雅魯藏布江藏木水電站魚道工程設(shè)計(jì)與研究

陳 靜，郎 建，周小波，王澤溪，張連明，張湘隆

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

雅魯藏布江藏木水電站魚道工程設(shè)計(jì)與研究

陳 靜，郎 建，周小波，王澤溪，張連明，張湘隆

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木水電站為雅魯藏布江干流中游水電規(guī)劃的第4級電站。藏木水電站采用魚道過魚方式達(dá)到大壩上下游魚類基因交流，并為部分魚類繁殖洄游提供必要通道的目的。藏木魚道設(shè)計(jì)和研究期間，先后開展了國內(nèi)外過魚設(shè)施調(diào)研、過魚對象和過魚季節(jié)研究、魚類游泳能力測試、水力學(xué)模型試驗(yàn)、魚道模型可通過性試驗(yàn)，后續(xù)即將開展魚道監(jiān)測。藏木魚道布置在河床右岸，全長3 621.338 m，魚道池室型式選用垂直豎縫式，豎縫流速為1.1 m/s，池室長度3.00 m，池室寬度2.40 m，豎縫寬度0.30 m，運(yùn)行水深1.00～2.70 m，魚道坡度0.02，魚道共計(jì)13個(gè)可供休息魚類場所。藏木魚道設(shè)3個(gè)魚道進(jìn)口，并增設(shè)魚道進(jìn)口補(bǔ)水誘魚系統(tǒng)，魚道中段設(shè)魚道觀測室，觀測室旁增設(shè)旁通池，共設(shè)置4個(gè)魚道出口。

藏木魚道；豎縫式；外擴(kuò)休息池；進(jìn)口補(bǔ)水設(shè)施；觀測室；旁通池

1 概 述

1.1 工程概述

藏木水電站為雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段水電規(guī)劃的第4級電站，是雅魯藏布江中游規(guī)劃建設(shè)的第一座大型電站。工程位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣城上游17.0 km峽谷段出口處。

藏木水電站為壩式開發(fā)，開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，兼顧生態(tài)環(huán)境用水要求，無航運(yùn)、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制流域面積157 668 km2，多年平均流量1 010 m3/s。電站采用左側(cè)河床布置6孔溢流壩，右側(cè)河床布置6臺水輪發(fā)電機(jī)組的壩后式地面廠房樞紐布置方案。水庫總庫容為0.93億m3，正常蓄水位3 310 m以下庫容為0.866億m3；死水位3 305 m以下庫容為0.736億m3，調(diào)節(jié)庫容0.130 2億m3，具有日調(diào)節(jié)能力。電站引用流量1 071.3 m3/s，最大壩高116 m，額定水頭53.5 m，總裝機(jī)容量510 MW，年發(fā)電量25.008億kW·h，工程靜態(tài)總投資78.97億元。工程總工期為90個(gè)月，2007年9月籌建，計(jì)劃2016年2月工程完工。

1.2 魚類資源現(xiàn)狀

雅魯藏布江中游江段記載和采集到的高原魚類19種，實(shí)際調(diào)查采集到14種，隸屬于2目、3科、7屬。其中裂腹魚亞科魚類8種，占總種數(shù)的57.14%；高原鰍屬魚類4種，占28.57%；鮡科魚類2種，占14.29%。雅魯藏布江中上游漁獲物主要是由拉薩裸裂尻魚、雙須葉須魚、異齒裂腹魚、拉薩裂腹魚、巨須裂腹魚、尖裸鯉、黑斑原鮡、黃斑褶鮡等組成，構(gòu)成雅魯藏布江中上游魚類產(chǎn)量的99%以上。藏木電站工程影響河段分布的魚類與整個(gè)雅魯藏布江中游分布的魚類相似。

2 過魚對象和過魚季節(jié)

