SL T 796-2020 小型水电站下游河道减脱水防治技术导则.pdf

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1、155170.568 水利水电技术标准 咨询服务中心 微信二维码,扫一扫 信息更多、服务更快 销售分类:农村水电/设计 中华人民共和国水利行业标准 小型水电站下游河道减脱水防治技术导则 SL/T7962020 * 中国水利水电出版社出版发行 (北京市海淀区玉渊潭南路1号D座 100038) 网址: Email: 电话:(010)68367658(营销中心) 北京科水图书销售中心(零售) 电话:(010)88383994、63202643、68545874 全国各地新华书店和相关出版物销售网点经售 清淞永业(天津)印刷有限公司印刷 * 140mm203mm 32开本 1.5印张 40千字 202

2、0年7月第1版2020年7月第1次印刷 * 书号155170568 定价26.00元 凡购买我社规程,如有缺页、倒页、脱页的, 本社营销中心负责调换 版权所有侵权必究 ICS27.140 P56 中华人民共和国水利行业标准 SL/T7962020 小型水电站下游河道减脱水 防治技术导则 TechnicalGuidelinesforcontrolofflowreduction downstreamofsmallhydropowerstations 20200605发布20200905实施 中华人民共和国水利部 发布 中华人民共和国水利部 关于批准发布水工预应力锚固技术规范 等5项水利行业标准的公

3、告 2020年第9号 中华人民共和国水利部批准水工预应力锚固技术规范 (SL/T2122020)等5项为水利行业标准,现予以公布。 序号标准名称标准编号替代标准号发布日期实施日期 1 水工预应力锚固技术规范SL/T2122020SL2122012SL46942020.6.52020.9.5 2 水利系统通 信业务技术 导则 SL/T2922020 SL2922004 SL3052004 SL3062004 2020.6.52020.9.5 3 水利行业反恐怖防范要求SL/T77220202020.6.52020.9.5 4 河湖健康评估技术导则SL/T79320202020.6.52020.9

4、.5 5 小型水电站 下游河道减脱 水防治技术 导则 SL/T79620202020.6.52020.9.5 水利部 2020年6月5日 前 言 根据水利技术标准制修订计划安排,按照SL12014水 利技术标准编写规定的要求,编制本标准。 本标准共6章和1个附录,主要技术内容有: 减脱水调查与分析; 减脱水防治范围与目标; 生态流量泄放设施与调度保障措施; 减脱水治理辅助工程设施; 生态流量监测与减脱水防治设施的运行维护。 本标准批准部门:中华人民共和国水利部 本标准主持机构:水利部农村水利水电司 本标准解释单位:水利部农村水利水电司 本标准主编单位:国际小水电中心 本标准出版、发行单位:中国

5、水利水电出版社 本标准主要起草人:欧传奇 谭湘清 郑明珂 叶敏敏 郑 良 阮伏水 周伟彬 本标准技术内容审查人:吴时强 刘德有 本标准体例格式审查人:于爱华 本标准在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料, 随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司(通信地 址:北京市西城区白广路二条2号;邮政编码:100053;电话: 01063204533;电子邮箱:),以供今后修订 时参考。 目 次 1 总则1 2 术语3 3 防治目标与要求5 3.1 调查与分析5 3.2 范围与目标5 4 生态流量泄放7 4.1 一般规定7 4.2 泄放设施7 4.3 运行调度9 5 辅助工程设施11 5.

6、1 一般规定11 5.2 生态跌坎11 5.3 生态堰坝12 5.4 生态闸坝13 5.5 阶梯深潭系统13 5.6 河道纵向深槽14 6 监测与维护15 6.1 流量监测15 6.2 运行维护15 附录A 流量泄放设施泄流能力计算16 标准用词说明24 条文说明25 1 总 则 1.0.1 为规范小型水电站下游河道减脱水防治措施的设计、建 设、运行以及管理中的技术工作,制定本标准。 1.0.2 本标准适用于单站装机容量50MW及以下的水电站下游 河道的减脱水防治。 1.0.3 新建水电站应确定生态流量,编制有利于生态保护的运 行或调度方案,设置生态流量泄放设施,采取下游河道减脱水防 治措施,

7、与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。已建 水电站应开展调查分析,进行生态流量泄放能力评估,确定防治 范围和目标,制定河道减脱水防治技术方案。 1.0.4 河道减脱水防治技术方案制定应遵循下列原则: 1 符合国家及地方生态、环境建设的总体方针、政策。 2 与已批复的流域综合规划、防洪规划、水能资源开发规 划和生态环境保护规划等相协调。 3 不影响水电站原设计的安全等级。 4 因地制宜,防治结合,技术可行,经济合理。 1.0.5 本标准主要引用下列标准: GB50179 河流流量测验规范 GB50201 防洪标准 GB/T50979 橡胶坝工程技术规范 SL25 砌石坝设计规范 SL61

