SL 609-2013 水利水电工程鱼道设计导则.pdf

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  • 图6.3.2槽式鱼道横断面示意图

    6.4特殊结构型式鱼道

    7.2.1诱鱼措施可采用水流、声、光、色和诱饵等。 7.2.2进口附近水流流速小于主要过鱼对象的感应流速时,可 设置专用的补水诱鱼设施。 7.2.3集鱼系统应设置补水、配水系统隧道标准规范范本,集鱼系统每个进口流 速应大于主要过鱼对象的感应流速,并能诱导鱼类通过输鱼渠进 人鱼道槽身。 7.2.4声、光、色和诱饵等诱鱼措施可根据主要过鱼对象习性 选用

    7.3.1鱼道应在适当位置设置观测室,或图像监控设施。

    7.3.2观测室设计应满足下列要求:

    1观测室应设置在鱼道出口附近,面积不宜小于3m×3m, 室内应有照明、通风、防潮、绝缘和避雷等设施。 2观测室段的隔板过鱼孔(缝)应靠近观测窗,其面积不 宜小于原隔板过鱼孔面积。 3观测室段鱼道槽身应为平底,观测窗与鱼道侧壁齐平,

    7诱导设施及其他辅助设施

    观测窗底坎不宜高于鱼道槽身底板。 7.3.3观测室或进、出口处可设置摄像头、鱼探仪、计数器等 设备。 7.3.4 鱼道进出口宜布置水位监控系统

    7.3.4鱼道进出口宜布置水位监控系统

    8.0.1鱼道观测内容主要包括鱼道流速、水深、流量,上、下 游水位,过鱼数量、规格、种类等,观测记录格式见附录D。 8.0.2应及时分析观测资料,掌握过鱼规律,提高鱼道过鱼效 率,并为鱼道设计积累经验。 8.0.3在特殊水位组合情况下,可通过对鱼道进、出口闸门进 行联合控制,降低鱼道内流速,满足过鱼要求。 8.0.4鱼道的运行应与闸、坝建筑物调度运行方式相协调,

    附录A鱼类习性及游泳能力

    附录A鱼类习性及游泳能力

    A.1主要过坝鱼类的习性

    中华鲟(Acipensersinensis),国家一级保护野生动物,典 型的溯河洞游性鱼类,分布于我国长江和珠江。栖息于东海、 黄海大陆架水域觅食、生长,繁殖群体7~8月间由近海进入江 可,至翌年秋季繁殖,产卵场位于金沙江和珠江上游。据初步 周查,葛洲坝修建后,中华鲟的洞游路线被阻断,已在坝下形 成了一定规模的产卵场,主要分布于宜昌葛洲坝下游至庙嘴长 约7km的江段。 中华是底层栖息鱼类,喜欢在夜晚活动,不善手改变运 动方向。受惊时速度加快,甚至窜出水面。雌鱼初次性成熟年 龄为14龄,体长为213~239cm;雄鱼初次性成熟年龄为9龄, 本长为169~171cm。喜好流速为1.0~1.2m/s,极限流速为 1.5~2.5m/s。 A.1.2大麻哈鱼(鲑鱼) 大麻哈鱼(Oncorhynchusketa),属典型的溯河洞游性鱼 类。在我国的产卵场主要分布于黑龙江流域,包括乌苏里江、呼 玛尔河和松花江等。通常在北太平洋摄食生长,繁殖季节从外海 游向近海,进人淡水河流。我国分布的大麻哈鱼分为夏季和秋季 两个繁殖类群。夏季群6月下旬出现在黑龙江河口,约8月中旬 低达产卵场:秋季群洄游时间较短,一般始于8月下旬,9月中 间即可抵达产卵。产卵后亲鱼死亡,幼鱼于第二年4月下旬开始 顶流降河入海。 大麻哈鱼性成熟年龄以4龄为主,体长约60cm。喜好流速 约1.3m/s,极限流速约5m/s。大麻哈鱼喜跳跃,跳跃高度可 达4m。

