一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構及方法
【專利摘要】本發明公開了一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構及方法，所述包括水庫大壩及與水庫大壩相連的壩上干流和壩下干流，所述壩下干流上布置有壩下支流，壩上干流上布置有壩上支流，所述水庫大壩下游側設置有水庫壩下過魚支流，并在水庫壩下過魚支流上設置有攔河構筑物；所述方法步驟包括：(1)調查過魚條件并確定壩下過魚支流；(2)進行上行過魚線路布置與過魚設施選型；(3)進行過魚設施主體結構及其輔助結構具體布置。本發明造價低、施工簡單、運行方便，能夠與水庫上下游樞紐建筑物布置格局很好地協調與適應，且不影響水庫主體工程的安全、穩定運行，達到了社會效益、經濟效益和環境效益的共贏，具有廣闊的應用與推廣前景。
【專利說明】
一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構及方法
技術領域
[0001]本發明屬于水利水電工程環境保護技術領域，具體是涉及一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構及方法。
【背景技術】
[0002]水利水電工程開發涉及的壩址上下游魚類交流通道阻隔及魚類基因交流問題是其建設與運行最主要且最迫切需要解決的環境問題，為此，環境保護行政主管部門一般都針對水利水電工程開發涉及的保護魚類及受影響程度情況，提出了壩址上下游過魚設施建設、運行及相關研究的要求，如魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的過魚設施等，以期實現區域、流域生態環境的可持續健康發展。
[0003]因受限于水利水電工程水庫上下游過魚設施布置有限的地形地質條件，以及水庫規劃或已有樞紐建筑物布置格局造成的極為有限的過魚設施建設場地條件。目前，水庫上下游過魚設施新建、改造的技術難度普遍較大、造價成本普遍較高、可操作性普遍較差，尤其在已建水庫上下游已有樞紐建筑物與新建過魚設施之間的施工協調性、運行安全性等方面更是存在諸多制約。
[0004]為了很好的解決水利水電工程水庫下游至上游的上行過魚問題，將過魚設施實施的著力點從水庫本身轉移至其下游地形條件較為有利的支流，很有必要提供一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構及方法，充分利用水庫壩下支流良好過魚條件，并對壩下支流已有的攔河構筑物進行拆除后布置仿自然通道，使大壩下游魚類通過“壩下干流一壩下過魚支流(含擬拆除的已有攔河構筑物)一壩下過魚支流至壩上干流區間段一壩上干流”的上行過魚線路，以實現水庫上下游上行過魚的環保要求。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供了一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構及方法。從而解決了水庫上下游規劃或已有樞紐建筑物與擬建過魚設施的技術可操作性、造價經濟性、施工協調性、運行安全性的限制問題
[0006]本發明是通過如下技術方案予以實現的。
[0007]—種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，包括水庫大壩及與水庫大壩相連的壩上干流和壩下干流，所述壩下干流上布置有壩下支流，壩上干流上布置有壩上支流，所述水庫大壩下游側設置有水庫壩下過魚支流，并在水庫壩下過魚支流上設置有攔河構筑物。
[0008]所述壩下過魚支流的入匯口與水庫大壩上的壩下干流相連，壩下過魚支流的出匯口與壩上干流通過壩下過魚支流至壩上干流區間段相連。
[0009]所述壩下過魚支流至壩上干流區間段布置有涵洞或架空結構的池式魚道，并在池式魚道上設置有誘導設施。
[0010]所述誘導設施包括攔魚堰、攔魚網、水流、聲或光中的一種或幾種。