8、水文自动测报系统技术规范 SL74 水利水电工程钢闸门设计规范 SL252 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL2652016 水闸设计规范 SL282 混凝土拱坝设计规范 SL285 水利水电工程进水口设计规范 1 SL3192018 混凝土重力坝设计规范 SL537 水工建筑物与堰槽测流规范 SL555 小型水电站现场效率试验规程 SL609 水利水电工程鱼道设计导则 SL651 水文监测数据通信规约 SL6552014 水利水电工程调压室设计规范 1.0.6 小型水电站下游河道减脱水防治技术除应符合本标准规 定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 2 术 语 2.0.1 河道减脱水

9、waterreductionanddehydrationintheriver 水电站建设及运行引起坝(闸)下游河道内水量较天然条件 下减少甚至断流的现象。 2.0.2 减脱水河段 riverreachofwaterreductionanddehydra- tion 发生河道减脱水现象的河段。 2.0.3 生态泄流孔(槽) ecologicaldrainagehole 设置在坝身或两岸等适宜部位且满足下游河道生态流量泄放 要求的无节制过流通道。 2.0.4 生态泄流阀 ecologicaldrainvalve 设置在泄流孔、洞、管道上,并安装阀门最小开度限位装 置,通过调节阀门开度控制下泄流量不

10、小于下游河道生态流量的 泄流节制设施。 2.0.5 生态泄流闸 ecologicaldraingate 设置在泄流孔、洞、槽上,并安装闸门最小开度限位装置, 通过调节闸门开度控制下泄流量不小于下游河道生态流量的泄流 节制设施。 2.0.6 生态虹吸管 ecologicalsiphon 由跨越坝体的一系列串联管道和辅助设施组成,利用虹吸原 理将坝(闸)上游侧水体引流至坝(闸)下游侧,泄流能力不小 于下游河道生态流量的泄流设施。 2.0.7 生态机组 ecologicalgeneratorunit 以泄放生态流量为目的,装设在坝身、两岸或坝(闸)附 近,在现有设施无法保障生态流量的时段,连续运行的

11、水轮发电 机组。 2.0.8 生态鱼道 ecologicalfishpassage 3 承担过鱼任务并兼顾生态流量泄放的过鱼通道。 2.0.9 生态跌坎 ecologicalfallingsill 以河道生态修复为目的,采用体型较大的石料按照特定结构 沿河道横向堆积并可形成跌水的壅水建筑物。 2.0.10 生态堰坝 ecologicalmanagementweir 以河道生态修复为目的,顶部长期过水的壅水建筑物。 2.0.11 生态闸坝 ecologicalmanagementgate 以河道生态修复为目的,通过节制闸控制下泄流量的壅水 设施。 2.0.12 阶梯深潭系统 steppoolsy

12、stem 自然形成或沿河道流向构建的规则或不规则的阶梯与其下游 河床冲蚀下陷后形成的深潭所组成的一种平衡稳定的河道地貌 形态。 2.0.13 河道纵向深槽 deeptroughofchannel 经疏浚、加深、加固和维护后,河道主槽长期连通并维持一 定水深的贯穿性流道。 4 3 防治目标与要求 3.1 调查与分析 3.1.1 调查与分析内容应包括下列内容: 1 建站前及现状调查与资料收集。 2 现有措施的有效性。 3 问题分析与防治建议。 3.1.2 调查分析应收集与水电站相关的下列资料: 1 所在河流流域规划、规划环评、生态红线等相关规划和 管控要求。 2 所在区域气候条件,流域特性,影响区

13、段建站前后的河 流生态特征及河道特征。 3 取水、退水方式,上游来水年内分配及年际变化等情况, 取、退水区间汇入支流位置及水文情势、地下水情况等。 4 受影响的坝(闸)下游河道以及可能造成减脱水现象的 重点河段。 5 坝(闸)下游重要生态敏感区、生态保护目标、河道需 水要求,区域经济社会发展对减脱水河段用水需求。 6 关联水库调节性能及运行调度方案。 7 已采取的防治措施及运行情况。 8 其他相关资料。 3.1.3 应根据调查评价资料,分析确定河道减脱水防治范围、 防治目标与防治措施。防治目标应与保护对象和保护水平相 适应。 3.2 范围与目标 3.2.1 河道减脱水防治范围为水电站取水可能造

