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1、小型水电站下游河道减脱水防治技术导则S1./T79620201总则12术语33防治目标与要求531 调查与分析532 范围与目标51生态流量泄放741 一股规定742 泄放设施743 运行调度95辅助工程设施1151一般规定H52生态跌坎1153生态堰坝1254生态闸坝1355阶梯一深潭系统135G河道纵向深槽146监测与维护1561流量监测1562运行维护15附录A流量泄放设施泄流能力计算Je标准用词说明21条文说明石1总则-o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。隹本标准适用于单站装机容量01W及以下的水电站下游河道的减脱水防治。-CB新
2、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，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.回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C2 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C3 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。珏本标准主要引用下列标准：GBaDI79河流流量测验规范GBfrmi防洪标准GBz33g橡胶
3、坝工程技术规范乩石砌石坝设计规范S1.l水文自动测报系统技术规范乩71水利水电工程钢闸门设计规范S1.aN水利水电工程等级划分及洪水标准S1.3S2Dl水闸设计规范S.2S2混凝土拱坝设计规范0.汨5水利水电工程进水口设计规范SI31-2318混凝土重力坝设计规范.的水工建筑物与堰槽测流规范S1.小型水电站现场效率试验规程SI-RD水利水电工程鱼道设计导则0,由1水文监测数据通信规约0-E52314水利水电工程调压室设计规范国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术语纪I河道减脱水vtoidjEHeandCtni-1t三rK水电站建设及运行引起
4、坝朝）下游河道内水量较天然条件下减少甚至断流的现象.减脱水河段i日rc?XlnCfEadrliTleTrICf-n发生河道减脱水现象的河段。2B生态泄流孔嬉）rciQ2li11Ej2ph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。28生态泄流阀（wczdcieio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小于下游河道生态流量的泄流节制设施。生态泄流闸-pdste3n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。SX3河道纵向深槽CtePtrdycCdaE1.
5、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.3防治目标与要求31调查与分析3d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。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受影响的坝伸）下游河道以及可能造成减脱水现象的重点河段。5 坝侗下游重要生态敏感区、生态保护目标、河道需水要
6、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C7 已采取的防治措施及运行情况。3其他相关资料。3B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C防治目标应与保护对象和保护水平相适应。里范围与目标30河道减脱水防治范围为水电站取水可能造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、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
7、规定：1）跨流域引水的，应以取水、引水坝侗）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、引水坝伸作为起点，确定其共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侧）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,A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
8、量2增加下游河道减脱水防治范圉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O2n,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。4生态流量泄放41一般规定Hl水电站应根据坝朝）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。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。4B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
9、案，优化运行方式，实施生态调度。个泄放设施在生态流量泄放设施包括生态泄流孔棺）、生态泄流阀、生态泄流闸、生态虹吸管、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侧）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0-2
10、石的有关规定e5溢流部分宜采用钢筋混凝土.管材宜采用铁管、钢管、不锈钢管或高密度聚乙烯管等。心生态泄流孔槽）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靖）时，宜采用无压生态泄流孔揩）；坝体或两岸岸坡易于开孔时，宜采用有压生态泄流孔稽）。45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Aol条和AO2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AQ3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。值生态泄流阀适用于需要
