用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构的制作方法

1.本发明涉及一种卵堰结构，尤其是涉及一种用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，属于水利水电工程生态保护结构物设计制造技术领域。


背景技术：

2.下库作为抽水蓄能电站的主体建筑物，利用已有水库、自然湖泊作为下库是降低工程投资的重要措施，国内已建及在建的抽水蓄能电站也大量采用该种方式。
3.但在已有水库、湖泊等作为下库建设抽水蓄能电站，也导致了部分鱼类繁殖保护问题，特别是对于抽水蓄能电站建设前就存在的粘沉性鱼类繁殖场所。抽水蓄能电站建设前，下库湖区水位波动较小，甚至短时间内基本不会变化。但抽水蓄能电站建成后，将导致下库湖区水位周期性变化，部分日调节及周调节抽蓄电站运行期间水位骤升骤降、变幅较大，湖区水位周期性变幅将对建设前已存在的粘沉性鱼卵产卵地产生较大影响。在抽水蓄能电站抽水储能工况下，下库湖区水位降低将导致附着在湖区滩涂、消落带等区域的粘沉性鱼卵露出水面，暴露于空气中，进而导致鱼卵失活，降低鱼类生物量。
4.在粘沉性鱼卵保护领域，目前已有技术主要集中在大江大河的产粘沉性卵鱼类产卵生境营造、产卵规模估算、鱼卵室内孵化装置等领域。如专利号为cn202221964891.9的一种面向产粘性卵鱼类繁殖的水质净化系统，提供了一种用于产粘性卵鱼类繁殖的水质净化系统；专利号为cn202210683640.1的面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置及运行方法，提供了一种面向粘沉性卵鱼类繁殖需求的生境营造装置及运行方法；专利号为cn202210217585.7的一种促进库区产粘沉性卵鱼类自然增殖的立体式人工鱼巢，提供了一种应用于各种水库促进产粘沉性卵鱼类自然增殖的装置。
5.此类已有技术多面向于大江大库，且在保护过程中鱼卵生存的物理环境存在较显著变化，对鱼卵孵化水域环境存在较大扰动侵袭。在抽水蓄能电站快速发展背景了，该类技术已无法解决抽水蓄能电站在建设及运行过程中所导致的鱼类水环境及粘沉性卵鱼类繁殖保护问题，特别是对于下库湖区内原已有粘沉性鱼卵产卵场。如何解决抽水蓄能电站在抽水储能工况下，下库水位周期性下降对粘沉性鱼卵产生的影响，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是：提供一种抽水蓄能电站在抽水储能工况下能消除下库水位周期性下降对粘沉性鱼卵产生影响的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构。
7.为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，所述的卵堰结构包括人造产卵区、基堰和活动调节堰，设置在抽水蓄能电站下库湖泊靠近岸坡浅水区的人造产卵区通过相应的岸坡、基堰和活动调节堰围建而成，所述的活动调节堰活动的布置在所述的基堰上，人造产卵区的水位通过活动调节堰在基堰
的配合调节确定。
8.进一步的是，在抽水蓄能电站下库湖泊内设置的人造产卵区为多个，每一个所述的人造产卵区均通过相应的岸坡、基堰和活动调节堰围建而成。
9.上述方案的优选方式是，所述的基堰包括底座，活动调节堰活动的布置在底座上。
10.进一步的是，所述的底座由一组圆弧形的固定堰构成，所述的活动调节堰由一组圆弧形的滑移堰构成，在固定堰的顶部和滑移堰的底部分别设置有形状和位置相互适应的滑移结构，位于上方的滑移堰通过滑移结构可以在固定堰的顶部沿滑道左右移动。
11.上述方案的优选方式是，所述的活动调节堰为水气复合调节堰，所述的水气复合调节堰沿高度方向可升降的固装在底座的顶部。
12.进一步的是，所述的水气复合调节堰包括下部的液体调节堰和上部的气体调节堰，所述的气体调节堰通过液体调节堰固装在底座的顶部。
13.上述方案的优选方式是，在底座上设置有储水腔，在储水腔的顶部设置出水口，在储水腔的底部设置注排水口，固装在底座顶部的液体调节堰通过出水口与储水腔连通。