[0011]—種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，具體包括以下步驟:
[0012](I)調查過魚條件并確定壩下過魚支流:調查規劃或已有水庫大壩壩上干流、壩上支流、壩下干流、壩下支流的水文過魚條件、地形地質過魚條件、工程布置過魚條件和主要過魚對象過魚條件，并根據各類過魚設施建設、運行要求，據實比選并確定水庫大壩下游實施過魚設施的壩下過魚支流；
[0013](2)進行上行過魚線路布置與過魚設施選型:根據水庫壩下過魚支流、壩上干流的過魚條件與各類過魚設施建設、運行要求，布置水庫壩下過魚支流與壩上干流結合的上行過魚線路，并根據過魚線路不同區段具體情況進行過魚設施的具體結構選型；
[0014](3)進行過魚設施主體結構及其輔助結構具體布置:根據上行過魚線路不同區段的過魚設施結構選型情況，進行上行過魚線路各區段魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的各種過魚設施主體結構，以及過魚設施輔助結構的具體布置。
[0015]所述步驟(I)中水文條件包括水位、流量、泥沙和河道形態;所述地形地質條件包括水庫上下游的干流、支流地形地貌和地質構造;所述工程布置條件包括水庫主體工程的上下游水位差、樞紐布置和運行方式;所述主要過魚對象條件包括水庫上下游干支流中受保護的珍稀、瀕危及特有魚類，以及經濟價值較高的洄游性、半洄游性魚類的種類、數量、體長、克流能力及生活習性。
[0016]所述步驟(I)中各類過魚設施是指在水庫壩下支流、壩上干流新建、改建的魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的各類過魚設施;所述確定壩下過魚支流是指根據水庫壩下各條支流過魚條件，結合各類過魚設施建設、運行要求，從技術實施條件、造價經濟條件、施工協調條件、運行安全條件等要素進行比選，據實確定水庫壩下實施過魚設施的支流。
[0017]所述步驟(2)中上行過魚線路布置為壩下干流—壩下過魚支流—壩下過魚支流至壩上干流區間段—壩上干流。
[0018]所述步驟(3)中過魚設施具體布置為根據地形地質、工程布置、上下游水流條件選擇合適、有利的位置予以布置，便于運行和管理，且不得影響河道行洪、航運安全。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020]本發明根據規劃或已有水庫上下游過魚要求，從破除水庫上下游規劃或已有樞紐建筑物與擬建過魚設施的技術可操作性、造價經濟性、施工協調性、運行安全性的限制條件角度出發，將過魚設施實施的著力點從水庫本身轉移至其下游地形地質條件較為有利的支流，利用水庫壩下支流過魚工程良好的技術實施條件、造價經濟條件、施工協調條件、運行安全條件，創造性的提供一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，建立一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，以達到水庫上下游過魚的環保要求。
[0021]與現有技術相比，本發明造價低、施工簡單、運行方便，能夠與水庫上下游樞紐建筑物布置格局很好地協調與適應，且不影響水庫主體工程的安全、穩定運行，實現了工程建設與環境保護的友好協調，達到了社會效益、經濟效益和環境效益的共贏，具有廣闊的應用與推廣前景。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明流程框圖；
[0023]圖2為本發明水庫壩下支流至壩上干流上行過魚線路示意圖。
[0024]圖中:丨-水庫大壩，2-壩下過魚支流，3-壩上干流，4-壩下過魚支流至壩上干流區間段，5-壩上支流，6-攔河構筑物，7-壩下支流，8-壩下干流。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0026]如圖2所示，一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，包括水庫大壩I及與水庫大壩I相連的壩上干流3和壩下干流8，所述壩下干流8上布置有壩下支流7，壩上干流3上布置有壩上支流5，所述水庫大壩I下游側設置有水庫壩下過魚支流2，并在水庫壩下過魚支流2上設置有攔河構筑物6。
