水电站工程生态流量泄放设计关键技术

任务来源：

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：该技术研究为依托松江河梯级水电站双沟水电站取得的成果。

技术原理

采用理论与试验研究相结合的方法，开展了利用导流洞改建增设生态流量泄放、改善无压隧洞急弯段高速水流流态、小流量竖井旋流消能及金属结构优化设计研究。

技术特色

（1）综合消能率达99%，创国内同类工程最高水平。针对双沟水电站特点，将压力进水口、弯道消力池、水平引水段、旋流竖井段、消力池和多级跌水与现有导流洞连接，作为生态流量泄放通道，是国内外首创。
（2）填补了小流量竖井旋流消能研究的空白。首次将竖井旋流消能技术应用于小流量生态流量泄放，为小流量竖井旋流消能应用的第一例，至今已成功地实现了３年７个月超长时间连续运行，是超常时间连续运行的首例。
（3）创造性地提出并设计了无压隧洞内平面急弯段布设弯道消力池，改善弯道水流流态效果显著，有效解决了无压隧洞内弯道高速水流冲击波难题，填补了该研究领域的空白。
（4）首次将弧形工作闸门应用于生态流量泄放的进水口，且孔口面积（1.5m×0.5m）最小。闸门主框架结构为主梁兼做支臂，为国内首创，是长期局部开启的弧形闸门成功应用于工程的典型案例，减缓了弧门小开度长期运行引起的振动，设计研究达到了国际领先水平。

技术指标

根据典型工程吉林松江河梯级双沟水电站工程应用，该成果研究、应用过程中，可实现如下技术指标：
（1）综合消能率达99%，创国内同类工程最高水平。
（2）改善急弯段无压隧洞高速水流的方法效果显著，消能率达97%，无压隧洞急弯段不发生折冲水流，水流流态稳定。
（3）水流在涡室内充分起旋，回转水流与起旋水流不发生碰撞，在竖井出口水流旋转仍保持一定的角度，消能率达97%。
（4）将弧形工作闸门应用于生态流量泄放的进水口，减缓了弧门小开度长期运行引起的振动。
（5）消除了大坝下游与厂房间2.5km脱水段对生活用水、水生和陆生生态、景观的影响。
（6）实现了３年７个月超长时间连续行。

应用范围及前景

该成果适用于水电站工程生态流量（小流量）泄放设计，尤其适用于那些因无生态流量泄放设施而需增设的已建或在建项目，具有广阔的推广应用前景。
典型应用案例：
该技术成果应用于吉林松江河梯级双沟水电站工程，于2013年建成并投入运行，消除了大坝下游与厂房间2.5km脱水段对生活用水、水生和陆生生态、景观的影响，解决了大坝下游小双沟村的生产生活用水，为原生动植物提供好的生态环境，社会、环境效益显著。

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陈立秋

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中水东北勘测设计研究有限责任公司

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