14.进一步的是，气体调节堰和液体调节堰均为折叠式调节堰，折叠式的气体调节堰通过充入气体调节其高度，液体调节堰通过注排液体调节其高度。
15.上述方案的优选方式是，气体调节堰为多层调节结构，各层气体调节堰沿竖向重叠布置，每一层气体调节堰均分别设置有注排气孔。
16.进一步的是，液体调节堰与各层气体调节堰为一体成型的橡胶结构，充气后的各层气体调节堰的总高度为注水后的液体节堰高度的二分之一至三分之一。
17.本发明的有益效果是：本技术提供的技术方案以抽水蓄能电站下库湖泊靠近岸坡的浅水区为基础，通过增加设置基堰和活动调节堰围建成人造产卵区，并将所述的活动调节堰活动的布置在所述的基堰上，然后使人造产卵区的水位通过活动调节堰在基堰的配合调节确定。这样，在抽水储能工况下，当下库湖泊的水位降低时，能活动调节堰阻止人造产卵区内的水随下库湖泊的下降而下降，达到消除下库水位周期性下降对粘沉性鱼卵产生影响，进而保证粘沉性鱼卵繁殖的正常生存环境。
附图说明
18.图1为本发明用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构在下库湖泊中布置位置的结构示意图；
19.图2为本发明用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构涉及到的基堰与活动调节堰的简化结构示意图；
20.图3为图2的横向剖面图；
21.图4为本发明涉及到的活动调节堰处于工作状态的示意图；
22.图5为本发明涉及到的活动调节堰处于收缩状态的示意图；
23.图6为本发明涉及到的另一种结构的基堰与活动调节堰结构示意图。
24.图中标记为：人造产卵区1、基堰2、活动调节堰3、岸坡4、固定堰5、液体调节堰6、气体调节堰7、出水口8、注排水口9、注排气孔10、抽水蓄能电站下库湖泊11、储水腔12。
具体实施方式
25.如图1～图6所示是本发明提供的一种抽水蓄能电站在抽水储能工况下能消除下库水位周期性下降对粘沉性鱼卵产生影响的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构。所述的卵堰结构包括人造产卵区1、基堰2和活动调节堰3，设置在抽水蓄能电站下库湖泊11靠近岸坡浅水区的人造产卵区1通过相应的岸坡4、基堰2和活动调节堰3围建而成，所述的活动调节堰3活动的布置在所述的基堰2上，人造产卵区1的水位通过活动调节堰3在基堰2的配合调节确定。本技术提供的技术方案以抽水蓄能电站下库湖泊11靠近岸坡的浅水区为基础，通过增加设置基堰和活动调节堰围建成人造产卵区，并将所述的活动调节堰活动的布置在所述的基堰上，然后使人造产卵区的水位通过活动调节堰在基堰的配合调节确定。这样，在抽水储能工况下，当下库湖泊的水位降低时，能活动调节堰阻止人造产卵区内的水随下库湖泊的下降而下降，达到消除下库水位周期性下降对粘沉性鱼卵产生影响，进而保证粘沉性鱼卵繁殖的正常生存环境。
26.相应的，为了提高粘沉性鱼卵的产量，根据下库湖泊的情况，本技术在抽水蓄能电站下库湖泊11内设置的人造产卵区1为多个，每一个所述的人造产卵区1均通过相应的岸坡4、基堰2和活动调节堰3围建而成。
27.进一步的，作为改进的主要部分，为了既简化结构，降低生产成本，同时又能较好的为粘沉性鱼卵提供生存环境，本技术所述的基堰2包括底座，活动调节堰3活动的布置在底座上。此时，所述的底座可以由一组圆弧形的固定堰5构成，所述的活动调节堰3可以由一组圆弧形的滑移堰构成，当然本技术的活动调节堰3还可以为水气复合调节堰。当底座采用固定堰时，在固定堰5的顶部和滑移堰的底部分别设置有形状和位置相互适应的滑移结构，位于上方的滑移堰通过滑移结构可以在固定堰5的顶部沿滑道左右移动。当所述的活动调节堰3为水气复合调节堰时，所述的水气复合调节堰沿高度方向可升降的固装在底座的顶部。
