藏木水電站魚道進(jìn)口集中補水系統(tǒng)簡介

【摘要】目前，對于魚道設(shè)計，可提供借鑒意義的工程較少。而規(guī)范對于魚道的補水方式亦沒有明確規(guī)定。本文根據(jù)藏木水電站的設(shè)計情況，對于魚道進(jìn)口集中補水系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

【關(guān)鍵詞】魚道；進(jìn)口；流速；補水

1、引言

藏木水電站為雅魯藏布江上開發(fā)的第一座大型水電站。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)部的相關(guān)要求，藏木水電站應(yīng)采取修建過魚設(shè)施、建設(shè)增殖放流站和保留天然生境等綜合措施保護(hù)魚類等水生生物。

魚道的設(shè)計一般都會設(shè)計到補水問題。國內(nèi)關(guān)于布魚道工程的設(shè)計規(guī)范為2013年9月17日發(fā)布、2013年12月17日實施的《水利水電工程魚道設(shè)計導(dǎo)則》（SL 609-2013），其中關(guān)于魚道補水系統(tǒng)的設(shè)計要求僅為“魚道進(jìn)出口可布置水位自動控制系統(tǒng)以滿足穩(wěn)定魚道進(jìn)水量、魚道出口段與水庫間適宜的水面級差，以及向魚道進(jìn)口及時補水的要求”，對于魚道補水系統(tǒng)的補水口數(shù)量、位置的選擇以及多魚道進(jìn)口的補水系統(tǒng)的設(shè)置無其它更進(jìn)一步的技術(shù)要求、規(guī)定。

本文介紹了藏木魚道進(jìn)口集中補水系統(tǒng)，這種補水方式在其它工程尚未應(yīng)用過，故可為類似工程提供參考。

2、魚道補水目的

對于魚道進(jìn)口，通常采用較大的流速以吸引魚類，但魚道進(jìn)口流速需要在魚類的耐受范圍之內(nèi)，應(yīng)大于臨界流速、小于突進(jìn)流速。從魚道出口可下泄一定流量至魚道，但由于魚道內(nèi)部豎縫的寬度比魚道進(jìn)口處寬度小的多，所以在滿足魚道內(nèi)豎縫處流速要求時對應(yīng)的魚道進(jìn)口水流流速較小，需要設(shè)置補水設(shè)施，以增大進(jìn)口流速，起到更好的誘魚作用。

3、魚道補水方式特點分析

目前，魚道補水系統(tǒng)均采用沿魚道自流或在魚道設(shè)置多個補水點分散補水的方式。魚道分散補水方式的主要缺點為：魚道豎縫寬度比魚道進(jìn)口寬度小，若采用從魚道出口自流至進(jìn)口的沿程補水方式，則當(dāng)魚道豎縫處水流滿足適合魚類洄游的流速時，魚道進(jìn)口處的流速卻低于誘魚流速，魚類無法感知并找到魚道進(jìn)口；另一方面，沿程補水方式適用于低水頭的魚道工程，對于壩高較高、水頭較大的大壩，采用沿程補水方式則會由于水頭較高造成魚道內(nèi)流速過快，超過魚類最佳洄游流速，以至魚類體力消耗過多無法游至魚道出口；并且，魚道設(shè)置多個補水點分散補水方式由于補水點多，同時各補水點流量不同，需設(shè)置大量的流量調(diào)整裝置，設(shè)備數(shù)量多且設(shè)備的維護(hù)不便。

本電站運行水頭范圍為44.3m～67m，可采用在魚道進(jìn)口進(jìn)行集中補水的方式。這樣僅需要在魚道進(jìn)口進(jìn)行補水，增大流速，以達(dá)到誘魚效果。