[0027]所述壩下過魚支流2的入匯口與水庫大壩I上的壩下干流8相連，壩下過魚支流2的出匯口與壩上干流3通過壩下過魚支流至壩上干流區間段4相連。
[0028]所述壩下過魚支流至壩上干流區間段4布置有涵洞或架空結構的池式魚道，并在池式魚道上設置有誘導設施。
[0029]所述誘導設施包括攔魚堰、攔魚網、水流、聲或光中的一種或幾種。
[0030]如圖1所示，本發明所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，具體包括以下步驟:
[0031](I)調查過魚條件并確定壩下過魚支流:調查規劃或已有水庫大壩壩上干流、壩上支流、壩下干流、壩下支流的水文過魚條件、地形地質過魚條件、工程布置過魚條件和主要過魚對象過魚條件，并根據各類過魚設施建設、運行要求，據實比選并確定水庫大壩下游實施過魚設施的壩下過魚支流；如圖2所示，調查過魚條件并確定壩下過魚支流2，具體操作時，調查規劃或已有水庫大壩I的壩上干流3、壩上支流5、壩下干流8、壩下支流7的水文、地形地質、工程布置、主要過魚對象等過魚條件，并根據各類過魚設施建設、運行要求，據實比選并確定水庫大壩下游實施過魚設施的壩下過魚支流2。
[0032](2)進行上行過魚線路布置與過魚設施選型:根據水庫壩下過魚支流、壩上干流的過魚條件與各類過魚設施建設、運行要求，布置水庫壩下過魚支流與壩上干流結合的上行過魚線路，并根據過魚線路不同區段具體情況進行過魚設施的具體結構選型；
[0033]如圖2所示，根據水庫壩下過魚支流2、壩上干流3的過魚條件與各類過魚設施建設、運行要求，布置水庫壩下過魚支流2與壩上干流3結合的上行過魚線路，主要包括壩下干流8—壩下過魚支流2(含擬拆除的已有攔河構筑物6)—壩下過魚支流至壩上干流區間段4 一壩上干流3等區段，并在上行過魚線路的壩下過魚支流2(含擬拆除的已有攔河構筑物6)布置仿自然通道，在穿越或翻越山體的壩下過魚支流至壩上干流區間段4布置涵洞或架空結構的池式魚道。
[0034](3)進行過魚設施主體結構及其輔助結構具體布置:根據上行過魚線路不同區段的過魚設施結構選型情況，進行上行過魚線路各區段魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的各種過魚設施主體結構，以及過魚設施輔助結構的具體布置。如圖2所示，壩下過魚支流2仿自然通道主體結構主要布置內容包括進口(即為壩下過魚支流2的入匯口)、通道(即為壩下過魚支流2的河道)等結構。壩下過魚支流至壩上干流區間段4涵洞或架空結構的池式魚道主體結構包括進口(進口宜布置在壩下過魚支流2的魚類聚集區，宜設置水流調節設施，可采用溢流堰、豎縫或孔口型，可在壩下過魚支流2河道上設置多個不同高程的進口以適應水位變幅)、池室(池室宜布置在壩下過魚支流2與壩上干流3之間的山體內或山體上的岸坡穩定區域，穿越山體內的魚道采用涵洞結構的池式型式，翻越山體上的岸坡穩定區域魚道采用架空結構的池式型式，池室間的隔板可采用溢流堰式、豎縫式、淹沒孔口式及組合式等型式)、出口(出口宜在壩上干流3近岸布置，可在壩上干流3河道上設置多個不同高程的出口以適應水位變幅)等結構。壩下過魚支流2仿自然通道不設輔助結構；壩下過魚支流至壩上干流區間段4的涵洞或架空結構池式魚道輔助結構主要包括誘導設施(包括攔魚堰、攔魚網、水流、聲、光等設施)、攔清設施(包括攔污柵、沖於設備等設施)、觀測設施(觀測室、觀測設備、水位監控等設施)等結構。
[0035]所述步驟(I)中水文條件包括水位、流量、泥沙和河道形態等與過魚設施實施密切相關的特征參數條件;所述地形地質條件包括水庫上下游的干流、支流地形地貌、地質構造等與過魚設施實施密切相關的特征參數條件;所述工程布置條件包括水庫主體工程的上下游水位差、樞紐布置、運行方式等與過魚設施實施密切相關的特征參數條件;所述主要過魚對象條件包括水庫上下游干支流中受保護的珍稀、瀕危及特有魚類，以及經濟價值較高的洄游性、半洄游性魚類的種類、數量、體長、克流能力、生活習性及主要過魚季節等與過魚設施實施密切相關的特征參數條件。
