T-CHES 124-2024 水利水电工程升鱼机设计导则

CCSP55T/CHES124—2024水利水电工程升鱼机设计导则Guidelinef0rfishliftinwaterandhydr0p0werpr0jects中国水利学会发布中国水利学会关于批准发布《水利水电工程升鱼机设计导则》等8项团体标准的公告经理事长专题办公会议批准,决定发布《水利水电工程升鱼机设计导则》等8项团体标准,现予以公告。序号标准名称标准编号批准日期实施日期1水利水电工程升鱼机设计导则T/CHES124—20242水利水电工程过鱼设施效果评估导则T/CHES125—20243水库工程生态调度设计指南T/CHES126—20244土的分散性判别试验规程T/CHES127—20245输水工程沼蛤监测技术导则T/CHES128—20246山区小流域沟道治理人工阶梯-深潭系统技术导则T/CHES129—20247一体化地下水水位计T/CHES130—20248一体化翻斗式雨量计T/CHES131—2024中国水利学会I本标准按照《工程建设标准编写规定》(建标Γ2008〕182号)的规定起草。本标准共分为10章,主要技术内容包括总则、术语、基本规定、基本资料、总体设计、集诱鱼设施设计、提升设施设计、过坝设施设计、放流设施设计、运行管理设计等。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别专利的责任。本标准由中国水利学会归口。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国水利学会(地址:北京市西100053),以便今后修订时参考。本标准主编单位:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院本标准参编单位:中水北方勘测设计研究有限责任公司新疆博衍水利水电环境科技有限公司水利部中国科学院水工程生态研究所本标准主要起草人:王晓刚、吴正桥、李中华、许玉、祝龙、乔晔、 3基本规定 4基本资料 4.1工程河道特性 4.2鱼类资源及生态习性 5总体设计 6集诱鱼设施设计 7提升设施设计 8过坝设施设计 9放流设施设计 10运行管理设计 标准用词说明 引用标准名录 条文说明 Ⅳcontents1Genernalprovisions 2Terms 4Basicinformation 4.1channelcharacteristics 4.2stockandecoloGicalcharacteristicsof 6DesiGnoffishcollectionfacility 6.4waterrefillinGfacility 7DesiGnoffishliftfacility 9DesiGnoffishreleasinGfacility 10LayoutofoperationalmanaGement ExplanationofwordinGinthisstandard Listofquotedstandards Explanationofprovisions 11.0.1为适应升鱼机建设需要,规范升鱼机设计技术要求,制定本标准。1.0.2本标准适用于水利水电工程升鱼机的设计。1.0.3升鱼机设计应广泛吸取工程实践经验,结合工程实际情况,积极采用新技术、新材料和新设备,必要时应开展专题研究。1.0.4升鱼机设计及试验除应符合本标准的规定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。2通过机械设备提升,将鱼类输送过坝的一种过鱼设施,由固定式/移动式集诱鱼设施、提升设施、过坝设施和放流设施等组成。2.0.2集鱼池fishholdinGpool升鱼机中鱼类在进入升鱼箱前,供鱼类个体暂时聚集和栖身的场所。