14、成河道水量减 少甚至脱流,以致不满足河道所需生态流量的河段及岸边区域。 5 不同类型水电站防治范围应符合下列规定: 1 引水式及混合式水电站,防治范围为厂坝间河段及相应 受减脱水影响的岸边区域。当厂坝间存在汇流且汇流后满足下游 河道所需生态流量时,防治范围为坝址至汇流处河床断面之间的 河段及其受减脱水影响的岸边区域。具体应符合下列规定: 1)跨流域引水的,应以取水、引水坝(闸)作为起点, 确定其下游河道减脱水防治范围。涉及多个水源、多 条河流时,应按水源分别确定其下游河道减脱水防治 范围。 2)建设在供水、灌溉等引水渠道上的,应以与河道相连 的第一级水电站取水、引水坝(闸)作为起点,确定 其共

15、同的下游河道减脱水防治范围。 2 坝后式及河床式水电站,防治范围为满足下游河道所需 生态流量的河床断面与坝(闸)址之间的河段,以及相应受减脱 水影响的岸边区域。 3 引用暗河、洞水、泉水等地下水发电的水电站,若水电 站建设前已形成地表径流,应按天然河流开发的水电站确定其防 治范围。 3.2.2 水电站坝(闸)下游河道减脱水防治目标应包括下列 内容: 1 保障下游河道减脱水防治范围内的生态流量。 2 增加下游河道减脱水防治范围内的水域面积和流动性, 保障河道最小水深,恢复河流连通性。最小水深可取0.2m,无 特殊保护要求的可适当放低要求,但不宜造成明显的河床裸露。 6 4 生态流量泄放 4.1

16、一般规定 4.1.1 水电站应根据坝(闸)下游河道生态流量等需水量、上 游来水情况及水库蓄水等情况,制定生态流量泄放方案,明确生 态流量泄放要求、泄放设施及运行调度方式。 4.1.2 除发电调度可满足下游河道生态流量的坝后式及河床式 水电站外,水电站均应设置生态流量泄放设施。尚未设置生态流 量泄放设施的,应结合电站枢纽布置情况,改建或增设生态流量 泄放设施。 4.1.3 水电站应考虑下游生态保护目标和河道生态流量泄放等 要求,编制有利于生态保护的运行或调度方案,优化运行方式, 实施生态调度。 4.2 泄放设施 4.2.1 生态流量泄放设施包括生态泄流孔(槽)、生态泄流阀、 生态泄流闸、生态虹吸

17、管、生态机组以及生态鱼道等。生态流量 泄放设施应符合下列规定: 1 按水电站最低运行水位复核,泄流能力不应小于水电站 坝(闸)下游河道生态流量。 2 应布置在坝身或坝址附近,与主体工程布置相协调。布 设位置与坝址间的距离应以足量泄放生态流量时可使坝址附近河 床不裸露为控制原则。当受地形、地质条件限制,必须远离坝址 时,应增加辅助工程措施,确保坝址附近河床不裸露。 3 泄流时对水电站设施及下游河道不造成危害,并应对影 响主体工程安全的因素进行复核。 4 进水口宜避开高含沙量、回流区及漂浮物聚集区,其设 计应符合SL285的有关规定。 7 5 溢流部分宜采用钢筋混凝土,管材宜采用铁管、钢管、 不锈

18、钢管或高密度聚乙烯管等。 4.2.2 生态泄流孔(槽)包括无压和有压两种型式,适用于泄 流能力稳定、无用水调度要求的情况。坝顶易于开槽或引水渠渠 首侧向易于开孔(槽)时,宜采用无压生态泄流孔(槽);坝体 或两岸岸坡易于开孔时,宜采用有压生态泄流孔(槽)。 4.2.3 生态泄流孔(槽)应符合下列规定: 1 无压生态泄流孔(槽)底板高程不应高于发电引水建筑 物进口底板高程,断面尺寸可按附录A中A.0.1条和A.0.2条 确定。 2 有压生态泄流孔(槽)进口底板高程不应高于死水位, 过流断面尺寸可按附录A中A.0.3条确定。 3 设置多孔(槽)的,过流断面宜具有相同尺寸和布置 高程。 4.2.4 生

19、态泄流阀适用于需要阀门调节下泄流量,以及有用水 调度要求的情况。 4.2.5 生态泄流阀应符合下列规定: 1 流道可按有压生态泄流孔布置和设计。 2 应选择与作用水头以及有压生态泄流孔尺寸相匹配的 阀门。 3 宜布置在有压生态泄流孔末端等易于操作的部位。 4 阀门全开时过流流量可按附录A中A.0.4条确定,最低 作用水头时泄流能力不应小于下游河道所需生态流量。 4.2.6 生态泄流闸包括常开状态的闸门、设置在拦河闸顶部的 舌瓣闸门、设置最小开度限位装置的闸门、可锁定至预定开度的 闸门,适用于有用水调度要求,需要闸门调节下泄流量的情况。 4.2.7 生态泄流闸应符合下列规定: 1 结构设计应符合

