CN106087905A - 一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构及方法，所述结构包括水库大坝及与水库大坝相连的坝上干流和坝下干流，所述坝下干流上布置有坝下支流，坝上干流上布置有坝上支流，水库大坝上游设置有坝上过鱼支流，所述坝上过鱼支流的入汇口与水库大坝上游的坝上干流相连，坝下过鱼支流的上游通过坝上过鱼支流至坝下干流区间段与坝下干流相连；所述方法步骤包括：(1)调查过鱼条件并确定坝上过鱼支流；(2)进行下行过鱼线路布置与过鱼设施选型；(3)进行过鱼设施主体结构及其辅助结构具体布置。本发明通过建立水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，达到了水库上下游过鱼的环保要求，实现了工程建设与环境保护的协调。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程环境保护技术领域，具体是涉及一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构及方法。
背景技术
水利水电工程开发涉及的坝址上下游鱼类交流通道阻隔及鱼类基因交流问题是其建设与运行最主要且最迫切需要解决的环境问题，为此，环境保护行政主管部门一般都针对水利水电工程开发涉及的保护鱼类及受影响程度情况，提出了坝址上下游过鱼设施建设、运行及相关研究的要求，如鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的过鱼设施等，以期实现区域、流域生态环境的可持续健康发展。
因受限于水利水电工程水库上下游过鱼设施布置有限的地形地质条件，以及水库规划或已有枢纽建筑物布置格局造成的极为有限的过鱼设施建设场地条件。目前，水库上下游过鱼设施新建、改造的技术难度普遍较大、造价成本普遍较高、可操作性普遍较差，尤其在已建水库上下游已有枢纽建筑物与新建过鱼设施之间的施工协调性、运行安全性等方面更是存在诸多制约。
为了很好的解决水利水电工程水库上游至下游的下行过鱼问题，将过鱼设施实施的着力点从水库本身转移至其上游地形条件较为有利的支流，很有必要提供一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构及方法，充分利用水库坝上支流良好过鱼条件，并对坝下支流已有的拦河构筑物进行过鱼功能改造后布置仿自然通道，使大坝上游鱼类通过“坝上干流—坝上过鱼支流(含拟进行过鱼功能改造的已有拦河构筑物)—坝上过鱼支流至坝下干流区间段—坝下干流”的下行过鱼线路，以实现水库上下游下行过鱼的环保要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明根据规划或已有水库上下游过鱼要求，从破除水库上下游规划或已有枢纽建筑物与拟建过鱼设施的技术可操作性、造价经济性、施工协调性、运行安全性的限制条件角度出发，将过鱼设施实施的着力点从水库本身转移至其上游地形地质条件较为有利的支流，利用水库坝上支流过鱼工程良好的技术实施条件、造价经济条件、施工协调条件、运行安全条件，创造性的提供一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，建立一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，以达到水库上下游过鱼的环保要求。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，包括水库大坝及与水库大坝相连的坝上干流和坝下干流，所述坝下干流上布置有坝下支流，坝上干流上布置有坝上支流，所述水库大坝上游设置有坝上过鱼支流，所述坝上过鱼支流的入汇口与水库大坝上游的坝上干流相连，坝下过鱼支流的上游通过坝上过鱼支流至坝下干流区间段与坝下干流相连。
所述坝上过鱼支流上位于坝上过鱼支流至坝下干流区间段和坝上干流之间设置有拦河构筑物，且拦河构筑物坝高在10m以下。
所述坝上过鱼支流至坝下干流区间段上布置有涵洞或架空结构的池式鱼道，并在池式鱼道上设置有诱导设施。
所述诱导设施包括拦鱼堰、拦鱼网、水流、声或光中的一种或几种。