将集鱼池内的鱼类驱赶进入升鱼箱的格栅类设施。提升设施中用于装载鱼类的容器。2.0.5运鱼箱fishcontainer/carrier鱼类运输过程中用于装载鱼类的容器。2.0.6维生系统lifesupportsystem运鱼箱中集充氧、温度控制、生物处理和消毒等技术为一体的综合水质维持装置。2.0.7补水设施waterrefillinGfacility为局部区域水流流速要求,提供额外水量的设施。过鱼设施设计时重点针对的本水域河段鱼类种类,一般为大坝阻隔影响其生活史完成的种类或具有上下游基因交流的珍稀、特有或重要经济种类。2.0.9诱集升鱼箱fishcaGewithtrappinG具有诱集鱼类功能的升鱼箱。升鱼机在主要过鱼季节,闸、坝等正常运行的上游最高、最低水位。3升鱼机在主要过鱼季节,闸、坝等正常运行的下游最高、最低水位。2.0.12感应流速inductionvelocity鱼类刚刚能够产生趋流反应的流速值,一般以鱼类游泳方向的改变为指示,又称起点流速。2.0.13喜好流速favoritevelocity鱼类所能适应多种流速值中最为适宜的流速范围,一般对应鱼类持续游泳速度与耐久游泳速度的水流流速范围。2.0.14爆发游泳速度burstswimminGspeed鱼类在短时间内能达到的最大游泳速度,对应鱼类极限流速,通常采用20s作为时间阈值。43.0.1升鱼机设计应在充分收集基本资料和现场调查的基础上,根据工程布置条件和过鱼对象生态习性,合理确定升鱼机型式。3.0.2升鱼机与闸坝结合部分的建筑物级别及防洪标准应与挡水建筑物一致;不与闸坝结合部分的建筑物级别可按工程次要建筑物确定。3.0.3升鱼机混凝土结构强度及抗渗、抗震、抗冰冻应分别符合《水工混凝土结构设计规范》SL191、《水工建筑物抗震设计规范》SL203、《水工建筑物抗冰冻设计规范》GB/T50662的规定。3.0.4升鱼机金属结构设计应符合《钢结构设计标准》GB50017、《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74的规定。3.0.5升鱼机机电设备应符合《水利水电工程机电设计技术规范》SL511和《水利水电工程厂(站)用电系统设计规范》SL485的规定。3.0.6升鱼机的自动化设计应纳入主体工程设计一并考虑。3.0.7应开展必要的鱼类生态学、水力学试验研究,综合分析确定集鱼通道位置、结构尺寸、补水方式和调度运行方式等。3.0.8升鱼机集诱鱼设施水流设计流速不应大于主要过鱼对象的爆发游泳速度,当存在多种过鱼对象时,水流流速按游泳能力最弱的过鱼对象确定。3.0.10鱼类提升至坝上后,宜开展分拣测量,记录过坝鱼类的种类、数量和规格,并对过坝鱼类进行分拣,筛分剔除外来物种。54.1工程河道特性等基本资料。4.1.2应收集枢纽工程布置、特征水位、流速、流量及运行调度方式等相关资料。4.2鱼类资源及生态习性4.2.1应收集鱼类资源状况、种类组成、生态习性、增殖放流情况等。4.2.2应根据收集的鱼类基础资料,分析鱼类优先保护等级,确定升鱼机主要过鱼对象、过鱼目的、过鱼季节和过鱼规格。4.2.3应收集主要过鱼对象的喜好流速、感应流速、爆发游泳速度等,必要时应开展专题研究。6s.1.1升鱼机类型选择应综合考虑枢纽布置、大坝型式、两岸地形地质、枢纽运行方式以及过鱼种类和数量等因素。s.1.2升鱼机按集鱼方式可分为诱集升鱼箱式升鱼机和机械赶鱼栅式升鱼机等型式。s.1.3升鱼机按运输方式可分为垂直提升、斜面提升、组合提升等型式。s.1.4对于中小河流上过鱼数量不多的枢纽工程宜采用诱集升鱼箱式升鱼机;在大中型河流中布置诱集升鱼箱式升鱼机时可并列或叠加布置多个诱集升鱼箱。s.1.s对于大中型河流上过鱼数量较多的枢纽工程宜采用机械赶鱼栅式升鱼机。s.2整体布置s.2.1升鱼机应由集诱鱼设施、提升设施、过坝设施和放流设施等组成。