20、SL74、SL265的有关规定,在现有闸 门上开孔布置的,应对现有闸门结构设计进行复核。 2 可按附录A中A.0.5条确定闸孔尺寸或闸孔最小开度。 8 宜根据闸孔泄流公式计算对应孔口开度的泄流量,绘制水位开度 曲线(表),指导闸门运行控制。 4.2.8 生态虹吸管适用于坝体不宜开孔、最大虹吸高度不应超 过当地允许的最大真空度的情况。 4.2.9 生态虹吸管应符合下列规定: 1 进水口吸水高程不应高于发电引水建筑物进口底板高程, 淹没深度按SL285确定。出水口宜采用淹没出流。 2 宜采用单一特性的圆形断面管道,孔口过流断面尺寸可 按附录A中A.0.6条确定。 3 最大虹吸高度不应超过当地允许的

21、最大真空度。 4 顶部“驼峰”处应设置排气设施,过流管道应便于与阀 门连接。 5 管道转弯处应设置镇墩,管道连接接头宜包纳在镇墩内。 4.2.10 生态机组适用于有增设生态机组场地,技术经济可行的 情况。 4.2.11 生态机组应符合下列规定: 1 装设在坝身、两岸或坝(闸)附近。 2 最小发电流量应根据上游来水资料及下游生态需水要求, 经技术经济比较后确定,且不应小于下游河道生态流量。 3 机组停机检修时应有泄流措施,宜在机组入口和尾水间 设置旁通管道和旁通阀。 4.2.12 生态鱼道适用于有过鱼要求且符合鱼道建设条件的 情况。 4.2.13 生态鱼道应符合下列规定: 1 符合SL609的有

22、关规定。 2 下游出口应在坝(闸)下游附近,回水可达坝址。 3 常年过流,检修时应有泄流措施。 4.3 运行调度 4.3.1 单站有调节能力的,应利用水库的调蓄能力,提高下游 9 河道生态流量保障水平;无调节能力的,当上游来水流量小于生 态流量时,应按不小于坝址处上游来水流量泄放。 4.3.2 具备梯级联合调度条件的,应编制联合调度方案,保障 下游河道生态流量。 4.3.3 宜以流域为单位,实施流域统一调度,最大限度保障全 流域的生态流量。 01 5 辅助工程设施 5.1 一般规定 5.1.1 防治范围内的河道可采取辅助工程设施予以治理。对于 调节能力较小的、具有综合利用功能的或建设在季节性河

23、流上的 水电站,宜在防治范围内的河道上修建辅助工程设施。 5.1.2 常用的辅助工程设施包括生态跌坎、生态堰坝、生态闸、 阶梯深潭系统以及河道纵向深槽等,并应符合下列规定: 1 符合GB50201、SL252的有关规定,不影响下游防洪 安全和区间排涝等。 2 以河道连通性、水面率、水深保障为目标,具有生态流 量泄放通道或设施,按不小于来流最大限度满足生态流量泄放 要求。 3 控制断面最小水深应符合3.2.2条的规定。 4 宜维持局部弯道、深潭、浅滩以及洲滩湿地等自然景观 的多样性特征,避免改变河道平面轨迹。 5 宜与景观修复、生态水文化建设相结合,与河道自然景 观相协调。 6 辅助工程设施的建

24、设宜就地选材,采用天然材料,结构 型式、施工工艺应考虑河道内各种生物生境要求。 7 应在河道深潭、深槽等危险断面附近醒目位置设置安全 防护设施及警示标识。 5.1.3 辅助工程设施应结合其适用条件和修复河道特征进行选 择。当需要修复的河道较长时,可选择多种辅助工程设施进行 组合。 5.2 生态跌坎 5.2.1 生态跌坎宜布设在水流平缓、有鱼类等水生生物洄游的 11 顺直河段。应考虑河道水流特性及生物习性进行布置,河道横向 宜条状排布,并在河道深槽处降低坎顶高程,纵向宜顺水流 布置。 5.2.2 生态跌坎应考虑防冲、壅水、孔隙率和连通性的要求, 保证鱼类等洄游水生生物能够顺利通过,坎高不宜超过2

25、m,有 鱼类等水生生物洄游的时段跌水落差不宜大于0.3m。宜就地取 材,以大粒径石材为主要构架,并辅以小粒径石材填充。石材的 容重及大小可根据生态跌坎的最大高度和汛期可能的最大水头和 流速,通过试验或按经验公式确定。 5.2.3 生态跌坎可设置多级,多级生态跌坎的组成和构造与单 级生态跌坎相同,多级跌坎的分级数量、坎高和间距,应根据河 势、地质、控制断面最小水深要求等具体情况综合分析确定。 5.3 生态堰坝 5.3.1 生态堰坝宜布设在现状河面宽、河床岩基埋深浅、流态 平顺、对区间防洪影响小河段。具有调峰作用的引水式及混合式 水电站,宜布设在厂房出口下游较顺直的河段上。 5.3.2 生态堰坝应