    刀鲸(Coiliaectenes),属典型的溯河洄游性鱼类。主要分 布在我国黄河、长江、钱塘江等流域。平时栖息在东海、黄海浅 海区域及河口摄食,繁殖季节溯河进入淡水中产卵。长江刀历 史上每年1月开始洞游,形成渔汛,最远可上溯到洞庭湖,产卵 场分布于长江中下游干流和通江湖泊。20世纪80年代以来,力 鳞的资源量显著减少,现状调查大致3月底才开始洞游,洞游最 远一般不超过阳湖湖口。繁殖后亲鱼降河人海。 力鲸平时在底层栖息,洞游时则多在水体的中上层活动。刀 脐的初次性成熟年龄以2龄为主。最小性成熟雌鱼体长约20cm。 其喜好流速为0.2~0.5m/s,极限流速一般在0.4~0.7m/s 之间。

    (Macrurareevesii),属典型的溯河洞游性鱼类。主要分 布在我国长江和珠江。孵化后第1年生活在淡水或河口水域, 第2年进入近海摄食肥育,待到性成熟时再溯河进入淡水中繁 殖。长江每年4月左右开始溯河洞游,繁殖季节为每年6~7 月。赣江的新干至峡江江段是长江的主要产卵场。 删生活于水体的中下层,初次性成熟年龄一般为3~4龄 个体体重一般为11.5kg。成鱼生活在近海。20世纪80年代以 来,长江谢已基本绝迹,成为濒危种类。人工养殖条件下,的 平均体长分别是:1龄鱼19.28cm;2龄鱼29.30cm;3龄鱼 35.85cm。美洲是长江的亲缘种,喜好流速在0.4~0.9m/s 之间,极限流速大于1m/s,可以作为长江游泳速度的参考。

    殖。繁殖后亲鱼死亡。 鳗無幼鱼溯河的喜好流速为0.23m/s,能爬行通过障碍物。 A.1.6以“四大家鱼”为代表的半洞游性鱼类 半洞游性鱼类指一些淡水鱼类为了产卵、索饵和越冬,从静 水水体(如湖泊)洞游到流水水体(如江河),或从流水水体向 静水水体的季节性洞游。我国青鱼、草鱼、鲢鱼、鱼(四大家 鱼、鳞、皖等,均属于典型的半洞游性鱼类。四大家鱼等半 游性鱼类广泛分布在我国珠江、长江、黄河黑龙江等流域。在 长江流域,江湖半洄游性鱼类在每年春季的繁殖季节,集群逆水 回游到干流中的上游产卵场产卵紧殖;产卵后亲鱼文陆续洞游到 原来食饵丰富的干流下游、支流和附属湖泊索饵;幼鱼常沿河逆 流作索饵洞游,进入支流和附属湖泊育肥。 四大家鱼的最小性成熟年龄在2~4龄之间,游泳能力较强 有逆流而上的习性。其中鲢鱼喜跳跃, A.1.71白鲟 白(Psephurusgladius),国家一级保护野生动物,主要 分布于长江干流和通江湖泊。主要栖息于水体中下层,每年6~ 8月洪水期进人眠江、沱江、嘉陵江和乌江等支流的下游索饵; 9月以后又返回于流越冬:在长江中游江段,白也常进入大型 湖泊或与大湖相通的支流索饵,幼鱼有集群和近岸游代的习性, 常在岸边浅水区觅食。白鲟雌鱼性成熟年龄约6龄,雄鱼性成熟 年龄约4龄;成熟个体长2~3m,体重140~150kg。白于看 季(3~4月)在长江上游产卵。葛洲坝枢纽截流前,唯一产卵 场位于长江上游的宜宾县柏溪至马门溪江段。 白善泳阔游,有生殖洞游习性。

    ,6以“四大家鱼”为代表的半洄游性鱼类

    脑脂鱼(Myrocyprinusasiaticus),国家二级保护野生动 物,主要分布于长江、闽江等流域,属底层鱼类。在长江干支流 均有分布,以上游数量为多。脑脂鱼有生殖洞游习性。每年紧殖 季节前,长江干流中、下游和通江湖泊的亲鱼,在秋末冬初相继