4、魚道進(jìn)口補水水源選擇

藏木魚道進(jìn)口的補水水源可選擇下游尾水渠水泵取水及上游水庫自流補水兩種方式，兩方案比較如下：

（1）若采用下游尾水渠水泵取水方案，有兩種水泵布置方式可供選擇：（a）魚道進(jìn)口處就近布置抽水泵，（b）下游尾水渠岸邊集中布置水泵。前者由于水泵就近進(jìn)魚口布置，水泵的噪音及水泵抽水時造成的水流流態(tài)變化可能會干擾魚類的洄游；后者由于在岸邊集中布置水泵，需要設(shè)置水泵房及配套起吊設(shè)備，且補水管路較長、水泵揚程相對較高。除此之外，兩水泵取水方案由于水泵配置數(shù)量較多、功率較大，其電機(jī)耗電量、設(shè)備運行管理及后期維護(hù)都是較大問題。

（2）藏木電站魚道的過魚季節(jié)為2～10月，其中主要過魚季節(jié)為3～6月，而電站泄洪時段為6月中旬～10月中旬，主汛期7月～9月。若采用上游庫區(qū)自流供水方式，可在主要過魚時間段利用電站的棄水進(jìn)行魚道補水，即滿足魚道補水量要求，又可避免水能浪費。

綜上考慮考慮，魚道進(jìn)口的補水方式選擇為上游水庫自流補水。

5、魚道補水設(shè)備及管路布置

（1）取水設(shè)備及補水管路布置

藏木電站魚道上游水庫取水口設(shè)置在18#壩段，其高程在死水位以下3m處。經(jīng)水庫取水后，通過一根管徑為? 1016×14.2mm的取水總管引至安裝間上游側(cè)海拔高程為3261.00m的平臺上。取水總管上設(shè)有一只電動流量調(diào)節(jié)閥，流量調(diào)節(jié)閥后分為補水支管分別引至各進(jìn)魚口補水池，電動流量調(diào)節(jié)閥根據(jù)下游尾水水位來實現(xiàn)補水流量的控制。每根補水支管上均裝設(shè)有一只電動蝶閥，電動蝶閥通過尾水位的變化相應(yīng)開啟或關(guān)閉。

（2） 魚道補水系統(tǒng)控制原理

1） 魚道進(jìn)口

補水系統(tǒng)主要根據(jù)尾水位高程的變化對不同的魚道進(jìn)口進(jìn)行補水。為此，在不同的進(jìn)魚口均有測水位的自動化元件。水電站一般在尾水閘墩上都設(shè)有尾水位的自動化元件，藏木也不例外。根據(jù)藏木水電站魚道布置特點，1#進(jìn)口離廠房尾水相對較遠(yuǎn)，故在1#魚道進(jìn)口單獨設(shè)置了水位測量變送器，而其它3個魚道進(jìn)口的水位可利用設(shè)置在尾水閘墩上的水位變送器進(jìn)行測量。

2） 魚道出口

藏木魚道有4個出口，其中，2#和3#出口離大壩相對較遠(yuǎn)，為達(dá)到通過上游不同庫水位控制開啟不同魚道出口閘門的目的，在魚道2#及3#出口處分別設(shè)有一套投入式水位變送器。其它出口的水位則可利用在水庫中本已設(shè)置了的水位變送器進(jìn)行測量。

補水系統(tǒng)為自動控制，無需現(xiàn)場留有值班人員手動操作。

6、結(jié)論

魚道進(jìn)口集中補水方式適用于30m以上水頭的水電站工程，既保證了魚道豎縫內(nèi)的流速保持在一定范圍，又使得魚道進(jìn)口處的水流達(dá)到誘魚流速。

本電站將補水總管的取水口設(shè)置在大壩的上游水庫，使補水總管從上游水庫取水，可利用上游與下游的水位差，使上游水庫的水經(jīng)過補水總管和補水支管自流到魚道進(jìn)口，相比水泵供水方式節(jié)省了投資。同時，通過設(shè)置補水口切換裝置及流量調(diào)節(jié)裝置，可適應(yīng)魚道進(jìn)口各種水位變化的要求，并減少設(shè)備及管路的施工、安裝工程量。