26、结合坝型和坝体材料,按照GB/T50979、 SL25、SL282、SL319等设计规范进行结构设计,并应符合下 列规定: 1 河床以上部分的堰坝高度不宜超过3m,低于1m的宜采 用坦水堰或宽顶堰,高于2m的宜采用多级跌水堰或滚水堰。 2 堰坝断面可采用单一或复合断面,局部堰段下游坡面宜 选择有利于鱼类洄游的斜坡,坡度宜在110160之间,溢 流表面力求构造多孔性丰富循环性空间结构,并利用原河道河谷 漫滩的自然地貌,构造采用柔性结构的坡脚。宜考虑景观建设的 要求。 3 建筑材料可采用钢筋石笼、干砌条石、浆砌块石等。 5.3.3 生态堰坝可治理的河道长度可按公式(5.3.3)计算: Ly=(h-

27、Ls)/i(5.3.3) 21 式中 Ly生态堰坝可治理的河道长度,m; h生态堰坝河床以上部分的坝高,m; Ls控制断面最小水深,m; i河道底坡。 5.3.4 当防治范围内的河道长度超过单个生态堰坝可治理的河 道长度时,可设置多级。分级数量、落差及间距应根据控制断面 最小水深要求、河道底坡、地形地质条件等因素综合分析确定, 宜采用相同坝高等距布置,以及坝高较小的方案。 5.4 生态闸坝 5.4.1 生态闸坝宜布置在河道顺直、水流较平顺且地质条件良 好的河段,适用于有防洪、抗冲刷、水深和景观要求的情况。 5.4.2 生态闸坝设计应符合SL74、SL265的有关规定。 5.4.3 生态闸坝宜结

28、合局部溢流堰或生态泄流闸用于生态流量 泄放。 5.4.4 生态闸坝闸高应结合控制断面最小水深等蓄水要求、河 流连通性以及结构安全性,经技术经济比较后确定,闸高不宜超 过5m。 5.4.5 当防治范围内的河道长度超过单个生态闸坝可治理的河 道长度时,可设置多级。分级数量、落差及间距应根据控制断面 最小水深要求、河道底坡、地形地质条件、运行控制要求等因素 综合分析确定,宜采用相同闸高等距布置,以及闸高较小的 方案。 5.5 阶梯深潭系统 5.5.1 阶梯深潭系统宜布置在河道底坡陡、水流流速快、河道 内鱼类等水生生物对水流条件有特殊要求的河段,并应避开淤积 河段。 5.5.2 阶梯深潭系统构造应优先

29、选用卵石、块石等天然材料。 当缺乏合适粒径的卵石、漂石或块石时,或阶梯高度较大时,可 31 采用石笼和木桩。可结合小型结构物、河床抛石以及人工鱼巢等 进行设计。 5.5.3 阶梯深潭系统阶梯高度可按构成阶梯的最大粒径取值, 不宜超过2m。当阶梯高度超过1m时,宜在阶梯旁侧开辟有利 于水生生物洄游的缓坡流道。 5.5.4 阶梯深潭系统的阶梯单元长度可按公式(5.5.4)计算: Lt=Htki(5.5.4) 式中 Lt阶梯单元长度,m; Ht阶梯高度,m; k计算系数,可在1.02.0之间取值。 5.5.5 阶梯深潭系统的深潭与浅滩宜成对设计,可设置多级, 每对深潭、浅滩可按河宽的310倍距离交替

30、布置。河湾段深潭 宜设在凹岸,浅滩宜设在凸岸。 5.6 河道纵向深槽 5.6.1 河道纵向深槽宜用于河道主槽稳定,枯水期来水少、河 道宽且蒸发量大,以及区间鱼类等水生生物对河道水深有要求的 减脱水河道修复。河道纵向深槽设置应避开淤积河段。当上游来 水含沙量大、汛期主槽易淤积时,不宜采用。 5.6.2 河道纵向深槽的断面形式宜采用近似抛物线型,深槽的 尺寸应综合考虑河床的挖填平衡、最小水深要求、最小水面宽要 求以及下游拦水堰的壅水等因素确定。 5.6.3 宜根据上游来水流量、丰枯期水量差异,分析深槽水深 和水面宽度、过流流速,确定深槽两侧是否需要加固,深槽是否 需要疏浚。 41 6 监测与维护

31、6.1 流量监测 6.1.1 生态流量监测系统应包括流量测量、数据传输等设备和 流量监管平台。 6.1.2 流量测量系统应符合下列规定: 1 监测点分别布设在水电站生态流量泄放设施出口处,或 下游附近符合测流要求的河道断面。 2 测流装置应按照技术可靠、经济适用、维护便捷的原则 选择和安装。 3 流量测量方法应符合GB50179、SL61、SL537、SL 555的规定。 6.1.3 数据传输系统应具备数据、视频或图像等传输能力,其 数据通信应符合SL651的规定。 6.1.4 流量监管平台应符合下列规定: 1 具备流量数据记录、存储、分析、打印、输出以及异常 告警功能。 2 具备流量视频监视