11、阀门调节下泄流量，以及有用水调度要求的情况。45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Ilo3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Ao4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至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。Z生态泄流闸应符合下列规定：1结构设计应符合S1.71、S1.aB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
12、核C2可按附录八中AO5条确定闸孔尺寸或闸孔最小开度。宜根据闸孔泄流公式计算对应孔口开度的泄流量，绘制水位开度曲线俵），指导闸门运行控制。心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。码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S1.一田5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AO6条确定。3最大虹吸高度不应超过当地允许的最大真空度。4顶部鸵峰”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。Z0D生态机组适用于有增设
13、生态机组场地，技术经济可行的情况。何生态机组应符合下列规定：1装设在坝身、两岸或坝伸J）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。华生态鱼道适用于有过鱼要求且符合鱼道建设条件的情况。ZeB生态鱼道应符合下列规定：1符合Kla的有关规定。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。书运行调度单站有调节能力的，应利用水库的调蓄能力，提高下游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
14、量泄放。强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B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5辅助工程设施5一般规定Stl防治范围内的河道可采取辅助工程设施予以治理C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。5R常用的辅助工程设施包括生态跌坎、生态堰坝、生态闸、阶梯一深潭系统以及河道纵向深槽等，并应符合下列规定：1 符合QB日S1、S1.aR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
15、泄放要求。3控制断面最小水深应符合322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.5B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。三生态跌坎Sa生态跌坎宜布设在水流平缓、有鱼类等水生生物洞游的顺直河段。应考虑河道水流特性及生物习性进行布置，河道横向宜
16、条状排布，并在河道深槽处降低坎顶高程，纵向宜顺水流布置军生态跌坎应考虑防冲、壅水、孔隙率和连通性的要求，保证鱼类等洞游水生生物能够顺利通过，坎高不宜超过2m,有鱼类等水生生物涧游的时段跌水落差不宜大于Q3m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。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。三生态堰坝阳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
17、河段C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。至生态堰坝应结合坝型和坝体材料，按照田Ts3%9、乩工石、0-田2q319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33低于Im的宜采用坦水堰或宽顶堰，高于加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涧游的斜坡，坡度宜在1：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。一生态堰坝可治理的河道长度可按公式怎33）
18、计算:U=6-1.i33式中U生态堰坝可治理的河道长度，m;h-一生态堰坝河床以上部分的坝高，m;1.i控制断面最小水深，ITl,i河道底坡，SJ.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、用生态闸坝Sfl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。SP生态闸坝设计应符合9,71、9,田5的有关规定。5B生态闸坝宜结合局部溢流堰或生态泄流闸用于生态流量泄放CQU生态闸坝闸高应结
19、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。5B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.三阶梯深潭系统用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。32阶梯隔潭系统构造应优先选用卵石、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，可采用石笼和木桩。可结合小型结构物、河床抛石以及人