2.1 過魚對象

原則上，工程上游及下游均有分布或工程運(yùn)行后有潛在分布可能的魚類，工程上游或下游存在其重要生境的魚類，洄游或遷徙路線經(jīng)過工程斷面的魚類均應(yīng)選擇為過魚對象。但一定的過魚設(shè)施的結(jié)構(gòu)和布置很難做到同時(shí)對所有魚類都有很好的過魚效果，因此在設(shè)計(jì)過魚設(shè)施時(shí)，按以下原則優(yōu)先選擇過魚對象：(1)具有洄游及江湖洄游特性的魚類；(2)受到保護(hù)的魚類；(3)珍稀、特有及土著、易危魚類；(4)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚類；(5)其它具有遷徙特征的魚類。根據(jù)以上原則篩選本工程過魚對象見表1。

表1 藏木魚道過魚對象

2.2 過魚季節(jié)

具有生殖洄游習(xí)性的魚類在性成熟之后，在春季水溫上升時(shí)，一般溯河上溯至具有其產(chǎn)卵條件的產(chǎn)卵場進(jìn)行繁殖，所以對于生殖洄游的魚類，其過魚季節(jié)和繁殖時(shí)間息息相關(guān)，可以根據(jù)魚類性成熟即GSI指數(shù)來判斷主要過魚季節(jié)。

根據(jù)主要過魚對象及兼顧過魚對象的繁殖習(xí)性，綜合確定了本魚道的主要過魚季節(jié)和兼顧過魚季節(jié)，分別是3～6月和2～10月，如表2所示。

表2 藏木魚道過魚季節(jié)選擇

注：+表示主要過魚季節(jié)，―表示兼顧過魚季節(jié)

3 布置方案

方案一(布置在雅魯藏布江左岸)：魚道總長約3 600 m，坡度為i=0.026。魚道進(jìn)口布置在壩軸線下游約3.5 km處，進(jìn)口軸線與河道中心線小角度相交，底板高程為3 228.00 m。魚道布置了兩個(gè)出口：1號魚道出口為1號壩段頂部，底板高程為3 304.50 m；2號魚道出口為塔式，閘室布置于壩軸線上游約120 m，底板高程為3 307.00 m。

方案二(布置在雅魯藏布江右岸)：魚道總長3 621.338 m，分部位采用不同底坡，魚道進(jìn)、出口底坡i=0；尾水渠段采用i=0.020 2、i=0.023 2、i=0.023 4三種不同底坡；暗涵段、岸坡段及出口明渠段底坡i=0.02；魚道出口底坡i=0。魚道布置了1號、3號和4號三個(gè)進(jìn)口，進(jìn)口底板頂高程分別為3 241.00 m、3 243.00 m、3 245.60 m。魚道共布置了4個(gè)出口，底板高程分別為3 304.00 m、3 305.00 m、3 306.00 m和3 307.50 m。

方案比選：藏木水電站引水發(fā)電系統(tǒng)布置在右岸，泄洪系統(tǒng)布置在左岸。左岸魚道布置方案中，魚道進(jìn)口布置在左岸，此處無穩(wěn)定水流下泄，魚類不易在此聚集，進(jìn)口誘魚效果較差，不滿足《水電工程過魚設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于“魚道進(jìn)口應(yīng)布置在經(jīng)常有水流下泄的地方，且緊靠魚類能上溯的最上游處”的要求，且泄洪系統(tǒng)也布置在左岸，泄洪時(shí)魚道進(jìn)口容易被損毀破壞。 右岸魚道布置方案中，魚道進(jìn)口布置結(jié)合尾水渠導(dǎo)墻布置，此處常年有穩(wěn)定尾水下泄，魚類易在此聚集，進(jìn)口誘魚效果較好，且此處避開了泄洪對魚道進(jìn)口造成損毀破壞的威脅。經(jīng)比較，藏木水電站采用右岸魚道布置方案。

4 設(shè)計(jì)方案

4.1 設(shè)計(jì)流速

鑒于工程河段魚類的生態(tài)學(xué)習(xí)性和游泳能力等基礎(chǔ)研究工作較為薄弱，而上述資料又是魚道工程設(shè)計(jì)所需的基本資料，2010年11月～2011年6月，中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院會同水利部中科院水工程生態(tài)研究所開展藏木水電站魚道關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)測試研究工作。