32、功能,可存储、输出流量泄放图片或 视频。 6.1.5 梯级水电站宜建立区域生态流量监测平台。 6.2 运行维护 6.2.1 水电站应将生态流量泄放及其监测、监管设施的运行维 护纳入日常管理工作中。 6.2.2 水电站应如实记录下泄流量监测数据,并定期汇总。 6.2.3 水电站应定期维护生态流量泄放、监测等设备设施,发 现故障及时排除,将其故障记录在案。 51 附录A 流量泄放设施泄流能力计算 A.0.1 矩形断面的无压生态泄流孔(槽)正堰泄流能力可按公 式(A.0.11)公式(A.0.13)计算,计算简图如图 A.0.1所示。 Q=CmsB2gH30(A.0.11) H0=H+0v 2 0 2

33、g(A.0.12) v0=QaB x (A.0.13) 式中 Q下泄流量,m3/s; C上游面坡度影响修正系数,可按SL319-2018中 表A.3.12取值,当上游面为铅直面时取1.0; s淹没系数,视淹没程度取值或经试验确定,自由出 流时取1.0,完全淹没时取0; 侧收缩系数,可取=0.900.95,或按经试验 确定; m流量系数,可取m=0.385,或按SL319-2018中 表A.3.11取值,或经试验确定; B溢流宽度,m; g重力加速度,m/s2; H堰上水头,m; H0计入行进流速的堰上总水头,m; 0行进流速系数,宜取1.0; v0行进流速,m/s; a行进流速断面河道水深,m

34、; Bx行进流速断面河道宽度,m。 61 $ 8 + # H B $ $ # $ b 4 M a b Q a M v B x H B B 图A.0.1 无压生态泄流孔(槽)矩形断面正堰泄流计算简图 A.0.2 矩形断面的无压生态泄流孔(槽)侧堰泄流能力可按公式 (A.0.21)公式(A.0.23)计算,计算简图如图A.0.2所示。 Q=m1Lc2gH3(A.0.21) m1=(0.90.95)m0(A.0.22) H=0.5(H1+H2)(A.0.23) 式中 m1侧堰流量系数; Lc侧堰长度,m; H堰上水头,取堰首端和末端水头的平均值; m0正堰流量系数,可按A.0.1条取值; H1堰首端

35、水头,m; H2堰末端水头,m。 71 H H L c $ $ F # G $ $ F # G 图A.0.2 无压生态泄流孔(槽)矩形断面侧堰泄流计算简图 A.0.3 采用单一特性圆形断面管道的有压生态泄流孔,孔口泄 流能力可按公式(A.0.31)公式(A.0.34)计算,计算 简图如图A.0.3所示。 Q=H/RT(A.0.31) RT=Ln 2 R4/3A2+ +x 2gA2(A.0.32) R=D/4(A.0.33) A=D2/4(A.0.34) 式中 H孔口最小作用水头,淹没出流时为上下游水位差, 自由出流时为上游水位与出口中心高程的差,m; RT水头损失综合系数; L管道长度,m;

36、n糙率,可按SL6552014中第A.1.1条、A.1.2条 确定; R水力半径,m; A断面面积,m2; 局部水头损失系数,可按SL6552014中第 A.2.1条确定; x出流系数,自由出流时取1.0,完全淹没时取0; D管道直径,m。 81 a $ # b 8 + # D L D L H H Z U Z D Z D Z U + # + # 图A.0.3 有压生态泄流孔泄流计算简图 A.0.4 生态泄流阀全开泄流能力可按公式(A.0.41)公式 (A.0.43)计算,计算简图如图A.0.4所示。 Q=H/RT(A.0.41) RT=Ln 2 R4/3A2+ +k+x 2gA2(A.0.42

37、) k=2gA 2H r KQ2r(A.0.43) 91 式中 k阀门全开时的阻力系数; Hr阀门全开时的作用水头,m; Qr阀门全开时的过流流量,m3/s; K大于1的系数,宜取K1.1。 a$#LL b8+#LL 1F1 D L D L LL LL H H Z U Z D Z U Z D 图A.0.4 生态泄流阀泄流计算简图 A.0.5 生态泄流闸泄流能力可按公式(A.0.5)、公式(A.0.1 2)公式(A.0.13)计算,计算简图如图A.0.5所示。 Q=seB2gH0(A.0.5) 02 式中 闸孔流量系数,可按SL265-2016中公式(A.0.3 2)公式(A.0.34)确定。