    洄游到上游。产卵场主要分布在长江上游干、支流,如金沙江下 游段、眠江的健为至宜宾、嘉陵江等。葛洲坝兴建后,被阻隔在 坝下江段的胭脂鱼可以发育到性成熟,产卵场主要分布在脂坝 至虎牙滩、红花套至后江沱、白洋至楼予河、枝城上下等江段。 睢鱼初次成熟年龄约7龄,雄鱼初次成熟年龄约5龄,最大个体 本重达40~50kg。脑脂鱼的平均体长分别是:雌鱼:3龄 73.67cm,4龄81.75cm,5龄88.25cm;雄鱼:3龄75.93cm, 4龄84.08cm,5龄90.96cm。

    是:1龄鱼6.36cm;2龄鱼12.05cm;3龄鱼14.20cm。体长 与年龄的回归方程为L=5.21t一1.32,其中L为体长,cm; 为年龄

    岩原鲤(Procyprisrabaudi),长江特有鱼类,主要分布于 长江上游,属底层鱼类。岩原鲤具有生殖洞游习性,立春后开始 朔河到长江上游的干流、支流中摄食、生长及产卵。产卵场大多 分布于干支流的激流江段,底质为砾石。产卵季节为3~5月。 岩原鲤的平均体长分别是:1龄鱼11.33cm;2龄鱼23.85cm;3 龄鱼27.60cm

    A, 1. 14 铜鱼

    铜鱼(Corciusheterodon),长江特有鱼类,在长江水系分 布广泛。铜鱼有生殖洞游习性,产卵场分布于长江干流的中、上 游及主要支流。铜鱼雌鱼的初次性成熟年龄为4龄,体长28~ 52.9cm,体重0.3~1.8kg:雄鱼初次性成熟年龄为3龄。铜鱼 的平均体长分别是:1龄鱼13.90cm;2龄鱼19.20cm;3龄鱼 27.70cm。雌鱼、雄鱼的体长与年龄的回归方程分别是L= 0.29t+7.01t+8.02、L=0.67t+9.68t+4.11,其中L 为体长,cmt为年龄

    齐口裂腹鱼(Schizothorazprenanti),我国特有鱼类,分

    布于长江、金沙江、眠江等上游江段,属底层鱼类,喜栖息于山 区河弯急流处。齐口裂腹鱼有生殖游习性,产卵前上溯到栖息 地以上的江段产卵。产卵季节在3~6月,卵多产于急流浅滩的 沙、砾石上。齐口裂腹鱼雌鱼初次性成熟年龄为4龄,雄鱼初次 性成熟年龄为3龄。齐口裂腹鱼的体长分别是:1龄鱼0.80~ 1.00cm;3龄鱼1.40~2.00cm;5龄鱼2.10~3.00cm。

    中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis),俗名河蟹,属降河洄游 生甲壳动物,在我国长江、辽河和瓯江等流域均有分布。河蟹在 谈水中生长育肥,长江中下游地区,每当10月中下旬,成蟹在 夜间从湖泊中成群进入长江,向河口迁徒,性腺遂步发育,在长 江口附近的浅海中越冬,并于翌年春季紧殖,紧殖后亲蟹死亡。 孵出后的幼体经5次蜕皮后变态为大眼幼体。大眼幼体具明显的 道淡性、趋流性和趋光性,随潮水进入淡水江河口,蜕壳变态为 一期仔蟹。然后继续上溯进入江河、湖泊中生长。 幼蟹上溯过程中有较强的爬行能力,能爬越障碍物进入其摄 食生境。

    A.2.1与鱼道设计相关的鱼类游泳能力主要为鱼的感应流速、 喜好流速和极限流速。 A.2.2鱼类的极限流速宜通过实验观测确定,可参考表 A.2.2。对于没有进行实验观测的鱼类,可利用公式(A.2.2) 估算鱼类的极限流速。

    式中L 鱼类体长,m。

    A.2.3鱼类的跳跌和“爬行”是鱼类游泳行为的特殊形式。一 些鱼类在鱼道中能以跳跃方式越过隔板,如,鲢、铺、鲤、鲑 等。健壮的成鱼通常能跳跃出水面1~2m。

    =1.98/L(m/s)