集诱鱼设施一般由进鱼口、集鱼池、赶鱼栅和补水设施等组成。s.2.2升鱼机进鱼口宜布置于泄水闸、电站尾水、生态放水口等经常有水流下泄处,或鱼类洄游路线及经常集群地附近。s.2.3升鱼机进鱼口应避开岸坡不稳定区,避开机械振动、污水排放和嘈杂喧闹等区域,且不宜布置在漩涡、回流、死水区等区域。s.2.4放流设施宜布置在具有一定流速、水质优良的河段,放流地点流速应大于鱼类感应流速,并避开大环流、死水区,或水流湍急区等易使鱼类迷失方向的区域。s.2.s提升设施布置可根据工程具体条件,采用垂直提升、斜面提升、7组合提升等型式,可与闸坝等建筑物结合布置。s.3设计水位s.3.1设计水位应在分析过鱼季节闸坝工程的调度运行方式、下游生态流量要求、泄洪等关系基础上确定。s.3.2升鱼机上游最高设计水位宜取过鱼季节正常蓄水位,最低设计水位不宜低于死水位。s.3.3升鱼机下游最高设计水位宜取过鱼季节坝下游多年平均高水位或电站满发水位;升鱼机下游最低设计水位宜取过鱼季节坝下保证率不低于95%的水位。s.3.4下游设计水位应考虑工程运行后河道、河势的变化影响,避免进鱼口形成跌水,避免泥沙淤积,并与河床平顺衔接。86集诱鱼设施设计6.1.2升鱼机进鱼口处流速应大于感应流速。实际运用时,可结合主要过鱼对象生物特性进行调整。6.1.3进鱼口水流流速小于鱼类感应流速或不满足集鱼需求时应设置补水设施。6.1.4升鱼机进鱼口下游水位变幅大时,可设置鱼道,以与下游水位衔接,减小升鱼箱深度。6.2.1集鱼池结构尺寸应按照运行期过鱼对象所需尺寸、水深和升鱼机运行方式、集鱼时间长短及单次集鱼数量综合确定。6.2.2集鱼池内流速应小于喜好流速。6.3.1赶鱼栅与集鱼池底部、侧壁接触处应紧密光滑。6.3.2赶鱼栅可采用起吊式、推拉式和双门对开式等型式。6.3.3赶鱼栅的栅条宜采用矩形断面型式,格栅间距应根据过鱼对象规格确定,不宜过大或过小。赶鱼栅格栅最大净间隙需小于过鱼对象的头骨尺寸。6.3.4赶鱼栅拖曳的速度宜取5m/min~15m/min。6.3.5赶鱼栅设计应方便维护,赶鱼栅的动力装置应做好防蚀、防水措施。96.4.1诱集升鱼箱式升鱼机中,补水设施水流应在整流消能后注入诱集升鱼箱,出口流速应小于0.3m/s。6.4.2赶鱼栅式升鱼机中,补水设施水流可从上游、侧壁或池底多个区域注入。6.4.3补水设施前应配备出水格栅,宜布置在紧靠进鱼口处。7提升设施设计7.0.1提升设施应由动力驱动装置和升鱼箱等组成。7.0.2升鱼箱容积应按照过鱼对象最小性成熟个体最大规格、单次提鱼数量确定,长度应大于过鱼对象最小性成熟个体最大体长的2倍,滞留水体水深应大于过鱼对象最小性成熟个体最大体高的2倍。7.0.3单次提鱼数量应根据过鱼目的与坝下鱼群的峰值数量综合确定。单次提鱼密度不应高于20KG/m3。7.0.4升鱼箱应采用圆滑设计,减少对鱼体伤害,并易于内容物完全排空。应采取小水深、大表面积设计,降低排空时的下泄流速。升鱼箱可采取局部镂空设计。7.0.5动力驱动装置的选择应考虑升鱼箱重量、单次提鱼重量和升鱼箱中滞留水体的重量。8过坝设施设计组成。8.0.2过坝可采用渠道、船运、轨道运输、公路运输、索道运输等运输方式。应根据过坝方式,合理设置转运路线。8.0.3在梯级枢纽中可利用过坝设施,越过多级枢纽,将鱼运输至放流地点。8.0.4过坝流程应符合《活鱼运输技术规范》GB/T27638的规定。8.0.5过坝前可活鱼暂养,时长不宜超过1d。8.0.6过坝应配备监控设备,实现运输水体的实时监控及预警,保证运送个体的安全并不受惊扰,运输水体理化指标保持稳定。8.0.7过坝过程用水水温应符合《活鱼运输技术规范》GB/T27638的规定,水质应符合《渔业水质标准》GB11607的规定。9放流设施设计9.0.1放流可采用定点与流动方式进行。