所述坝上过鱼支流上设置有仿自然通道，仿自然通道结构为坝上过鱼支流的入汇口、坝上过鱼支流的河道及坝上过鱼支流至坝下干流区间段涵洞或架空结构的池式鱼道的进口。
一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，具体包括以下步骤：
(1)调查过鱼条件并确定坝上过鱼支流：调查规划或已有水库坝上干流、坝上支流、坝下干流、坝下支流的水文条件、地形地质条件、工程布置条件和主要过鱼对象条件，并根据各类过鱼设施建设、运行要求，据实比选并确定水库大坝上游实施过鱼设施的坝上过鱼支流；
(2)进行下行过鱼线路布置与过鱼设施选型：根据水库坝上过鱼支流、坝下干流的过鱼条件与各类过鱼设施建设、运行要求，布置水库坝上过鱼支流与坝下干流结合的下行过鱼线路，并根据过鱼线路不同区段具体情况进行过鱼设施的具体结构选型；
(3)进行过鱼设施主体结构及其辅助结构具体布置：根据下行过鱼线路不同区段的过鱼设施结构选型情况，进行下行过鱼线路各区段鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的各种过鱼设施主体结构，以及过鱼设施辅助结构的具体布置。
所述步骤(1)中水文条件是指水位、流量、泥沙、河道形态与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述地形地质条件是指水库上下游的干流、支流地形地貌、地质构造与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述工程布置条件是指水库主体工程的上下游水位差、枢纽布置、运行方式与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述主要过鱼对象条件主要指水库上下游干支流中受保护的珍稀、濒危及特有鱼类，以及经济价值较高的洄游性、半洄游性鱼类的种类、数量、体长、克流能力、生活习性及主要过鱼季节与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件。
所述步骤(1)中各类过鱼设施是指在规划或已有水库坝上支流、坝下干流新建、改建的鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的各类过鱼设施。
所述步骤(1)确定坝上过鱼支流主要指根据水库坝上各条支流过鱼条件，结合各类过鱼设施建设、运行要求，从技术实施条件、造价经济条件、施工协调条件、运行安全条件要素进行比选，据实确定水库坝上实施过鱼设施的支流。
所述步骤(2)中下行过鱼线路布置为：坝上干流→坝上过鱼支流→坝上过鱼支流至坝下干流区间段→坝下干流。
本发明的有益效果是：
与已有技术相比，本发明根据规划或已有水库上下游过鱼要求，从破除水库上下游规划或已有枢纽建筑物与拟建过鱼设施的技术可操作性、造价经济性、施工协调性、运行安全性的限制条件角度出发，将过鱼设施实施的着力点从水库本身转移至其上游地形地质条件较为有利的支流，利用水库坝上支流过鱼工程良好的技术实施条件、造价经济条件、施工协调条件、运行安全条件，创造性的提供一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，建立一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，达到了水库上下游过鱼的环保要求，实现了工程建设与环境保护的友好协调，达到了社会效益、经济效益和环境效益的共赢。
本发明造价低、施工简单、运行方便，能够与水库上下游枢纽建筑物布置格局很好地协调与适应，且不影响水库主体工程的安全、稳定运行，实现了工程建设与环境保护的友好协调，达到了社会效益、经济效益和环境效益的共赢，具有广阔的应用与推广前景。
附图说明
图1为本发明所述水库坝上支流至坝下干流下行过鱼线路结构示意图；
图2为本发明流程框图。
图中：1-水库大坝，2-坝上过鱼支流，3-坝下干流，4-坝上过鱼支流至坝下干流区间段，5-拦河构筑物，6-坝上支流，7-坝下支流，8-坝上干流。