一般情況，臨界游速Vcr是魚類可以保證連續(xù)游泳20 min的流速值，在此流速下，魚類可以保證連續(xù)前進(jìn)而不產(chǎn)生顯著疲勞。魚類通過魚道過魚孔口或豎縫一般都是以高速沖刺的形式短時(shí)間(一般為2～20 s)通過，過縫后魚類尋找緩流區(qū)或回水區(qū)進(jìn)行休息，該沖刺流速為魚類突進(jìn)速度Vb，考慮到藏木魚道高壩的特點(diǎn)，本過魚孔流速的最大值主要參考魚類突進(jìn)游速Vb20s。魚道主要過魚對象臨界游速Vcr(安全值)和突進(jìn)游速Vb20s(最大值)見表3。

通過對過魚孔流速安全值和最大值的分析，本魚道過魚孔流速取0.90～1.20 m/s。藏木魚道過魚孔設(shè)計(jì)流速值選取1.1 m/s。

4.2 池室落差及縱坡

池間落差決定了過魚豎縫處的流速以及池室內(nèi)部流態(tài)，按以下公式確定：

根據(jù)水工模型試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)坡度調(diào)整為2%時(shí)，豎縫中垂線流速值減小到1.04～1.17m/s，平均流速為1.05～1.10m/s，滿足魚道的設(shè)計(jì)流速要求。

4.3 池室結(jié)構(gòu)

根據(jù)國內(nèi)外已建工程經(jīng)驗(yàn)，常見魚道結(jié)構(gòu)型式

主要分為槽式、池式和組合式。不同魚道型式比選詳見表4。

本工程過魚對象主要為裂腹魚類和鮡科魚類，這些魚類習(xí)慣棲息于不同的水層，由表4可知，垂直豎縫式魚道能夠適應(yīng)上下游水位的變化，本工程魚道型式推薦采用垂直豎縫式。

表3 藏木魚道主要過魚對象臨界游速和突進(jìn)游速

表4 不同魚道型式比選

本工程共選取6種豎縫式池室結(jié)構(gòu)，魚道池室具體尺寸及插板形式如圖1所示。

根據(jù)水工模型試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過流態(tài)與流速的綜合比較，初步選取體型C、體型D和體型E三種體型效能效果和流態(tài)較好。本工程選用體型C的隔板型式。

4.4 池室尺寸

為使垂直豎縫可以滿足多數(shù)魚類的通過需求，一般要求豎縫式魚道的豎縫寬度bo不小于過魚對象體長的1/2。本工程過魚對象最大體長約0.6 m，魚道豎縫寬度取0.3 m。

池室寬度和豎縫寬度的比例關(guān)系一般為8bo較好，本工程豎縫寬度選取0.3 m，池室寬度取2.4 m。池室長度和豎縫寬度的比例關(guān)系為10bo，本工程池室長度取3 m。

魚道水深主要視過魚對象習(xí)性而定，底層魚和體型較大的成魚相應(yīng)要求水深較深，國內(nèi)外魚道深度一般為1.0～3.0 m。本工程魚道正常運(yùn)行水深設(shè)計(jì)為1.0～2.7 m，池室深度設(shè)計(jì)為3.5 m，以防止魚道運(yùn)行時(shí)水流波動外溢。

4.5 休息池

魚道高程每上升4.5 m設(shè)置一個(gè)休息池，共布置了10個(gè)休息池，休息池采用與魚道相同底坡，供魚類上溯過程中暫時(shí)休息，恢復(fù)體力，有利于魚類的繼續(xù)上溯。另外，魚道1號、3號和4號進(jìn)口、集魚池、過壩段、1～4號出口等部位，水流速度緩慢，可供魚類作為休息場所使用。魚類上溯過程中，沿線共計(jì)有13個(gè)場所可供休息，恢復(fù)體力。

觀測研究室旁預(yù)留旁通池塘，池塘長7.40 m，寬6.00 m，底坡i=0，兼具魚道休息池功能，同時(shí)可作為后續(xù)魚類標(biāo)記，統(tǒng)計(jì)魚道過魚效率的集魚系統(tǒng)。