9.0.2在岸边进行定点放流时,视放流点距离接纳水体水面的高差,可采用坡度30o以内的长滑道进行。9.0.3使用船载平台进行流动放流时,可采用短滑道或软管将鱼引导至船舷外侧入水。9.0.4视放流地点条件,可采用不同类型的滑道进行放流。滑道内壁应光滑、无凸起物。9.0.5滑道内水深宜大于最大过鱼对象2倍体高。9.0.6滑道出口离水面最大落差高度不应超过2m,受纳水体水深不9.0.7放流时应将放流点水体与运鱼水体温差控制在3℃以内。10运行管理设计10.0.1升鱼机运行管理设计应涵盖包括集诱鱼阶段、提升阶段、出鱼阶段和复位阶段的整个循环周期。10.0.2升鱼机建成后应开展试运行,评估过鱼效果,完善运行方式。10.0.3升鱼机运行管理设计应提出调度运行规则,并应包括下列1运行周期及频次要求。2升鱼机运行与防洪、灌溉、发电、航运等统一协调的调度管理机制。10.0.4升鱼机运行管理设计应提出监测、设施设备维护和巡查要求,并应包括下列内容:1运行管理机构、人员配置、责任范围及要求。2视频监控、水下视频监控、在线水质监控、过坝设施定位跟踪系统、警报系统等监测手段的布置。3非过鱼期的设备设施维修保养、工程维修和防冻保养等;过鱼期前的清理、设备设施检查、监测设备安装等;过鱼期的垃圾清理和监测设备防盗等。4非过鱼期的定期巡查和过鱼期的日常巡查。标准用词说明1为了便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的用词:2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应该这样做的用词:4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。引用标准名录《渔业水质标准》GB11607《活鱼运输技术规范》GB/T27638《钢结构设计标准》GB50017《水工建筑物抗冰冻设计规范》GB/T50662《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74《水工混凝土结构设计规范》SL191《水工建筑物抗震设计规范》SL203《水利水电工程厂(站)用电系统设计规范》SL485《水利水电工程机电设计技术规范》SL511水利水电工程升鱼机设计导则T/CHES124—2024制定说明《水利水电工程升鱼机设计导则》T/CHES124—2024,经中国水利学会2024年6月27日以第86号公告批本标准制定过程中,编制组贯彻落实生态文明理念,在广泛调查、深入研究的基础上,总结了我国水利水电工程升鱼机的实践经验,并向有关设计和科研单位征求了意见,融合了国家对水生生物多样性保护的新理念、新要求,同时借鉴了一些国际组织的升鱼机设计思想、理念和经验。为便于广大管理、设计、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。 4基本资料 4.1工程河道特性 4.2鱼类资源及生态习性 5总体设计 6集诱鱼设施设计 7提升设施设计 9放流设施设计 contents1Genernalprovisions 4Basicinformation 4.1channelcharacteristics 4.2stockandecoloGicalcharacteristicsof 6DesiGnoffishcollectionfacility 6.4waterrefillinGfacility 7DesiGnoffishliftfacility 9DesiGnoffishreleasinGfacility 1.0.1在《中华人民共和国水法》第二十七条“在水生生物洄游通道、通航或者竹木流放的河流上修建永久性拦河闸坝,建设单位应当同时鱼、虾、蟹洄游通道建闸、筑坝,对渔业资源有严重影响的,建设单位应当建造过鱼设施或者采取其他补救措施”等法律条文的指导下,大量过鱼设施的建设迫在眉睫。