38、e闸门开度,m。 $ 8 + # $ $ # $ M 4 M $ $ M 4 M e $ H L L L L b + # L L N a + # L G L + # L + # L B B + # L e c h s H H e H 图A.0.5 生态泄流闸泄流计算简图 12 A.0.6 采用单一特性圆形管道的生态虹吸管泄流能力可按公式 (A.0.61)公式(A.0.64)计算,并按公式(A.0.65) 复核,计算简图如图A.0.6所示。 Q=H/RT(A.0.61) RT=Lin 2 i R4/3iA2i+ j 2gA2j+ x 2gA2n(A.0.62) Ri=Di/4(A.0.63) A

39、i=D2i/4(A.0.64) HB+ AB Lin2i R4/3iA2i+AB j 2gA2j10.33- ZB 900 (A.0.65) 式中 i管道编号; j局部水头损失发生位置编号; n靠近下游侧最末一根管道的编号; HB最高位置、最低压力点B与上游水库水位的高程差; AB上游水库管道起始处点A与最高位置点B之间; ZB最高位置点B的高程(1985国家高程基准)。 22 书书书 1 1 A B C C 对于坝后式和河床式水电站,则需重点关注坝(闸)下游可能存 在减脱水问题的河段。 5 水电站坝(闸)下游生态保护目标应包括保护对象和保 护水平,不同时期应有不同的生态保护目标。保护对象包括

40、水生 物种和陆生物种以及赖以生存的重要生境,例如:国家和地方重 点保护、珍稀濒危以及开发区域河段特有的水生生物、陆生生 物、洄游或半洄游鱼类以及鱼类三场(越冬场、产卵场和索饵 场)等。 3.2 范围与目标 3.2.1 河流及其生态系统有一定的自我调节和恢复能力,轻微 82 减水或者现行技术标准认为可接受的减水程度,一般不会对河流 健康产生有害影响。本标准减脱水河段特指水电站坝(闸)下游 需要采取措施预防和治理控制其减水程度的关键河段,其范围及 特征因开发方式而异,如图1所示。 a $ + 1 7 ! / b + 1 7 ! / F F $ + 1 # 1 L $ # 7 ! 7 ! 5 F #

41、 G 4 M # G M ? 8 M ? M ? 8 M ? 1 1 $ F # L 7 ! M ? 8 M ? 5 F # G 4 M # G 图1 不同开发方式的水电站减脱水河段示意图 1 跨流域引水的,被引水量无法回到原河道,减脱水防治 范围取决于下游支流汇流情况;涉及多个水源的,不仅存在被引 92 水量无法回到原河道的情况,还具有多个互不连通的减脱水防治 范围,是防治的重点。建设在供水、灌溉等引水渠道上的水电 站,除了与河道相连的第一级水电站,其调节可能引起下游河道 减脱水外,其他各级来水均受第一级控制,对河道是否减水没有 直接影响,因此尽管防治范围相同,但防治职责可视情况而定。 3

42、在我国湖北、云南、广西等地一些喀斯特地貌的区域, 存在引用地下水(例如:暗河、洞水、泉水)发电的水电站,这 类电站与地表水发电的情况不同,除确定防治范围外,也有地下 水的保护要求。 3.2.2 1 保障生态流量是预防河道减脱水的核心内容,包括核定 生态流量、设置生态流量泄放设施以及实施生态流量监测等。 2 我国小型水电站多数位于季节性中小河流上,不具备调 节库容,在枯期生态流量难以保障,需要配套辅助工程设施,以 增加水域面积和流动性,保障最小水深,恢复河流连通性。最小 水深可根据保护目标确定,其中以鱼类最为常见。SL6092013 水利水电工程鱼道设计导则第6.1.2条、第6.2.4条、第 6

43、.3.4条分别规定,隔板式鱼道最小池室水深应大于0.3m,对 于体长超过0.2m的鱼类,最小池室水深应大于过鱼体长的2.5 倍;仿生态式鱼道水深不应小于0.2m;槽式鱼道水深不应小于 0.35m。NB/T350542015水电工程过鱼设施设计规范第 3.3.4条规定,池室水深应视过鱼对象的体高和习性确定,可取 0.51.5m;第4.3.5条规定,通道内水深应根据过鱼对象的体 形尺寸与生态习性确定,不应小于0.2m。综合考虑,最小水深 可取0.2m,无特殊保护要求的,最小水深可适当放低要求,但 不宜造成明显的河床裸露。 03 4 生态流量泄放 4.1 一般规定 4.1.1 水电站生态流量泄放方案