4.6 魚道進(jìn)口

藏木水電站11月～翌年5月，壩下來水主要為發(fā)電泄水，水位變化范圍為3 243.53～3 248.05 m，變幅為4.52 m，汛期6～10月，壩下游水位除發(fā)電外，隨天然來流情況通過溢流壩下泄洪水。廠房尾水設(shè)計(jì)洪水位3 261.43 m(P=0.5%，Q=12 400 m3/s)，校核洪水位3 262.47 m(P=0.2%，Q=13 600 m3/s)。

在過魚季節(jié)2～5月，魚道進(jìn)口水位變化范圍為3 243.53～3 245.50 m，變幅為1.97 m，過魚季節(jié)6～10月不泄洪時(shí)魚道進(jìn)口水位變化范圍為3 243.53～3 248.05 m，變幅為4.52 m，泄洪時(shí)壩下水位受天然來流情況通過溢流壩下泄洪水的影響，泄洪時(shí)段魚道不運(yùn)行。

魚道進(jìn)口布置應(yīng)遵循以下原則：

(1)經(jīng)常有水流下泄的地方，且緊靠在主流的兩側(cè)；

圖1 魚道池室具體尺寸及插板形式

(2)位于壩下游魚類能上溯到的最上游處(流速屏障或上行界限)及其兩側(cè)；

(3)水流平穩(wěn)順直，水質(zhì)鮮肥的區(qū)域；

(4)壩下游兩側(cè)岸坡處；

(5)能適應(yīng)下游水位的漲落，保證在過魚季節(jié)中進(jìn)魚口有一定的水深。

藏木水電站左側(cè)河道為泄洪系統(tǒng)，寬約140 m；右側(cè)布置廠房發(fā)電系統(tǒng)，廠房尾水渠寬約140 m。泄洪時(shí)段為6月中旬～10月中旬，泄洪時(shí)流速較大，水流紊亂，對魚類形成阻隔，左側(cè)河道不適合魚道進(jìn)口布置。每年過魚期主要集中在3～6月，此時(shí)廠房尾水為主要過水通道，左側(cè)河道處于回流狀態(tài)。尾水渠水力學(xué)條件適合布置魚道進(jìn)口。

魚道工程共設(shè)置1號、3號和4號三個(gè)進(jìn)口。其中1號進(jìn)口結(jié)合尾水導(dǎo)墻布置，底板頂高程為3 241.00 m。1號進(jìn)口段內(nèi)設(shè)3道進(jìn)魚門，門寬0.7 m，分別指向左沖沙廊道、河道下游和尾水渠。1號進(jìn)口段采用集中補(bǔ)水方式，內(nèi)設(shè)1號集中補(bǔ)水池。3號進(jìn)口段，長34.48 m，結(jié)合左沖沙廊道邊墻布置，3號進(jìn)口段內(nèi)設(shè)1道進(jìn)魚門，門寬0.7 m，指向尾水渠。3號進(jìn)口段采用集中和分散相結(jié)合補(bǔ)水方式，設(shè)置2號集中補(bǔ)水池和1號分散補(bǔ)水池。4號進(jìn)口段結(jié)合右沖沙底孔邊墻和廠房防洪墻布置，設(shè)1道進(jìn)魚門，門寬0.7 m，指向尾水渠。4號進(jìn)口段采用集中補(bǔ)水方式，內(nèi)設(shè)3號集中補(bǔ)水池。

1號進(jìn)口尾水位在3 244.60 m以下時(shí)運(yùn)行。3號進(jìn)口尾水位在3 244.60～3 248.00 m之間時(shí)運(yùn)行。4號進(jìn)口在3號進(jìn)口過魚效果不佳，且尾水位在3 246.60 m之上時(shí)開啟運(yùn)行，即尾水位在3 246.60～3 248.00 m之間時(shí)運(yùn)行，同時(shí)關(guān)閉3號進(jìn)口。