28.进一步的，为了根据不同的水位进行不同的调节，同时最大限度的降低生产成本和运行成本，本技术所述的水气复合调节堰3包括下部的液体调节堰6和上部的气体调节堰7，所述的气体调节堰7通过液体调节堰6固装在底座的顶部。此时，优选的结构为在底座上设置有储水腔12，在储水腔12的顶部设置出水口8，在储水腔12的底部设置注排水口9，固装在底座顶部的液体调节堰6通过出水口8与储水腔12连通。为了方便部件的制造，本技术的气体调节堰7和液体调节堰6均为折叠式调节堰，折叠式的气体调节堰7通过充入气体调节其高度，液体调节堰6通过注排液体调节其高度。而将气体调节堰7设置为多层调节结构，各层气体调节堰沿竖向重叠布置，每一层气体调节堰7均分别设置有注排气孔10。同时，为了保证调节的有效性，根据不同水位下的水压力的不同，本技术的液体调节堰6与各层气体调节堰7为一体成型的橡胶结构，充气后的各层气体调节堰7的总高度为注水后的液体节堰6高度的二分之一至三分之一。
29.下面通过具体的实施例对本技术的技术方案作进一步说明：
30.实施例一
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术实施例的一部分，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.在本技术的描述中，需要说明的是，在本技术说明书、权利要求书中使用的术语“及/和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
35.结合某已建成的上库下湖式抽水蓄能电站对本技术所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的水气混合式卵堰结构的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.本技术所具体应用到的某上库下湖式抽水蓄能电站，如图1所示，下库湖泊产粘沉性鱼卵包括鲫、鲤等当地重要经济性鱼类，该抽水蓄能电站为2管4机，所述水气混合式卵堰结构的布置位置如图1所示。
37.如图2和图3所示，所述水气混合式卵堰结构具体包括底座、储水储气橡胶、注排水孔、橡胶隔层、注排气孔、储水层、储气层。在本实施例中，所述储气层包括第一储气层、第二储气层、第三储气层、第四储气层、第五储气层，所述注排气孔包括第一层注排气孔、第二层注排气孔、第三层注排气孔、第四层注排气孔、第五层注排气孔。
38.所述底座为钢筋混凝土材质，用于储水储气橡胶水下配重，需保证所述底座的重力大于所述储气层注满气体后在水中所产生的浮力，以确保所述储水储气橡胶不浮出水面。所述底座出口处为光滑圆弧形，可有效避免尖端结构因应力集中对所述储水储气橡胶产生破坏。
39.所述储水储气橡胶分为储水层和储气层，所述储水层位于所述储水储气橡胶下部，所述储气层位于所述储水储气橡胶上部，所述储气层层数可根据粘沉性鱼卵孵化繁殖需求水位进行调整，在本实施例为层，分别为第一储气层、第二储气层、第三储气层、第四储气层、第五储气层。所述储水层与储气层通过所述橡胶隔层隔开，所述储气层之间也通过橡胶隔层隔开。所述储水储气橡胶厚度为3mm，注水及注气后强度处于90～100kn/m之间。
40.通过所述注排水孔可向所述储水层注排水，通过所述注排气孔可向所述储气层注排气。所述储气层均有所述注排气孔，所述第一储气层注排气通过所述第一层注排气孔注排气，所述第二储气层注排气通过所述第二层注排气孔注排气，所述第三储气层注排气通过所述第三层注排气孔注排气，所述第四储气层注排气通过所述第四层注排气孔注排气，所述第五储气层注排气通过所述第五层注排气孔注排气。
41.所述水气混合式卵堰结构工作状态如图4所示，所述水气混合式卵堰结构非工作状态如图5所示。所述一种用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的水气混合式卵堰结构的使用方法如下：
42.s1:根据电网负荷运行变化，在抽水蓄能电站进入抽水储能工况前10分钟，开启所述水气混合式卵堰结构，并将所述储水层注满水体，将所述储气层注满气体。
43.s2:对于日调节抽水蓄能电站，当抽水蓄能电站完成当日最后一次放水发电工况后，将所述储水层内部分水体排出，将所述储气层内气体全部排出，并关闭所述水气混合式卵堰结构。
44.s3:对于周调节抽水蓄能电站，当抽水蓄能电站完成一周内最后一次放水发电工况后，将所述储水层内部分水体排出，将所述储气层内气体全部排出，并关闭所述水气混合式卵堰结构。
45.s4：当抽水蓄能电站再次进入抽水储能工况时，循环s1-s4。

技术特征：