    表A.2.2几种鱼类的感应流速、喜好流速和极限流速

    附录B鱼道水工模型试验

    B.1.1鱼道模型试验按研究内容可分为枢纽整体模型、鱼道整 本模型、鱼道局部模型三种。 B.1.2枢纽整体模型试验主要研究鱼道与其他各建筑物之间的 相互关系,确定鱼类上测的流速屏障位置,分析主要过鱼季节枢 纽不同调度方式鱼道进、出口水流条件,确定鱼道在枢纽中的整 体布置。 B.1.3鱼道整体模型试验主要研究不同水位组合条件下鱼道的 整体水力特性,优化鱼道进出口数量与布置、鱼道底坡坡度、池 室尺寸等。 B.1.4鱼道局部模型可分为鱼道隔板局部模型和鱼道集鱼系统 局部模型二类。鱼道隔板局部模型试验主要研究横隔板具体型 式,确定过鱼孔面积,评价池室水流流态,防止水流产生能量积 累。鱼道集鱼系统局部模型试验主要研究集鱼系统的布置,确定 补水系统型式及补水量大小。 B.1.5 枢纽整体模型试验中鱼道应包括以下测试内容: 1 枢纽上、下游区域流速分布,鱼道进出口区域流速分布 流态。 2 鱼道进出口区域特征水位、水位变幅, B. 1.6 鱼道整体模型试验应包括以下测试内容: 1 全程水面线。 2 鱼道流量。 3 典型隔板过鱼孔、水池流速、流态及相邻池室水位差。 B.1.7 鱼道局部模型试验应包括以下测试内容: 1 隔板过鱼孔(缝)、池室内流速分布、流态及相邻池室水 位差。

    B.1.5枢细整体模型试验中鱼道应包括以下测试内容

    B.2.1鱼道水工试验模型应满足几何相似、水流运动相似和动 力相似,遵循弗劳德相似准则。 B. 2. 2 模型试验范围应按下列规定选用: 1 枢纽整体模型:模型范围宜包括鱼道进、出口附近各一 定区域。 鱼道整体模型:模型范围应包括鱼道下游进口至上游 出口。 3鱼道局部模型:鱼道隔板局部模型范围可取鱼道中段15 一20块隔板。鱼道集鱼系统局部模型可取集鱼系统及其补水系 统和有关的鱼道进出口段。

    B.2.3模型比尺可按下列规定选用:

    1鱼道枢纽整体模型比尺按枢纽及其他水工水力学试验要 求选取。 2鱼道整体水工模型试验可为1:15~1:40。 3 局部模型可为1:5~1:10。 B.2.4 鱼道水工模型设计除需满足鱼道建筑物的特殊要求外, 还应遵循SL155的规定。

    B.3.1 鱼道流量可用量水堰、电磁流量计等施测, B.3.2 隔板过鱼孔流速可用小型旋桨式流速仪、三维ADV或 激光测速仪等施测。 B.3.3 池室流态可采用数码相机、摄像机记录。 B.3.4 池室水面线可以采用水位计、波高仪、测压管等设备 测量。 B.3.5他有关数据采集和二次仪表应遵循SL155的规定

    2集鱼系统各进口及输鱼渠的流速。 3补水区域补水前后的流速分布。

    2集鱼系统各进口及输鱼渠的流速。 3 补水区域补水前后的流速分布。

    附录 C 导 鱼 电 栅

    C.1基本类型及适用条件

    附录D电栅运行观测记录格式

    1.0.1我国鱼道建设水平相对滞后,相关鱼道设计尚无规范可 循,限制了我国鱼道建设进程。随着我国经济发展水平的不断提 升,人民对河流生态需求日益增长,大量过鱼设施呕待建设,因 此有必要制定统一的行业标准,用以指导水利水电工程的鱼道设 计工作。 1.0.3确定过鱼对象是鱼道设计的前提,有时需要同时考虑几 钟鱼类的过坝要求,因此收集与分析相关资料十分必要。 1.0.4鱼道设计目前仍带有一定探索性,需要通过大量实验验 证,并总结各类工程的经验教训,因此本标准中提出必要时应开 展试验研究

    4.1.3隔板式鱼道适用于多种洄游性鱼类,选择时需要注意以 下问题: 1溢流堰式鱼道通过流量较小,消能不够充分,适应上下 游水位变动能力差,水位变幅一般小于30cm。 2淹没孔口式鱼道通过流量较小,适应上下游水位变动性 能较好,但孔口易被阻塞,需要定期维护清理。 3竖缝式鱼道消能较充分,能适应上下游较大的水位变幅 4组合式隔板鱼道能够较好地发挥各种型式孔口的优势 便于灵活控制所需要的池室流速流态分布。 4.2鱼道布置