4.7 魚道出口

藏木水電站的正常蓄水位為3 310 m，汛期排沙運(yùn)用水位3 305 m，死水位為3 305 m。藏木水電站的水庫運(yùn)行方式為：汛期(6～10月)水庫維持汛期排沙運(yùn)用水位，其它時(shí)間水庫帶基荷按日調(diào)節(jié)方式運(yùn)行，水位在正常蓄水位3 310 m與死水位3 305 m之間變動，變幅為5 m。

魚道出口布置于庫區(qū)，出口水位受水庫運(yùn)行方式影響。在過魚季節(jié)2～5月，魚道出口水位在正常蓄水位3 310 m與死水位3 305 m之間變動，變幅為5 m；過魚季節(jié)6～10月魚道出口維持水位3 305 m運(yùn)行。

魚道出口的位置選擇要求：

(1)能適應(yīng)上游水位的變動。在過魚季節(jié)，當(dāng)壩上水位變化時(shí)，能保證魚道出口有足夠的水深，且與水庫水面很好的銜接。

(2)出口應(yīng)遠(yuǎn)離廠房、泄水閘，防治上溯成功的魚被水流帶回下游。

(3)出口應(yīng)傍岸，出口外水流應(yīng)平順，流向明確，沒有漩渦，以便魚類能夠沿著水流和岸邊線順利上溯。

(4)出口應(yīng)遠(yuǎn)離水質(zhì)有污染及對魚類有干擾和恐嚇的區(qū)域。

(5)魚道出口迎著上游水流方向，便于魚類游出魚道。

針對上述原則，從大壩左側(cè)出口直接面臨溢流壩，對上行魚類影響較大，所以本工程魚道出口僅能選擇在壩的右岸上游側(cè)，距廠房進(jìn)水口最小水平距離約315 m。水工模型試驗(yàn)表明，六臺機(jī)組運(yùn)行時(shí)，廠房進(jìn)口附近表面流速0.11 m/s，庫區(qū)表面流場最大流速為0.22 m/s，魚道1號出口流速最大為0.18 m/s；電站進(jìn)水口前庫區(qū)流速較小，電站運(yùn)行時(shí)對魚道出口流場基本沒有影響，魚類被吸入廠房進(jìn)口的可能性較低。

根據(jù)出口水力條件和布置原則，藏木水電站魚道共布置了4個(gè)出口，底板高程分別為3 304.00 m、3 305.00 m、3 306.00 m和3 307.50 m，底坡i=0，邊墻頂高程較正常蓄水位高2 m，為3 312.00 m。為使魚類順利通過，魚道前3個(gè)出口與魚道軸線夾角為60°，指向上游，第4個(gè)出口與魚道軸線順接。水工模型試驗(yàn)表明，魚道出口朝向上游且與魚道軸線夾角為60°，庫區(qū)、閘室以及閘下游魚池、過魚豎縫無不良流態(tài)，水流平順過渡，便于魚類順利游出魚道。魚道4個(gè)出口各布置了一道出魚孔，孔寬1.50 m，高3.00 m，出魚孔內(nèi)均設(shè)一道工作檢修閘門。

1號出口工作水位范圍為3 306.70～3 305.00 m；2號出口工作水位范圍為3 307.70～3 306.50 m；3號出口工作水位范圍為3 308.70～3 307.50 m；4號出口工作水位范圍為3 310.00～3 308.50 m。

4.8 魚道觀測室

魚道觀測室具有：(1)過魚效果跟蹤監(jiān)測；(2)兼具參觀游覽、宣傳和演示功能；(3)預(yù)留旁通池塘兼顧休息和集魚系統(tǒng)的功能。

魚道觀測研究室位于下游河道右岸2號公路魚道旁，建筑平面尺寸長12.60 m，寬8.00 m，建筑面積99.00 m2，主要由游客參觀陳列室、魚道觀測室、科研辦公室和衛(wèi)生間等房間組成，為單層框架結(jié)構(gòu)，建筑高度4.90 m，室內(nèi)地坪高程與魚道池底高程同高。