[0036]所述各類過魚設施是指在規劃或已有水庫壩下支流、壩上干流新建、改建的魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的各類過魚設施;所述確定壩下過魚支流是指根據水庫壩下各條支流過魚條件，結合各類過魚設施建設、運行要求，從技術實施條件、造價經濟條件、施工協調條件、運行安全條件等要素進行比選，據實確定水庫壩下實施過魚設施的支流。
[0037]所述步驟(2)上行過魚線路布置包括壩下干流一壩下過魚支流(含已有攔河構筑物拆除或過魚功能改造)一壩下過魚支流至壩上干流區間段一壩上干流，水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚線路，上行過魚線路上的壩下過魚支流已有攔河構筑物壩高在1m以下，且其發電、灌溉等利用功能可被壩下過魚支流其他已有攔河構筑物替代的宜予以拆除，其余已有攔河構筑物宜進行過魚功能改造;所述過魚設施選型是指在上行過魚線路不同區段上，根據水文、地形地質、工程布置、主要過魚對象等過魚條件，經技術經濟比較，據實選擇與布設的魚道(主要型式有槽式、池式、特殊形態等)、仿自然通道、魚閘(主要型式有閘式、豎井式或斜井式)、集運魚系統或者不同組合方式的各種型式過魚設施。
[0038]所述步驟(3)中過魚設施具體布置應與水庫上下游樞紐建筑物的布置相協調，并根據地形地質、工程布置、上下游水流條件等選擇合適、有利的位置予以布置，便于運行和管理，且不得影響河道行洪、航運安全;所述魚道主體結構具體布置，主要布置內容包括進口(進口宜布置在魚類聚集區，宜設置水流調節設施，可采用溢流堰、豎縫或孔口型，可設置多個不同高程的進口以適應水位變幅)、池室(池室宜布置在岸坡穩定區域，可采用繞岸式、格式、多層盤折式、塔式、涵洞式等布置型式，池室間的隔板可采用溢流堰式、豎縫式、淹沒孔口式及組合式等型式)、出口(出口宜近岸布置，可設置多個不同高程的出口以適應水位變幅)等結構;所述的仿自然通道主體結構具體布置，主要布置內容包括進口(進口宜布置在有水流下泄區域，與河床底部順接，可設置水位調節設施以適應水位變幅)、通道(通道宜采用生態護岸結構，斷面形狀、寬度、水深和水流應盡可能多樣，以適應不同魚類的需要)、出口(出口宜傍岸布置，可設置水位調節設施以適應上游水位變幅)等結構；所述的魚閘主體結構具體布置，主要布置內容包括進口(進口宜布置在魚類聚集區，可設置水位調節設施以適應下游水位變幅，宜設置誘導水流)、閘室(閘室底板宜設在水庫死水位以下，閘室內應設置誘導、防逃和驅魚等裝置)、出口(出口布置宜遠離妨礙魚類繼續上溯的不利環境區，必要時可設置攔魚設施，避免魚類回到下游)等結構;所述集運魚系統主體結構具體布置，主要布置內容包括集魚設施(包括可連續集魚的固定式集魚設施和間斷性集魚的可移動集魚船)、運魚設施(包括運魚船、運魚車等)、運魚碼頭等結構;所述的過魚設施輔助結構具體布置，主要布置內容包括誘導設施(包括攔魚壩、攔魚堰、攔魚網、水流、電柵、聲、光、氣幕等設施)、攔清設施(包括攔污柵、攔污漂、清污機、清污檢修閘門、沖於設備等設施)、觀測設施(觀測室、觀測設備、水位監控等設施)等結構，具體布置應與過魚設施主體結構布置、河流通航、排漂等相協調。
【主權項】