1.用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：所述的卵堰结构包括人造产卵区(1)、基堰(2)和活动调节堰(3)，设置在抽水蓄能电站下库湖泊(11)靠近岸坡浅水区的人造产卵区(1)通过相应的岸坡(4)、基堰(2)和活动调节堰(3)围建而成，所述的活动调节堰(3)活动的布置在所述的基堰(2)上，人造产卵区(1)的水位通过活动调节堰(3)在基堰(2)的配合调节确定。2.根据权利要求1所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：在抽水蓄能电站下库湖泊(11)内设置的人造产卵区(1)为多个，每一个所述的人造产卵区(1)均通过相应的岸坡(4)、基堰(2)和活动调节堰(3)围建而成。3.根据权利要求1或2所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：所述的基堰(2)包括底座，活动调节堰(3)活动的布置在底座上。4.根据权利要求3所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：所述的底座由一组圆弧形的固定堰(5)构成，所述的活动调节堰(3)由一组圆弧形的滑移堰构成，在固定堰(5)的顶部和滑移堰的底部分别设置有形状和位置相互适应的滑移结构，位于上方的滑移堰通过滑移结构可以在固定堰(5)的顶部沿滑道左右移动。5.根据权利要求3所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：所述的活动调节堰(3)为水气复合调节堰，所述的水气复合调节堰沿高度方向可升降的固装在底座的顶部。6.根据权利要求5所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：所述的水气复合调节堰(3)包括下部的液体调节堰(6)和上部的气体调节堰(7)，所述的气体调节堰(7)通过液体调节堰(6)固装在底座的顶部。7.根据权利要求6所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：在底座上设置有储水腔(12)，在储水腔(12)的顶部设置出水口(8)，在储水腔(12)的底部设置注排水口(9)，固装在底座顶部的液体调节堰(6)通过出水口(8)与储水腔(12)连通。8.根据权利要求7所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：气体调节堰(7)和液体调节堰(6)均为折叠式调节堰，折叠式的气体调节堰(7)通过充入气体调节其高度，液体调节堰(6)通过注排液体调节其高度。9.根据权利要求8所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：气体调节堰(7)为多层调节结构，各层气体调节堰沿竖向重叠布置，每一层气体调节堰(7)均分别设置有注排气孔(10)。10.根据权利要求9所述的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，其特征在于：液体调节堰(6)与各层气体调节堰(7)为一体成型的橡胶结构，充气后的各层气体调节堰(7)的总高度为注水后的液体节堰(6)高度的二分之一至三分之一。

技术总结
本发明公开了一种卵堰结构，尤其是公开了一种用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构，属于水利水电工程生态保护结构物设计制造技术领域。提供一种抽水蓄能电站在抽水储能工况下能消除下库水位周期性下降对粘沉性鱼卵产生影响的用于抽水蓄能电站下库湖区鱼卵保护的卵堰结构。所述的卵堰结构包括人造产卵区、基堰和活动调节堰，设置在抽水蓄能电站下库湖泊靠近岸坡浅水区的人造产卵区通过相应的岸坡、基堰和活动调节堰围建而成，所述的活动调节堰活动的布置在所述的基堰上，人造产卵区的水位通过活动调节堰在基堰的配合调节确定。确定。确定。


技术研发人员：王刚 张敬 黄克戬
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/20