游客參觀陳列室平面尺寸開間6.60 m，進(jìn)深8.00 m。設(shè)兩扇通透抗壓安全玻璃，高2.10 m，長1.50 m，間距1.2 m，觀測窗的臨水面應(yīng)與外部魚道壁齊平。魚道觀測室平面尺寸開間4.00 m，進(jìn)深4.00 m。室內(nèi)主要配置攝像機(jī)、電腦、鹵素?zé)舻葍x器設(shè)備，可將魚類通過魚道的實(shí)況錄制下來，供科研人員研究及游客觀看。在魚道和觀察室側(cè)壁上設(shè)有2.10 m高通透抗壓安全玻璃，為盡可能的擴(kuò)大觀測視角，觀查魚道類魚類的洄游情況，觀測窗設(shè)置為折線型。科研辦公室平面尺寸開間4.00 m，進(jìn)深4.00 m，用于滿足工作人員通過錄像統(tǒng)計(jì)過魚數(shù)量和辦公需求。

觀測室旁設(shè)計(jì)的旁通池室長7.40 m，寬6.00 m，既可以作為魚道休息池、也可以作為后續(xù)捕撈過壩的集魚池，或者是魚類標(biāo)記觀測區(qū)。旁通池室設(shè)置于魚道觀測窗下游處，設(shè)置2道閘門，旁通池室入口處和魚道入口處各設(shè)置一道閘門，當(dāng)不需要集魚/休息/標(biāo)記時(shí)，關(guān)閉旁通池室閘門，開啟魚道閘門，則魚道正常運(yùn)行；當(dāng)需要集魚/休息/標(biāo)記時(shí)，開啟旁通池室閘門，關(guān)閉魚道閘門，魚和水流進(jìn)入旁通池塘。

為滿足觀察研究的需要，魚道觀測室觀測窗對應(yīng)池室結(jié)構(gòu)需做局部調(diào)整，觀測室魚道段池室設(shè)置觀測板和導(dǎo)魚板，將魚類導(dǎo)向觀測窗附近，觀測窗與觀測板的間距為0.45 m。

4.9 附屬設(shè)施

(1)進(jìn)口補(bǔ)水系統(tǒng)。為使魚道進(jìn)口的水流流速滿足誘魚要求，需對各魚道進(jìn)口進(jìn)行補(bǔ)水。根據(jù)水力學(xué)計(jì)算和水工模型試驗(yàn)成果，藏木電站各魚道進(jìn)口補(bǔ)水水量與下游尾水位的關(guān)系見表5。

藏木魚道進(jìn)口的補(bǔ)水水源可選擇下游尾水渠水泵取水及上游水庫自流補(bǔ)水兩種方式。考慮到：①水泵的噪音及水泵抽水時(shí)造成的水流流態(tài)變化可能會干擾魚類的洄游，為滿足補(bǔ)水流量的需求，水泵配置數(shù)量較多、功率較大，其電機(jī)耗電量、設(shè)備運(yùn)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(shí)段為6月中旬～10月中旬，主汛期7～9月。若采用上游庫區(qū)自流供水方式，可在主要過魚時(shí)間段部分利用電站的棄水進(jìn)行魚道補(bǔ)水，既滿足魚道補(bǔ)水量要求，又可避免水能浪費(fèi)。

藏木魚道進(jìn)口的補(bǔ)水方式選擇為上游水庫自流補(bǔ)水。藏木電站魚道上游水庫取水口設(shè)置在18號壩段，通過一根φ1 016 mm×14.2 mm取水總管引至安裝間上游側(cè)高程3 261.00 m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)閥分為3根補(bǔ)水支管分別引至1號、3號、4號進(jìn)魚口補(bǔ)水池，3號補(bǔ)水管上另設(shè)有一根φ355.6 mm×10 mm的支管接至3號進(jìn)魚口上游第17個(gè)魚池補(bǔ)水池。

表5 魚道進(jìn)口補(bǔ)水水量與下游尾水位關(guān)系

注：4號進(jìn)魚口只在3號進(jìn)魚口過魚效果不佳，且下游尾水位在3 246.60 m以上時(shí)啟用，啟用時(shí)同時(shí)關(guān)閉3號進(jìn)魚口。

