CN105735214A - 减缓水库工程低温水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减缓水库工程低温水的方法，设置绕过大坝主体工程的引水隧洞，所述引水隧洞的出水口设置在坝下江段，所述引水隧洞的取水口设置在坝上库区江段，将坝上库区江段合适水温的水体引至坝下，以减缓下泄低温水对大坝下游生态的影响。本发明引温跃层及以上位置的水体下泄，能直接有效的提高坝下水体温度，尽快达到鱼类正常繁殖所需水温，同时下泄的水量对坝下江段也能起到生态流量的补充作用，具有很好的生态效益。

Description

减缓水库工程低温水的方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种减缓水库工程低温水的方法。

背景技术

水电工程建设，尤其是规模巨大的高坝水库的建设，不可避免会带来河流的水文态势发生改变，水体、大气之间原有的能量交换发生改变，水库内水体温度不再是均匀分布，形成分层现象。在水电工程实际运行过程中，会导致下泄水温通常在冬季高于天然河道，春夏季低于天然河道水温。研究表明，春夏季节，分层水库的底层水温明显低于表层水温，电站引水口一般位于深水层，低温水下泄将进一步引起下游河道水温的变化，对下游水生生态的不利影响较为突出。因此，最大程度的减缓水库下泄低温水，对保护下游水生生物、减少工程对生态环境的影响有着重要的实际应用价值和现实意义。

目前对水电站下泄低温水的治理方法主要有分层取水法，工程中最常见的分层取水方式有高低进水口方式和多层叠梁门方式。此外，研究表明，打破温跃层是一种主动改善水温分层的方法。具体的实施方法就是在取水口前面的一定范围内，用动力搅动或布置建筑物，促进水库水体的上下对流，破坏水质的分层结构，从而提高底层水温。

以上设计或建设中的水电站工程中关于减缓下泄低温水等技术措施方面大多存在以下若干问题：

1、对于通过用动力搅动打破温跃层改善水温分层的方法，主要适用于小型水库，对大型水库使用效果有限；

2、对于通过在坝前布置建筑物改善水温分层的方法，有的需要与主体工程同步实施，有的对大坝运行以及航运安全有潜在的危险性；

3、叠梁门的建设需要与主体工程同步实施，结构复杂操作麻烦，运行效率不高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种减缓水库工程低温水的方法，用于减缓工程下泄低温水对大坝下游生态的影响。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种减缓水库工程低温水的方法，它包括：

设置绕过大坝主体工程的引水隧洞，所述引水隧洞的出水口设置在坝下江段，所述引水隧洞的取水口设置在坝上库区江段，将坝上库区江段合适水温的水体引至坝下，以减缓下泄低温水对大坝下游生态的影响。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述出水口设置在距所述坝主体工程边缘至少1km的江段位置。

根据本发明的另一个实施方案，所述取水口的位置设置在距所述坝主体工程边缘至少1km的江段位置。

根据本发明的另一个实施方案，所述取水口的位置位于水下温跃层以上位置。

根据本发明的另一个实施方案，它还包括设置绕过大坝主体工程的明渠，所述明渠的出水口设置在坝下江段，所述明渠的取水口设置在坝上库区江段。

本发明还可以是：

根据本发明的另一个实施方案，所述引水隧洞的取水口设置在水体没有出现明显分层现象的库区江段。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种减缓水库工程低温水的方法，通过隧洞将坝上较高温度的水体下泄至坝下江段，取水口设在坝上江段，引温跃层及以上位置的水体下泄，能直接有效的提高坝下水体温度，从而可尽快达到鱼类正常繁殖所需水温，同时下泄的水量对坝下江段也能起到生态流量的补充作用，具有很好的生态效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

一种减缓水库工程低温水的方法，它包括：

设置绕过大坝主体工程的引水隧洞，所述引水隧洞的出水口设置在坝下江段，所述引水隧洞的取水口设置在坝上库区江段，将坝上库区江段合适水温的水体引至坝下，以减缓下泄低温水对大坝下游生态的影响。

以上方案即是从分层取水的角度出发，根据电站主体工程区域的地理条件，选择新建引水隧洞的方式，取水口优选设置在库区水体温跃层以上位置，使水库表层水和温跃层水通过隧洞下泄至坝下，这样可以中和主体工程下泄的底层低温水，起到有效抬高坝下水温的作用。