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所示，本发明所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，包括水库大坝1及与水库大坝1相连的坝上干流8和坝下干流3，所述坝下干流3上布置有坝下支流7，坝上干流8上布置有坝上支流6，所述水库大坝1上游设置有坝上过鱼支流2，所述坝上过鱼支流2的入汇口与水库大坝1上游的坝上干流8相连，坝下过鱼支流2的上游通过坝上过鱼支流至坝下干流区间段4与坝下干流3相连。
所述坝上过鱼支流2上位于坝上过鱼支流至坝下干流区间段4和坝上干流8之间设置有拦河构筑物5。
所述坝上过鱼支流至坝下干流区间段4上布置有涵洞或架空结构的池式鱼道，并在池式鱼道上设置有诱导设施。
所述诱导设施包括拦鱼堰、拦鱼网、水流、声或光中的一种或几种。
所述坝上过鱼支流2上设置有仿自然通道，仿自然通道结构为坝上过鱼支流2的入汇口、坝上过鱼支流2的河道及坝上过鱼支流至坝下干流区间段4涵洞或架空结构的池式鱼道的进口。
如图1、图2所示，本发明所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，具体包括以下步骤：
(1)调查过鱼条件并确定坝上过鱼支流：调查规划或已有水库坝上干流、坝上支流、坝下干流、坝下支流的水文条件、地形地质条件、工程布置条件和主要过鱼对象条件，并根据各类过鱼设施建设、运行要求，据实比选并确定水库大坝上游实施过鱼设施的坝上过鱼支流；如图1所示，调查规划或已有水库大坝1上的坝上干流8、坝上支流6、坝下干流3和坝下支流7的水文条件、地形地质条件、工程布置条件和主要过鱼对象条件，并根据各类过鱼设施建设、运行要求，据实比选并确定水库大坝上游实施过鱼设施的坝上过鱼支流2。
所述的水文条件主要指水位、流量、泥沙、河道形态等与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述的地形地质条件主要指水库上下游的干流、支流地形地貌、地质构造等与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述的工程布置条件主要指水库主体工程的上下游水位差、枢纽布置、运行方式等与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述的主要过鱼对象条件主要指水库上下游干支流中受保护的珍稀、濒危及特有鱼类，以及经济价值较高的洄游性、半洄游性鱼类的种类、数量、体长、克流能力、生活习性及主要过鱼季节等与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述的各类过鱼设施是指在规划或已有水库坝上支流、坝下干流新建、改建的鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的各类过鱼设施；所述的确定坝上过鱼支流主要指根据水库坝上各条支流过鱼条件，结合各类过鱼设施建设、运行要求，从技术实施条件、造价经济条件、施工协调条件、运行安全条件等要素进行比选，据实确定水库坝上实施过鱼设施的支流。
(2)进行下行过鱼线路布置与过鱼设施选型：根据水库坝上过鱼支流、坝下干流的过鱼条件与各类过鱼设施建设、运行要求，布置水库坝上过鱼支流与坝下干流结合的下行过鱼线路，并根据过鱼线路不同区段具体情况进行过鱼设施的具体结构选型；如图1所示，根据水库坝上过鱼支流2、坝下干流3的过鱼条件与各类过鱼设施建设、运行要求，布置水库坝上过鱼支流2与坝下干流3结合的下行过鱼线路，其下行过鱼线路为：坝上干流8→坝上过鱼支流2(含拟进行过鱼功能改造的已有拦河构筑物5)→坝上过鱼支流至坝下干流区间段4→坝下干流，并在下行过鱼线路的坝上过鱼支流2(含拟进行过鱼功能改造的已有拦河构筑物5)上布置仿自然通道，在穿越或翻越山体的坝上过鱼支流至坝下干流区间段4上布置涵洞或架空结构的池式鱼道。
所述的下行过鱼线路布置为：坝上干流→坝上过鱼支流(含已有拦河构筑物拆除或过鱼功能改造)→坝上过鱼支流至坝下干流区间段→坝下干流，下行过鱼线路上的坝上过鱼支流已有拦河构筑物坝高在10m以下，且其发电、灌溉等利用功能可被坝上过鱼支流其他已有拦河构筑物替代的宜予以拆除，其余已有拦河构筑物宜进行过鱼功能改造；所述的过鱼设施选型主要指在下行过鱼线路不同区段上，根据水文、地形地质、工程布置、主要过鱼对象等过鱼条件，经技术经济比较，据实选择与布设的鱼道(主要型式有槽式、池式、特殊形态等)、仿自然通道、鱼闸(主要型式有闸式、竖井式或斜井式)、集运鱼系统或者不同组合方式的各种型式过鱼设施。