(2)金屬結(jié)構(gòu)。藏木水電站魚道金屬結(jié)構(gòu)包括魚道進(jìn)口、魚道出口及過壩段等建筑物的閘門和啟閉設(shè)備。設(shè)備總重量為134 t。其中閘門重量為40.6 t，埋設(shè)件重量為40.6 t，啟閉設(shè)備為52.8 t。

魚道進(jìn)口的金屬結(jié)構(gòu)包括3個(gè)進(jìn)口，其中1號進(jìn)口為低水位進(jìn)口，設(shè)置3個(gè)通道；3號、4號進(jìn)口各設(shè)置1個(gè)進(jìn)魚通道，其中1號進(jìn)口上游另設(shè)一扇1號進(jìn)口節(jié)制閘；所有工作閘門擋水高度均按魚道運(yùn)行時(shí)最高尾水位3 248.50 m設(shè)計(jì)，閘頂平臺高程為3 250.00 m。

為了適應(yīng)上游庫區(qū)不同的水位，魚道共設(shè)置了4個(gè)出口；所有閘門擋水高度均按正常蓄水位3 310.00 m設(shè)計(jì)，閘頂平臺高程為3 312.00 m。閘門運(yùn)行操作采用全開全閉，通過閘門控制系統(tǒng)根據(jù)上游庫水位進(jìn)行自動選擇4個(gè)出口閘門的開啟，4個(gè)閘門之間設(shè)有一定幅度的銜接水頭范圍。

為了防止洪水期間及其他緊急情況下破壞魚道，在魚道過壩段設(shè)置事故閘門。底坎高程為3 302.00 m，孔口尺寸為2.4 m×3.5 m-8 m，閘門擋水位按設(shè)計(jì)洪水水位為3 308.30 m考慮。

5 討 論

我國已建魚道以珍稀保護(hù)魚類、蝦蟹等幼苗為主，相對與國外的鮭鱒魚類體型相對較小，洄游習(xí)性和克流能力不強(qiáng)。因此，相對于國外通常采用的1∶10～1∶25的坡度而言，國內(nèi)魚道設(shè)計(jì)坡度相對較緩，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，通常采用的坡度為1∶40～1∶115。

藏木魚道最大水頭67.0 m，遠(yuǎn)大于目前國內(nèi)已建的長洲魚道(全長1 423 m，上下游水頭差15 m)。藏木魚道水頭高，魚道坡度緩，自2009啟動工作以來，是否修建魚道就引發(fā)了業(yè)界廣泛熱議。2009年1月，環(huán)境保護(hù)部以“環(huán)審[2009]15號”文件對《雅魯藏布江藏木水電站環(huán)境影響報(bào)告書》予以批復(fù)。根據(jù)批復(fù)意見要求：采取修建過魚設(shè)施、建設(shè)增殖放流站和保護(hù)天然生境等綜合措施保護(hù)魚類等水生生物，優(yōu)化過魚通道設(shè)施型式，確保魚道設(shè)施合理有效。2011年，中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院邀請加拿大Golder公司和美國HDR公司對藏木魚道工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行咨詢。加拿大Golder公司和美國HDR公司對藏木水電站采用魚道過魚方式產(chǎn)生質(zhì)疑，根據(jù)咨詢意見：在北美原則上超過40 m高的壩就不再考慮設(shè)置魚道，本工程最大水頭67.0 m并且魚道很長，魚類可能沒有足夠的能量完成行程會導(dǎo)致魚道過魚效率不高，加拿大Golder公司和美國HDR公司的專家們推薦了其他有效的過魚方式以降低對水電站工程魚種和棲息地的影響。2013年5月，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院以“水電規(guī)環(huán)保[2013]27號”文對《雅魯藏布江藏木水電站魚道工程科研與勘測設(shè)計(jì)專項(xiàng)報(bào)告》予以批復(fù)，根據(jù)批復(fù)意見：基本同意報(bào)告提出的魚道建設(shè)任務(wù),鑒于該魚道上下游水位落差達(dá)67 m，且過魚對象為高原特化類群，具有諸多技術(shù)難點(diǎn)，其建設(shè)和運(yùn)行具有典型示范意義，并可作為青藏高原地區(qū)同類工程設(shè)計(jì)的試驗(yàn)研究基地。至此，藏木水電站過魚設(shè)施是否修建魚道之爭暫告一段落，工程進(jìn)入實(shí)施階段后，環(huán)保部和水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院有關(guān)專家對工程技術(shù)方案的優(yōu)化進(jìn)一步提出了具體的指導(dǎo)意見，以“水電規(guī)環(huán)保[2013]27號”文對《雅魯藏布江藏木水電站魚道工程科研與勘測設(shè)計(jì)專項(xiàng)報(bào)告》予以批復(fù)。