    4.2.2部分鱼道布置见图1~图4,可供选择

    一鱼道主要进鱼口;2一鱼道辅助进鱼口;3一交汇池: 4一槽身:5一鱼道出口;6一绿化区 图1绕岸式布置图

    图2格式布置图(单位:m)

    4.2.6电站厂房尾水为经常性水流,且下泄流量远大于鱼道下 泄流量,是鱼类集群地,因此鱼道可布置在电站旁。在水流条件 适宜时在尾水管上方可设置集鱼系统,以增加进鱼前沿的长度。 具有集鱼系统的电站枢纽鱼道布置见图5。

    6.1.1隔板式鱼道槽身设计确定原则的自的女

    鱼道槽身内主流明确,不致便鱼类上溯迷失方向。 隔板形态力求简单、平顺,避免锐缘,以免触伤鱼类。 4 鱼道槽身绕过闸坝枢纽独立在岸地时,采用梯形或下部 距形、上部梯形的复合断面可以简化设计。鱼道槽身复合断面见 图6。复合断面边坡小流速区适宜幼蟹、幼鳗等攀爬

    图6鱼道槽身复合断面示意图(单位:cm

    (3)竖缝式隔板鱼道流量按公式(4)、公式(5)计算:

    μ=f(hu/ho)

    图9流量系数关系曲线图

    6.3.1槽式鱼道可分为简单槽式鱼道和丹尼尔鱼道两种。由于 简单槽式鱼道极少采用,本标准所述槽式鱼道特指丹尼尔鱼道。 6.3.2、6.3.3方案设计时丹尼尔鱼道槽身宽度与底坡坡度可参 考表3,丹尼尔鱼道推荐尺寸见表4。

    表3丹尼尔鱼道槽身宽度与底坡坡度表(LARINIER,1983

    表4丹尼尔鱼道推荐尺寸表(LONNEBJERG,1980 及LARINIER,1992)

    表4丹尼尔鱼道推荐尺寸表(LONNEBJERG,1980 及LARINIER,1992)

    7.2诱鱼设施 7.2.1利用光作诱鱼设施的如:光电泵、汽油灯、乙炔气灯等 利用声作诱鱼设施的如超声波诱鱼器等。 7.2.2补水设施补水量要足以使鱼道入口有明确的流向项目管理和论文,能够 将鱼类引诱至鱼道人口。同时应控制补水量,不使鱼道入口处水 流流速过大或产生强烈的紊动。 7.3其他辅助设施

    7诱导设施及其他辅助设施

    7.3.2鱼道观测室内灯光不要过亮,以免影响过鱼。

    8.0.3鱼道控制运行原理如鱼闸,当鱼道内流速偏大或有幼鱼、 小蟹等游泳能力差的过鱼对象上溯时,将鱼道当作鱼闸来运行。 鱼道控制运行与鱼道正常运行配合运用,可以满足不同种类过鱼 对象上溯的需求,且有利于省水。

    附录A鱼类习性及游泳能力

    A.2.2公式(A.2.2)忽略了鱼的种类、环境等诸多因素的影 响,且鱼类极限流速不完全遵循与体长成比例的关系,仅供初步 设计时参考。 A.2.3鱼类在起跳时,要求具有一定的水深、流速平缓等环境 条件,以便在急速跳跃前作加速运动

    C.1基本类型及适用条件

    C.1.1电栅是利用鱼对电场产生反应,并本能的避离电场这 持性,实现对鱼进行拦截、引导 C.1.2 1单排电栅由单排电极组成,可以呈直线、折线或曲线布 置:双排电栅由双排电极组成,两排间电极可前后对应或相互叉 开(链式)排列;多排电栅由两排以上电极组成。 2埋设式电极阵埋固在设计断面位置,一般在鱼道进口河 床无水时施工;态挂式电极阵态挂在设计断面上方,可以在鱼道 进口河床有水时施工:浮简式电极阵联结在浮简上,浮筒固定在 设计断面水面上。 3交流电式供电电源可为380V或220V交流电源;脉冲电 式供电电源可为220V交流电经脉冲发生仪形成直流脉冲电源。 现代电栅多采用脉冲电源

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