本发明涉及水工建筑物设计建造及运行管理，具体涉及一种适用于抽蓄水库的多用途防护渠及其运行方法。
背景技术：
1、抽水蓄能电站上、下水库通常利用山区天然沟谷或地形洼地围筑而成，由于地处山区，库岸周边往往地形复杂、汇水面积大且存在多条天然冲沟。在电站运行周期内，周边山体的地表径流和冲沟来水是水库水环境的重要影响因素。目前，针对抽水蓄能电站库岸周边的排水设计，通常采用直接排入水库的方式，或者沿库岸道路内侧或外侧设置常规截水沟或排水沟的方式，这种传统的单一排水模式在实际运行中存在以下显著弊端：
2、（1）泥沙淤积与设备磨损问题。山区暴雨或洪水期间，冲沟来水往往携带大量泥沙、石块甚至枯枝等杂物，若这些含沙量极高的浑水直接汇入水库，一方面会造成水库泥沙淤积，减少水库的有效调节库容；另一方面，高含沙水流进入输水发电系统，会对机组产生严重的磨损和气蚀，缩短机组使用寿命，增加运维成本。
3、（2）水资源浪费与发电效益流失。为了避免上述泥沙问题，现有设计往往倾向于将周边径流全部通过截水沟截留后排往库外下游河道。然而，在非汛期或正常降雨工况下，冲沟来水多为水质较好的清水，将这部分水排走，不仅造成了水资源的浪费，也损失了本可用于发电的宝贵水量。
4、（3）水库检修期间的导流难题。当需要对水库进行放空检修时，需要保证库底处于干地作业状态，现有的排水设施往往难以彻底截流冲沟在检修期间的持续来水，导致外部水源不断流入库内，增加了检修排水的难度和费用，甚至影响检修工期。
5、（4）地质灾害防御能力不足。山区易发泥石流等自然灾害，传统的截排水沟断面形式单一、功能局限，缺乏沉砂、拦挡及预警机制。一旦发生泥石流，极易导致排水沟淤堵、漫溢，进而冲毁环库路，甚至大量泥石流物质直接冲入水库，对电站安全构成严重威胁。
6、因此，研发一种既能有效拦截泥沙和防御地质灾害，又能根据水质情况灵活切换“补水入库”与“泄洪排沙”模式，并能兼顾水库检修导流需求的适用于抽蓄水库的多用途防护渠及其运行方法，是当前抽水蓄能电站工程设计与运行管理中亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有抽水蓄能电站库岸排水设施功能单一、无法兼顾水资源利用与泥沙防护的不足，提供一种适用于抽蓄水库的多用途防护渠，该防护渠可以在有效拦截山洪泥沙和防御地质灾害的基础上，将清洁来水引入水库以增加发电效益，同时为水库放空检修提供可靠的截流导流条件，保证水库的干地检修状态。
2、第一方面，本发明提供一种适用于抽蓄水库的多用途防护渠，所述多用途防护渠布置于存在一条或一条及以上冲沟的抽水蓄能电站上或下水库的环库路外侧，位于环库路与开挖边坡之间；所述多用途防护渠包括沿所述环库路走向布设的输水渠段，所述输水渠段外侧与所述一条或一条及以上冲沟连接，所述输水渠段的两端均设置出水口；第一端出水口处设置补水口闸门，补水口闸门的另一侧与所述抽水蓄能电站上或下水库的库岸挡墙连通；第二端出水口处设置溢流堰，溢流堰的下游用于与溢洪道连接，所述溢洪道位于上或下水库大坝旁，并直通下游河道；所述补水口闸门的堰顶高程低于溢流堰堰顶高程，且高于水库正常蓄水位设置。
3、作为本发明的一种优选技术方案：输水渠段靠冲沟侧的边墙上部开设有开槽，所述开槽与所述冲沟相对应设置，使冲沟内的水流能够经所述开槽直接进入所述输水渠段。
4、作为本发明的一种优选技术方案：输水渠段靠冲沟侧的边墙的外侧设置有沉砂池，沉砂池与所述开槽相对应设置，且所述沉砂池的池底高程低于所述开槽的堰顶高程，使冲沟发生正常来流或含泥沙山洪时，所述沉砂池能够对通过的水流中的部分泥沙进行沉降拦截。