根據(jù)對國外192個(gè)水利水電工程采用的過魚方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，中低水頭工程大多采用魚道和仿自然通道的過魚方式，高水頭工程大多采用升魚機(jī)和集運(yùn)魚系統(tǒng)的過魚方式。藏木水電站工程是否修建魚道之爭從2009年藏木魚道工程啟動一直持續(xù)到2013年才告一段落，期間廣泛查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，研究各類過魚設(shè)施適用性和特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了魚道出口、魚道豎縫型式、外擴(kuò)休息池、魚道進(jìn)口布置、魚道進(jìn)口補(bǔ)水方式、觀測室等內(nèi)容。藏木魚道進(jìn)口借鑒國外和國內(nèi)洋塘魚道工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將魚道進(jìn)口和藏木電站尾水渠水工建筑物緊密結(jié)合，這一嘗試改變了通常將魚道和水工建筑物分開設(shè)計(jì)和建設(shè)的理念，魚道進(jìn)口布置滿足魚類上溯能夠到達(dá)的最上游處，從目前過魚效果看，魚道進(jìn)口的布置相對較優(yōu)。為營造魚道進(jìn)口水流條件誘魚，藏木魚道采用庫區(qū)引水進(jìn)行分段補(bǔ)水的方式對魚道進(jìn)口補(bǔ)水，在國內(nèi)屬探索性設(shè)計(jì)，其效用有待于魚道試運(yùn)行期監(jiān)測成果驗(yàn)證。國內(nèi)目前設(shè)魚道觀測室的魚道工程較少，且結(jié)合設(shè)計(jì)的較少，藏木魚道將魚道觀測室設(shè)置于魚道旁側(cè)，避免了置于魚道中對水流形成物理屏障的問題，同時(shí)考慮到藏木魚道較長，在觀測室旁增設(shè)集魚池，兼顧集魚池、休息池、標(biāo)記池的功能，同時(shí)觀測室兼顧參觀游覽的功能。

6 結(jié) 語

藏木魚道工程作為青藏高原地區(qū)同類工程設(shè)計(jì)的試驗(yàn)研究基地，建成后將成為國內(nèi)最高、最長的魚道，其建設(shè)和運(yùn)行具有典型示范意義。設(shè)計(jì)中存在

諸多的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)中提出了諸多具有探索意義的設(shè)計(jì)思路，工程的實(shí)施及后續(xù)跟蹤監(jiān)測對我國魚道工程的設(shè)計(jì)和施工工作的技術(shù)進(jìn)步具有相當(dāng)大的指導(dǎo)意義。

[1] 陳靜,周小波,蘭崗,等．西藏雅魯藏布江藏木水電站魚道設(shè)計(jì)報(bào)告[R]．成都：中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，2014.

[2] 喬曄,王翔,侯軼群,等．雅魯藏布江藏木水電站魚道主要過魚目標(biāo)生態(tài)習(xí)性及游泳能力測試研究報(bào)告[R]．武漢：水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所，2011.

[3] 呂海艷,葉茂,等．雅魯藏布江藏木水電站魚道水工模型試驗(yàn)報(bào)告[R]．成都：中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，2011.

[4] 喬曄,王翔,侯軼群,等．雅魯藏布江藏木水電站魚道可通過性試驗(yàn)報(bào)告[R]．武漢：水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所，2011.

2016-08-23

陳靜(1983-)，女，四川遂寧人，工程師，從事環(huán)保工程設(shè)計(jì)工作。

S956.3

B

1003-9805(2017)01-0052-07