20、工鱼巢等进行设计。3B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2mo当阶梯高度超过Im时，宜在阶梯旁侧开辟有利于水生生物涧游的缓坡流道。W阶梯-深潭系统的阶梯单元长度可按公式计算:1.=k式中1.t阶梯单元长度，m；Ht阶梯IW）度，m；k计算系数，可在IO20之间取值C5S阶梯一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3K）倍距离交替布置。河湾段深潭宜设在凹岸，浅滩宜设在凸岸。河道纵向深槽的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
21、来水含沙量大、汛期主槽易淤积时，不宜采用。跳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。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。6监测与维护61流量监测Gtl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。 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Q330
22、110,61、0,5歹、S1.出5的规定。6B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S对的规定。;6K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具备流量视频监视功能，可存储、输出流量泄放图片或视频。66梯级水电站宜建立区域生态流量监测平台C0运行维护田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。水电站应如实记录下泄流量监测数据，并定期汇总。S3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。附录A流量泄放设施泄流能力计算AQ.1矩形断面的无压生态泄流孔揩）正堰泄流能
23、力可按公式COl一1）公式Gqi-3）计算,计算简图如图O1所示。Q=OTT8jBHo=H+cCo1-1)CO1-2)QAQl-3)式中Q下泄流量，IY5;C上游面坡度影响修正系数，可按S1.319-NR8中表A31-2取值，当上游面为铅直面时取1.O；CX一淹没系数,视淹没程度取值或经试验确定，自由出流时取1.O,完全淹没时取O：E侧收缩系数，可取W=OgDo田，或按经试验确定；m流量系数，可取m=Q3E5,或按0,3192318中表A31-1取值，或经试验确定：B溢流宽度，m；g一重力加速度，r；H堰上水头，m；Ho计入行进流速的堰上总水头，m;,行进流速系数，宜取IO；M）一行进流速，m
24、G；a行进流速断面河道水深，rn；B.行进流速断面河道宽度，m。AE矩形断面的无压生态泄流孔槽）侧堰泄流能力可按公式02-D公式62M计算，计算简图如图AQN所示。AQ2T)O2-2)CQ2-3)Q=m.1.FPr11=6O三noH=050-4-)式中m.侧堰流量系数；1.侧堰长度，m；H一堰上水头，取堰首端和末端水头的平均值；mo正堰流量系数，可按AOl条取值；H堰首端水头，m；H-堰末端水头，mAB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GO3f)公式Go34)计算，计算简图如图A03所示。q=H/,O3-lr=R拿人。3-2)R=D6。3-3)A=11D1.O3-4
25、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；R1一水头损失综合系数；1.一管道长度，rn；n糙率，可按g-G35rakl中第All条、A12条确定；R水力半径，m；A断面面积，rr；局部水头损失系数，可按0一出5NM4中第A21条确定；X出流系数，自由出流时取J1.O,完全淹没时取O；D管道直径，m。7生态泄流阀全开泄流能力可按公式AQ41)4式Ao43)计算，计算简图如图AO4所示。Q_HrAo41)C+xRf*+廿，以。42)廿辽_KO7Go43)式中阀门全开时的阻力系数；H.-门全开时的作用水头，m；Q-一阀门全开时的过流流量，mVs；K
26、大于1的系数，宜取K21IoKb生态泄流闸泄流能力可按公式6。5、公式Gol2)公式Ol3)计算，计算简图如图AO5所示。Q=crBO5)2式中闸孔流量系数，可按0-45R16中公式GQ3-2)公式O3-4确定。闸门开度，rrvMM9$NKrnn】）、漂石徽径为NE）83Qn11）或块石纵径13Qnm）的最大粒径及运输、施工条件限制，一般都在2kn以内。关于生态跌坎形成的跌水落差，主要考虑过鱼要求第61I条指出隔板式鱼道最大级差为O2n。NBAr33到一2315第334条指出，国外鱼道池室间水位差在O15OaT1,多为03Q45m,主要过娃鱼、鳍鱼、鲜鱼；国内鱼道池室间水位差在OCEO3n,部
27、分小于QC6,主要过青鱼、草鱼、链鱼、鲸鱼和鲤鱼、螃蟹等。综合考虑，跌水落差以不大于Q3m为宜。3中小河流河道比降一般在3%。左右，按照生态跌坎坎高2m、远端控制断面最小水深O2n估算，跌坎间距约为60QS生态堰坝田I典型的生态堰坝如图3所示。生态堰坝多采用人工材料馄凝土），顶部过流或规则的孔口过流，下游水深一般较小，当顶部过流时，易形成跌水。迎生态堰坝按照材料和建筑工艺，一般有干砌石堰、浆砌块石堰、垮工硬壳堰、堆石堰几种类型。为了节省材料，还可以构造拱形堰、石墩闸板堰等轻型堰.1限制生态堰坝高度河床以上部分）可在新增水面域的同时尽可能维护河流纵向连通性。如图4所示，从适宜建设鱼道的角度考虑，
28、国内大多数鱼道设计水位差在不超过511k其中剔除5m以上的平均值为24n,并分布在3n左右C表1的实际工程，其应用效果较好，应用河段现状河面宽为巨IGQn,平均河面宽为由5m,河床以下基础深度为258n,平均约为59m,河床以上高度均为ISE,不超过3n。3022012710-9.34+344.4.8801.+1.2111.+1.图4我国部分鱼道设计的水位差表1兴山县河道修复工程基本参数统计表序号生态堰坝名称堰坝型式单个堰坝级数堰坝高度Zm断面宽度Zrn堰坝长度或河道断面宽度Zm所在河流河段底坡/%总高合基础）河床以上河床以下顶宽底宽1大花坪S型3621.547353D1南阳河62刘家湾直线型3951.58091353B南阳河63白沙河直线型2951.5a1”33D南阳河64昭君村S型3951.5809135南阳河65落步河直姣型475156127南阳河66土地庙直线型1451531.56as南阳河G7盐水河直线型3951.58091353D南阳河68月亮湾直线型3951.580913532南阳河6序号生态堰圾名称堰坝型式单个腿坝级数堰坝高度Zm断面宽度Zm堰坝长度或河道断面宽度Zm所在河流河段底坡/%