1.一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，其特征在于:包括水庫大壩(I)及與水庫大壩(I)相連的壩上干流(3)和壩下干流(8)，所述壩下干流(8)上布置有壩下支流(7)，壩上干流(3)上布置有壩上支流(5)，所述水庫大壩(I)下游側設置有水庫壩下過魚支流(2)，并在水庫壩下過魚支流(2)上設置有攔河構筑物(6)。2.根據權利要求1所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，其特征在于:所述壩下過魚支流(2)的入匯口與水庫大壩(I)上的壩下干流(8)相連，壩下過魚支流(2)的出匯口與壩上干流(3)通過壩下過魚支流至壩上干流區間段(4)相連。3.根據權利要求2所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，其特征在于:所述壩下過魚支流至壩上干流區間段(4)布置有涵洞或架空結構的池式魚道，并在池式魚道上設置有誘導設施。4.根據權利要求3所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構，其特征在于:所述誘導設施包括攔魚堰、攔魚網、水流、聲或光中的一種或幾種。5.—種實現如權利要求1至4任意一項所述水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚結構的上行過魚方法，其特征在于:具體包括以下步驟: (1)調查過魚條件并確定壩下過魚支流:調查規劃或已有水庫大壩壩上干流、壩上支流、壩下干流、壩下支流的水文過魚條件、地形地質過魚條件、工程布置過魚條件和主要過魚對象過魚條件，并根據各類過魚設施建設、運行要求，據實比選并確定水庫大壩下游實施過魚設施的壩下過魚支流； (2)進行上行過魚線路布置與過魚設施選型:根據水庫壩下過魚支流、壩上干流的過魚條件與各類過魚設施建設、運行要求，布置水庫壩下過魚支流與壩上干流結合的上行過魚線路，并根據過魚線路不同區段具體情況進行過魚設施的具體結構選型； (3)進行過魚設施主體結構及其輔助結構具體布置:根據上行過魚線路不同區段的過魚設施結構選型情況，進行上行過魚線路各區段魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的各種過魚設施主體結構，以及過魚設施輔助結構的具體布置。6.根據權利要求5所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，其特征在于:所述步驟(I)中水文條件包括水位、流量、泥沙和河道形態;所述地形地質條件包括水庫上下游的干流、支流地形地貌和地質構造;所述工程布置條件包括水庫主體工程的上下游水位差、樞紐布置和運行方式;所述主要過魚對象條件包括水庫上下游干支流中受保護的珍稀、瀕危及特有魚類，以及經濟價值較高的洄游性、半洄游性魚類的種類、數量、體長、克流能力及生活習性。7.根據權利要求5所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，其特征在于:所述步驟(I)中各類過魚設施是指在水庫壩下支流、壩上干流新建、改建的魚道、仿自然通道、魚閘、集運魚系統或者不同組合方式的各類過魚設施;所述確定壩下過魚支流是指根據水庫壩下各條支流過魚條件，結合各類過魚設施建設、運行要求，從技術實施條件、造價經濟條件、施工協調條件、運行安全條件等要素進行比選，據實確定水庫壩下實施過魚設施的支流。8.根據權利要求5所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，其特征在于:所述步驟(2)中上行過魚線路布置為壩下干流—壩下過魚支流—壩下過魚支流至壩上干流區間段—壩上干流。9.根據權利要求5所述的一種水庫壩下支流與壩上干流結合的上行過魚方法，其特征在于:所述步驟(3)中過魚設施具體布置為根據地形地質、工程布置、上下游水流條件選擇合適、有利的位置予以布置，便于運行和管理，且不得影響河道行洪、航運安全。
【文檔編號】E02B8/08GK105926548SQ201610464760
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】常理, 王海磊, 李鑫, 魏浪, 陳國柱, 陳凡, 縱霄, 趙再興, 趙誼, 唐忠波
【申請人】中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司