床设置30cm厚C20混凝土护坦13，护坦13长度均为10m。
减水河段各生态过鱼坝5中心线处均设置了一个过鱼口9，过鱼口9垂向开口深度为0.4m；过鱼口9顶面宽度、坡面长度根据生态过鱼坝5洪水标准确定；如表3所示，第三道生态过鱼坝5位于减水河段最下游，考虑减水河段区间支流汇入后的断面处年均流量13.38m3/s，承担的防洪压力相对较大，其过鱼口9顶面宽度设置为4m，过鱼口上坡面7长度设置为2.5m，其余生态过鱼坝5过鱼口9顶面宽度均为3m，过鱼口下坡面10长度均为3.5m，过鱼口上坡面7长度均为1.5m。
立洲水电站减水河段生态过鱼坝5过鱼对象主要为鲈鲤、齐口裂腹鱼、四川裂腹鱼、短须裂腹鱼、长丝裂腹鱼和细鳞裂腹鱼6种。
表1立洲水电站生态机组下放6.55m3/s流量时减水河段鱼类栖息地保护总体布局情况表
生态过鱼坝名称 与大坝距离(m) 断面处年均流量(m3/s) 深水段长度(m) 深水段水域面积(m2)
第一道生态过鱼坝 6200.0 6.88 1470.0 51000.0
第二道生态过鱼坝 9080.0 7.98 900.0 22500.0
第三道生态过鱼坝 14680.0 13.38 1280.0 44800.0
表2立洲水电站减水河段各生态过鱼坝工程具体布置情况统计表
生态过鱼坝名称 坝顶高程(m) 坝高(m) 坝顶宽(m) 坝顶厚(m) 素混凝土基础深(m) 洪水标准
第一道生态过鱼坝 1973.0 2.0 57.0 1.5 0.8 20年一遇
第二道生态过鱼坝 1957.0 2.0 33.0 1.5 0.8 20年一遇
第三道生态过鱼坝 1929.0 2.0 45.0 2.0 1.2 30年一遇
表3立洲水电站减水河段各生态过鱼坝过鱼口具体布置情况统计表
生态过鱼坝名称 开口总深度(m) 顶面宽(m) 下坡面长(m) 上坡面长(m)
第一道生态过鱼坝 0.4 3.0 3.5 1.5
第二道生态过鱼坝 0.4 3.0 3.5 1.5
第三道生态过鱼坝 0.4 4.0 3.5 2.5

Claims (8)

1.一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，包括河道(1)、发电厂房(2)、主引水隧洞(3)、生态流量发电机组(4)和大坝(8)，所述大坝(8)和发电厂房(2)分别位于河道(1)上游和下游，其特征在于：所述发电厂房(2)与大坝上游之间通过主引水隧洞(3)连通，并在河道(1)上游段、大坝(8)下游侧设有生态流量发电机组(4)，所述主引水隧洞(3)上游端设有生态流量发电机组(4)，所述生态流量发电机组(4)通过支路隧洞(6)与引水隧洞(3)连通；所述大坝(8)下游的河道(1)减水河段还设有若干生态过鱼坝(5)。
2.根据权利要求1所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述生态过鱼坝(5)包括坝体(11)、坝体基础(12)和护坦(13)，护坦(13)位于过鱼口下坡面(10)侧，在生态过鱼坝(5)坝顶上开设有若干过鱼口(9)。
3.根据权利要求2所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述坝体(11)主要由混凝土或浆砌石筑成，可采取重力坝、支墩坝、土石坝等型式，其坝高为1.5～4.0m，坝顶厚度为1.0～3.0m。
4.根据权利要求2所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述坝体基础(12)为混凝土回填浇筑或固结灌浆而成，基础处理深度为0.5～2.0m。
5.根据权利要求2所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述护坦(13)由钢筋混凝土筑成，厚度为0.2～0.5m，长度为8.0～12.0m。
6.根据权利要求2所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述过鱼口(9)垂向深度为0.3～0.5m，顶面宽度为1.0～5.0m，过鱼口(9)下坡面10长度为3.0～6.0m，过鱼口上坡面7长度为1.0～3.0m。
7.根据权利要求1所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述位于河道(1)最下游的生态过鱼坝(5)的过鱼口(9)宽度大于河道(1)其余位置的生态过鱼坝(5)的过鱼口(9)宽度。
8.根据权利要求1所述的一种水电站减水河段鱼类栖息地保护系统，其特征在于：所述生态过鱼坝(5)位于大坝(8)下游的河道(1)宽度最小的位置。
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