引水隧洞出水口设置：为了不干扰电站正常运行，出水口设置在坝下1km以下江段位置。

取水口位置设置：为了不干扰电站正常运行，取水口的位置设置在坝上1km以上江段。

根据模型计算和实际监测，确定每年3-6月份时期，库区水体水温垂向分布特征，特别是温跃层变化特征。在3-6月份期间，通过工程措施引库区温跃层及以上的水体下泄，能有效、快捷的提高坝下水体温度。

考虑到不影响主体工程正常运行，并且降低修建成本的原则，本方案的横向取水口是设置在靠近大坝的库区江段，并根据水库3-6月期间的水体温度垂向分层特征，取水口设置在温跃层及以上位置。但是高坝水库在3-6月期间，距离大坝较远的库区江段，水体没有出现明显分层现象，并且水体温度高于下泄水温，因此，也可以将取水口设置在没有出现分层的江段，但是距离坝下位置较远，修建的隧洞距离较长，导致成本偏高。

根据电站工程的区域特点，也可采用隧洞加明渠的方式将坝上较高温度的水体引至坝下江段。明渠的出水口设置在坝下江段，所述明渠的取水口设置在坝上库区江段。

综上所述，本发明技术方案主要是根据水电主体工程所在位置的地理条件，新建引水隧洞，以及取水口设置在库区温跃层以上位置，使水库表层水和温跃层水通过隧洞下泄至坝下，有效减缓工程下泄低温水对大坝下游的影响。较高温度的水体通过新建的引水隧洞下泄至坝下江段，能直接有效的提高坝下水体温度，尽快达到鱼类正常繁殖所需水温，同时下泄的水量对坝下江段也能起到生态流量的补充作用，有很好的生态效益。

在减缓高坝水库低温水的技术措施中，目前实际应用的主要是采用叠梁门分层取水的方法，需要和主体工程同步建设，并且运行效率不高，耗时过长，效果有限。本发明通过新修建引水隧洞，不需要与主体工程同步建设，同时在实际运行时方便快捷。

以某水电工程为例，以***水电站为应用背景进行效果说明：

***水电站位于某地上游184km，最大坝高278m，多年平均流量4620m³/s，正常蓄水位600m，对应回水长度204km，库容115.7亿m3。根据“***水电站环境影响报告书”，***水库全年均处于水温分层状态，下泄水温延迟现象较为明显，特别是从3月至9月，出流温度较建坝前平均降低了1.5℃，4月降低最多为3.2℃。考虑到3～6月份是多种鱼类的繁殖季节，对水温十分敏感，因此采取相关措施减缓低温水下泄。具有十分重要的意义。

以原***单独运行、单层取水2月水温为初始条件，采用***单独运行的调度过程和相关区域多年平均气象条件，在3～6月采用引水隧洞取表层20m的水体，根据宽度平均立面二维水库水温预测模型计算，月均最大改善效果为1.0℃(3-4月)，日均最大改善效果为1.4℃。5-6月，由于水位下降，表层取水没有明显的效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种减缓水库工程低温水的方法，其特征在于它包括：

设置绕过大坝主体工程的引水隧洞，所述引水隧洞的出水口设置在坝下江段，所述引水隧洞的取水口设置在坝上库区江段，将坝上库区江段合适水温的水体引至坝下，以减缓下泄低温水对大坝下游生态的影响。

2.根据权利要求1所述的减缓水库工程低温水的方法，其特征在于所述出水口设置在距所述坝主体工程边缘至少1km的江段位置。

3.根据权利要求1所述的减缓水库工程低温水的方法，其特征在于所述取水口的位置设置在距所述坝主体工程边缘至少1km的江段位置。

4.根据权利要求1所述的减缓水库工程低温水的方法，其特征在于所述取水口的位置位于水下温跃层以上位置。

5.根据权利要求1所述的减缓水库工程低温水的方法，其特征在于它还包括设置绕过大坝主体工程的明渠，所述明渠的出水口设置在坝下江段，所述明渠的取水口设置在坝上库区江段。

6.根据权利要求1所述的减缓水库工程低温水的方法，其特征在于所述引水隧洞的取水口设置在水体没有出现明显分层现象的库区江段。