5、作为本发明的一种优选技术方案：所述输水渠段内设置拦砂坎，所述拦砂坎设置于第一端出水口的上游侧，所述补水口闸门与上或下水库的库岸挡墙之间连接有补水涵洞。
6、作为本发明的一种优选技术方案：所述开槽的堰顶高程高于所述溢流堰的堰顶高程。
7、作为本发明的一种优选技术方案：所述多用途防护渠的两侧边墙顶部高程高于所述环库路的顶部高程。
8、作为本发明的一种优选技术方案：所述溢流堰底部设置带有控制阀的生态旁通管，所述生态旁通管的进水端与所述溢流堰的上游水道连通，出水端与所述溢洪道连通。
9、第二方面，本发明的第二个目的在于还提供了一种适用于抽蓄水库的多用途防护渠的运行方法，该运行方法能够在正常来流、含沙山洪、水库检修及泥石流等不同工况下，通过灵活调控补水口闸门，从而切换水流路径，在保障电站防洪安全的前提下最大化利用水资源，并实现对突发地质灾害的预警与应急处置。
10、当冲沟发生正常来流或含泥沙山洪时，采用上述任一所述的多用途防护渠，水流经过沉砂池拦截部分泥沙，并从开槽进入输水渠段，通过控制补水口闸门启闭实现不同种工况下的运行控制，包含以下工况：
11、a.正常运行工况时，冲沟正常来流，水流中含沙量少，补水口闸门保持开启，可将冲沟汇入输水渠段内的水引入上或下水库，补充上或下水库损失水量或增加发电水量；
12、b.泄洪工况时，冲沟发生含泥沙山洪，水流中含沙量多，关闭补水口闸门，冲沟汇入输水渠段的水从溢洪道下泄进入下游河道；
13、c.检修工况时，水库需要放空检修，关闭补水口闸门，多用途防护渠充当检修期导流排水渠，将冲沟汇入输水渠段的水从溢洪道下泄进入下游河道，保证水库的干地检修状态；
14、d.生态保持工况时，当枯水期或下游河道有生态用水需求时，开启生态旁通管的控制阀，将输水渠段内的水流直接引入溢洪道排放至下游河道，以维持下游河道生态流量。
15、作为本发明的一种优选技术方案：当冲沟发生泥石流的特殊工况时，关闭补水口闸门，沉砂池拦截一部分固体物质，剩余泥石流固液混合物通过开槽进入输水渠段，固体物质沉积在输水渠段内，稀性物质通过溢洪道排入下游河道；泥石流发生后及日常运行中，可使用小型挖机清除输水渠段内沉积的固体物质。
16、本发明提供的适用于抽蓄水库的多用途防护渠及其运行方法有益效果在于：
17、（1）实现了水资源的分类利用与机组保护，通过补水口闸门调控实现“清污分流”，既能将清洁来水引入水库以增加发电水量，又能有效拦截洪水中的泥沙与漂浮物，避免水库淤积及水轮机组磨损，解决了水资源浪费与设备保护之间的矛盾。
18、（2）解决了水库检修期间的截流难题，节省了工程投资，本发明可直接作为水库放空检修期间的永久导流设施，将冲沟来水彻底截流并排往下游，无需再修建临时性的检修围堰即可保证水库的干地检修状态，显著缩短了工期并降低了成本。
19、（3）构建了集截水、拦石、隔离于一体的综合物理防护屏障，利用防护渠的硬化结构及较高的靠沟侧边墙设计，本发明在高效截排坡面雨水、防止边坡冲刷的同时，还能有效拦截坡面滚石与泥石流固体物质，并起到物理隔离作用，防止野生动物误入库区，提升了库岸周边的整体安全性。
20、（4）兼顾生态环境效益，针对山区河流易断流的问题，本发明通过在溢流堰处增设生态流量旁通阀，实现了枯水期或平时对下游河道的生态补水功能，避免了因截流导致下游河道干涸，满足了工程建设的环保要求，实现了工程安全、资源利用与生态保护的和谐统一。