同时根据我国水利水电发展趋势,升鱼机即将迎来一个建设高峰期。为推动升鱼机的建设,按照中国水利学会团体标准编制工作安排,开展水利水电工程升鱼机设计导则的编制工作。标准的制定不仅响应了国家环保政策,还将充分体现新质生产力的理念,助力实现生态环境与经济发展的双赢目标。1.0.3目前升鱼机技术在我国处于快速发展阶段,带有一定探索性,需要通过大量试验验证,并总结各类工程的经验教训,因此本标准中提出必要时开展专题研究。专题研究根据升鱼机设计需要,选择开展过鱼对象游泳能力测试、水力学模型试验和数值模拟、鱼类集群观测、新材料和新装备测验等研究。4.1工程河道特性4.1.1升鱼机设计需了解工程地理位置和所在河段的河流现状情况,收集工程所在河段的地形、地质资料,保证升鱼机的布置能适应所在河流的地形、地质条件。收集工程所在区域的气象资料以及工程所在河流水文、泥沙、水质、水温等基本资料,调查研究河流水温及水质可能对升鱼机布置及鱼类洄游的影响。4.1.2升鱼机的设计需收集枢纽工程的总体布置,掌握枢纽总体布置的特点,包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、冲排沙建筑物及电站厂房、通航建筑物等的布置,升鱼机布置要与所在的枢纽总体布置相适应。升鱼机的运行要与枢纽工程的运行调度统筹考虑,需收集枢纽的特征水位、流量及枢纽运行调度方式等资料,避免枢纽工程运行的水位、流量、流速等对升鱼机运行造成不利影响。4.2鱼类资源及生态习性要依据,因此收集上述资料十分重要。在升鱼机设计中,主要过鱼对象的感应流速、喜好流速、爆发游泳速度特别重要,以下为我国部分鱼类的感应流速、喜好流速和爆发游泳速度等资料。鱼道原型观测和模型试验值见表1,通过资料调研得到测试结果见表2。我国幅员辽阔,鱼类资源丰富,鱼类习性各不相同,故本标准强调通过实地调查和试验获取资料。表1部分鱼类的感应流速、喜好流速和极限流速种类体长m感应流速m/s喜好流速m/s爆发游泳速度m/s中华鲟成鱼 大麻哈鱼——5虹鳟——刀蛴 —幼鳗—鲢0.20.2————>1.20~1.90——>1.20~1.90草鱼0.20.2————>1.20青鱼 ————>1.30——鳙—<0.80———>1.20~1.90续表1种类体长m感应流速m/s喜好流速m/s爆发游泳速度m/s鲤 ——鲂0.2鲈0.2表2部分鱼类的感应流速和爆发游泳速度种类体长m感应流速m/s爆发游泳速度m/s青鱼草鱼 鲢—鳙异齿裂腹鱼 —巨须裂腹鱼—拉萨裂腹鱼—尖裸鲤 拉萨裸裂尻鱼—双须叶须鱼—软刺裸裂尻鱼—厚唇裂腹鱼斑重唇鱼续表2种类体长m感应流速m/s爆发游泳速度m/s重口裂腹鱼 新疆裸重唇鱼—光唇裂腹鱼—澜沧裂腹鱼—云南裂腹鱼 灰裂腹鱼—短须裂腹鱼后背鲈鲤—瓦氏黄颡鱼 光倒刺鲤—日本鳗鳜—硬刺松潘裸鲤 鲮—s.1.2升鱼机按诱鱼方式可分为诱集升鱼箱式升鱼机和机械赶鱼栅式升鱼机等型式。(1)诱集升鱼箱式升鱼机,包括诱集升鱼箱、动力驱动装置、分拣平台、补水设施、出水格栅和垂直拦鱼栅等,基本布置见图1。诱集升鱼箱式升鱼机运行流程包括诱鱼、提升和复位三个主要过程:①诱鱼阶段:垂直拦鱼栅提起,水流下泄,鱼被诱入升鱼箱,并且被入口倒须困于其中;②提升阶段:垂直拦鱼栅放下,防止其他鱼类继续进入,升鱼箱被提升至分拣平台倒空;③复位阶段:倒空鱼后,升鱼箱下降至诱鱼位置,垂直拦鱼栅再次被提起,重新诱鱼。图1诱集升鱼箱式升鱼机布置示意图1—诱集升鱼箱;2—动力驱动装置;3—分拣平台;4—补水设施;5—出水格栅;6—垂直拦鱼栅(2)机械赶鱼栅式升鱼机主要包括:升鱼箱、动力驱动装置、分拣平台、补水设施、出水格栅和机械赶鱼栅等。布置示意图见图2。机械赶鱼栅式升鱼机运行流程包括诱鱼、赶鱼、提升和复位四个主要过程:①诱鱼阶段:升鱼箱处于最低处的诱集位