(3)进行过鱼设施主体结构及其辅助结构具体布置：根据下行过鱼线路不同区段的过鱼设施结构选型情况，进行下行过鱼线路各区段鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的各种过鱼设施主体结构，以及过鱼设施辅助结构的具体布置。
所述的过鱼设施具体布置应与水库上下游枢纽建筑物的布置相协调，并根据地形地质、工程布置、上下游水流条件等选择合适、有利的位置予以布置，便于运行和管理，且不得影响河道行洪、航运安全；所述的鱼道主体结构具体布置主要布置内容包括进口(进口宜布置在鱼类聚集区，宜设置水流调节设施，可采用溢流堰、竖缝或孔口型，可设置多个不同高程的进口以适应水位变幅)、池室(池室宜布置在岸坡稳定区域，可采用绕岸式、格式、多层盘折式、塔式、涵洞式等布置型式，池室间的隔板可采用溢流堰式、竖缝式、淹没孔口式及组合式等型式)、出口(出口宜近岸布置，可设置多个不同高程的出口以适应水位变幅)等结构；所述的仿自然通道主体结构具体布置主要布置内容包括进口(进口宜布置在有水流下泄区域，与河床底部顺接，可设置水位调节设施以适应水位变幅)、通道(通道宜采用生态护岸结构，断面形状、宽度、水深和水流应尽可能多样，以适应不同鱼类的需要)、出口(出口宜傍岸布置，可设置水位调节设施以适应上游水位变幅)等结构；所述的鱼闸主体结构具体布置主要布置内容包括进口(进口宜布置在鱼类聚集区，可设置水位调节设施以适应下游水位变幅，宜设置诱导水流)、闸室(闸室底板宜设在水库死水位以下，闸室内应设置诱导、防逃和驱鱼等装置)、出口(出口布置宜远离妨碍鱼类继续上溯的不利环境区，必要时可设置拦鱼设施，避免鱼类回到下游)等结构；所述的集运鱼系统主体结构具体布置主要布置内容包括集鱼设施(包括可连续集鱼的固定式集鱼设施和间断性集鱼的可移动集鱼船)、运鱼设施(包括运鱼船、运鱼车等)、运鱼码头等结构；所述的过鱼设施辅助结构具体布置主要布置内容包括诱导设施(包括拦鱼坝、拦鱼堰、拦鱼网、水流、电栅、声、光、气幕等设施)、拦清设施(包括拦污栅、拦污漂、清污机、清污检修闸门、冲於设备等设施)、观测设施(观测室、观测设备、水位监控等设施)等结构，具体布置应与过鱼设施主体结构布置、河流通航、排漂等相协调。
如图1所示，坝上过鱼支流至坝下干流区间段4上布置的涵洞或架空结构的池式鱼道主体结构包括进口、池室和出口，所述进口宜布置在坝上过鱼支流2的鱼类聚集区，宜设置水流调节设施，可采用溢流堰、竖缝或孔口型，可在坝上过鱼支流2河道上设置多个不同高程的进口以适应水位变幅；池室宜布置在坝上过鱼支流2与坝下干流3之间的山体内或山体上的岸坡稳定区域，穿越山体内的鱼道采用涵洞结构的池式型式，翻越山体上的岸坡稳定区域鱼道采用架空结构的池式型式，池室间的隔板可采用溢流堰式、竖缝式、淹没孔口式及组合式等型式；出口宜在坝下干流3近岸布置，可在坝下干流3河道上设置多个不同高程的出口以适应水位变幅。
坝上过鱼支流2上仿自然通道主体结构包括坝上过鱼支流2的入汇口、坝上过鱼支流2的河道、坝上过鱼支流至坝下干流区间段4涵洞或架空结构的池式鱼道的进口。
坝上过鱼支流2仿自然通道不设辅助结构；坝上过鱼支流至坝下干流区间段4上的涵洞或架空结构的池式鱼道辅助结构包括诱导设施、拦清设施和观测设施，所述诱导设施包括拦鱼堰、拦鱼网、水流、声、光等设施；所述拦清设施包括拦污栅、冲於设备等设施；所述观测设施包括观测室、观测设备、水位监控等设施。
Claims (10)
1.一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，其特征在于：包括水库大坝(1)及与水库大坝(1)相连的坝上干流(8)和坝下干流(3)，所述坝下干流(3)上布置有坝下支流(7)，坝上干流(8)上布置有坝上支流(6)，所述水库大坝(1)上游设置有坝上过鱼支流(2)，所述坝上过鱼支流(2)的入汇口与水库大坝(1)上游的坝上干流(8)相连，坝下过鱼支流(2)的上游通过坝上过鱼支流至坝下干流区间段(4)与坝下干流(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，其特征在于：所述坝上过鱼支流(2)上位于坝上过鱼支流至坝下干流区间段(4)和坝上干流(8)之间设置有拦河构筑物(5)，且拦河构筑物(5)坝高在10m以下。