44、,一般需要在调查评价的基础 上,结合工程实际编制。 4.1.2 改建生态流量泄放设施的主要方式如下: (1)改造引水系统。渠道引水式电站,在渠道过坝后的适当 位置开口修建侧堰或埋设放水管,向下游坝后河道泄放流量;隧 洞引水式电站,可利用原有的近坝施工支洞改造或新挖泄水洞, 并安装放水管向下游河道泄放流量;有设置生态机组条件的,可 在放水管出口安装生态机组。 (2)改造泄洪闸。对闸坝电站,可控制一孔或多孔闸门一定 开度向下游河道泄放流量。闸门泄流开度通过闸孔泄流公式计算 确定后,可通过闸门行程控制器或在闸底板设置限位墩(水泥 墩)等方式控制。 (3)改造溢洪道闸门。根据电站枢纽布置的实际情况,可

45、对 溢洪道工作闸门进行改造,设置门中门或舌瓣门,增设启闭设 备,向下游泄放流量。 (4)改造大坝放空设施。对大坝原有的底孔设施(如导流底 孔、排沙孔、水库放空孔、泄洪洞等)进行改造,增设闸控系 统,调整调度运行方式,泄放生态流量。 (5)设置生态基荷或采用反调节调度,利用现有机组发电进 行泄流。 4.1.3 在特枯年份或正常年份的枯水期,水电站上游来水流量 小于规定应下泄的生态流量的情况比较普遍,河道存在天然减 水,关于深化落实水电开发生态环境保护措施的通知(环发 201465号)规定,“当天然来流量小于规定下泄最小生态流 量时,电站下泄生态流量按坝址处天然实际来流量进行下放”, 13 体现的

46、是“来多少泄多少”的要求。此外,不少小型水电站具有 综合利用功能,承载着防汛抗旱的重任,按照法律规定,防汛抗 旱、供水要优先予以保障。 4.2 泄放设施 4.2.1 本条列出了目前常用的水电站生态流量泄放设施。随着 应用经验的积累及科学技术的进步,将会有更多可选类型。 1 水电站最低运行水位一般取水库死水位(设计低水位)。 3 例如对于拱坝等整体结构要求较高的坝体,开孔增设生 态流量泄放设施将改变整个坝体的应力分布,在孔口处形成应力 集中,增加坝体结构破坏的危险。 4 重点考虑有压进水口的最小淹没水深要求,对于圆形 断面的有压管道,其进口管底淹没深度一般不小于1.5倍 管径。 4.2.2 无压

47、生态泄流孔(槽)和有压生态泄流孔(槽)是按流 道是否承压来划分的。无压生态泄流孔(槽)采用表孔堰流的方 式泄放生态流量,具有自由液面;有压生态泄流孔(槽)是采用 中孔或底孔,以有压流的方式泄放生态流量。生态泄流孔(槽) 无节制阀(闸),泄流能力取决于作用水头(水库水位),当水库 水位变幅小时,泄流能力才能稳定。 4.2.4 生态泄流阀常用于水库水位变幅大的水电站。当水库水 位变幅大时,若按最低水位设计过流能力,则高水位时泄放流量 较大,会增加弃水和发电损失,此时采用生态泄流阀可以根据需 要调节下泄流量。 4.2.6 生态泄流闸常用于河床式水电站拦河闸,以及引水式及 混合式水电站引水渠渠首或压力

48、前池侧向开口处。 4.2.8 对于拱坝等坝体不宜开孔的情况,生态虹吸管是一种可 行的泄流设施。 4.2.10 初期投入较大,但可减少因下泄生态流量所带来的发电 量损失。 23 4.3 运行调度 4.3.1 有调节能力的水电站,可通过水量的年内甚至年际调节, 在枯水季节来水流量不足时,尽可能地提高下游河道生态流量保 证率,调节能力越大,效果越明显。对于引水式或混合式水电 站,还可通过提高发电水位,减少发电耗水量,以保障厂坝间河 段的生态流量。没有调节能力的水电站,可转变运行方式或实行 限制运行,增加坝(闸)下游下泄流量保障。 4.3.2、4.3.3 水电站运行调度包括单站(库)调度、梯级联合 调

49、度以及流域统一调度。同一流域的水电站参与联合调度的越 多,流域内河道的生态流量越容易保障,同时还能取得较好的总 体发电效益。 33 5 辅助工程设施 5.1 一般规定 5.1.1 调节能力较小的、承载着防汛抗旱重任等具有综合利用 功能的、建设在河道底坡较陡的季节性河流上的水电站,其下游 河道生态流量一般难以保障,修建辅助工程设施后才能维持一定 的水面域和水生生境,达到缓解下游河道减脱水的目的。 5.2 生态跌坎 5.2.1 典型的生态跌坎如图2所示。一般取用卵石、漂石或块 石等体型较大的石料堆筑而成,跌坎两侧高,中间低,具有顶部 及全断面大孔隙过流特性,顶部过流面不规则。在汛期来流较多 时,跌坎整体处于淹没状态,增加泄