3.根据权利要求1所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，其特征在于：所述坝上过鱼支流至坝下干流区间段(4)上布置有涵洞或架空结构的池式鱼道，并在池式鱼道上设置有诱导设施。
4.根据权利要求3所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，其特征在于：所述诱导设施包括拦鱼堰、拦鱼网、水流、声或光中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构，其特征在于：所述坝上过鱼支流(2)上设置有仿自然通道，仿自然通道结构为坝上过鱼支流(2)的入汇口、坝上过鱼支流(2)的河道及坝上过鱼支流至坝下干流区间段(4)涵洞或架空结构的池式鱼道的进口。
6.一种实现如权利要求1至5任意一项所述水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼结构的下行过鱼方法，具体包括以下步骤：
(1)调查过鱼条件并确定坝上过鱼支流：调查规划或已有水库坝上干流、坝上支流、坝下干流、坝下支流的水文条件、地形地质条件、工程布置条件和主要过鱼对象条件，并根据各类过鱼设施建设、运行要求，据实比选并确定水库大坝上游实施过鱼设施的坝上过鱼支流；
(2)进行下行过鱼线路布置与过鱼设施选型：根据水库坝上过鱼支流、坝下干流的过鱼条件与各类过鱼设施建设、运行要求，布置水库坝上过鱼支流与坝下干流结合的下行过鱼线路，并根据过鱼线路不同区段具体情况进行过鱼设施的具体结构选型；
(3)进行过鱼设施主体结构及其辅助结构具体布置：根据下行过鱼线路不同区段的过鱼设施结构选型情况，进行下行过鱼线路各区段鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的各种过鱼设施主体结构，以及过鱼设施辅助结构的具体布置。
7.根据权利要求6所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，其特征在于：所述步骤(1)中水文条件是指水位、流量、泥沙、河道形态与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述地形地质条件是指水库上下游的干流、支流地形地貌、地质构造与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述工程布置条件是指水库主体工程的上下游水位差、枢纽布置、运行方式与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件；所述主要过鱼对象条件主要指水库上下游干支流中受保护的珍稀、濒危及特有鱼类，以及经济价值较高的洄游性、半洄游性鱼类的种类、数量、体长、克流能力、生活习性及主要过鱼季节与过鱼设施实施密切相关的特征参数条件。
8.根据权利要求6所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，其特征在于：所述步骤(1)中各类过鱼设施是指在规划或已有水库坝上支流、坝下干流新建、改建的鱼道、仿自然通道、鱼闸、集运鱼系统或者不同组合方式的各类过鱼设施。
9.根据权利要求6所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，其特征在于：所述步骤(1)确定坝上过鱼支流主要指根据水库坝上各条支流过鱼条件，结合各类过鱼设施建设、运行要求，从技术实施条件、造价经济条件、施工协调条件、运行安全条件要素进行比选，据实确定水库坝上实施过鱼设施的支流。
10.根据权利要求6所述的一种水库坝上支流与坝下干流结合的下行过鱼方法，其特征在于：所述步骤(2)中下行过鱼线路布置为：坝上干流→坝上过鱼支流→坝上过鱼支流至坝下干流区间段→坝下干流。
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