绿色可持续水电的理念主要关注的是水电开发过程中的环境与管理问题，关于如何提高绿色水利设施设计与建造水平、保证下游水量最大化且发电量最优等相关研究正在蓬勃发展，需要进一步研究相关领域内容。尽管绿色水电这个概念在上世纪早已被提出，但是各国在绿色水电开发的理念上存在差异，许多国家的绿色水电理念中没有提及在天然河道中，不同季节不同水位条件下，如何不影响鱼类洄游的问题。另外，传统的水利设计理念只考虑在高水位阶段如何冲泄泥沙的问题，而没有考虑旱季时期如何保证持续向下游宣泄泥沙。因此，本文选择尼泊尔一座小型引水式发电站作为研究对象，开展绿色水电相关设计并进行经济性评价。所选的尼泊尔小水电站目前存在着较多的问题，例如枯水期，电站引水发电造成分流堰至电站尾水之间的下游区断流，从而引发许多生态环境和其他社会经济问题。为解决这些问题，有必要研究更有利于可持续发展的小水电设计理论和方法，使小水电站以更有效的方式服务社会。　　本文研究的目标是基于绿色水电设计理念，在保证最优发电量的条件下，能够持续地宣泄泥沙，并确保下游生态需水量。此外，本文研究并设计了一种鱼道结构，使鱼的洄游不受季节水位涨落的影响。课题以尼泊尔的一座小水电站为例，通过分析河流每个月的水文特征来进行设计，为未来绿色水电设计理念的发展提供技术支持。本课题的主要研究结果如下：　　1、研究了急性变温对鱼类行为的影响，它是鱼道设计的重要因素。结果表明，在5℃(急性降温),15℃(适应温度)和25℃(急性升温)条件下，急性温度变化影响鱼类临界游泳速度(Ucrit)、耗氧率(MO2)、摆尾频率(TBF)和摆尾幅度(TBA)。急性降温至5℃或急性升温至25℃，临界游速都将显著下降，在适应温度时最大。15℃条件下耗氧率随游泳速度增加而增大，而5℃和25℃时，耗氧率随游泳速度增加反而下降。与15℃条件下相比，摆尾频率和幅度在5℃和25℃时均下降，且拟合直线(TBF-U)的斜率也均低于15℃时。　　2、将雨季和旱季天然河流水位变化的影响纳入鱼道设计。根据天然河流水流方向进行鱼道选址，以吸引更多的鱼类进入鱼道。采用流体计算软件ANSYS Fluent14.5模拟鱼道中的流场及水流速度。根据设计标准和经验公式计算了鱼道设计的关键因素：流量、流速、入口流速，水深及体积耗散功率等。鱼道设计的结果表明，上游的鱼道出口通常的水流深度是2.5m，当洪水季节溢流高度升至0.5m以上，鱼道仍可有效工作。当旱季的河流深度由2.5m下降至0.5m时，设计的鱼道也可以正常工作，从而保证不同季节因产卵或其他原因需洄游的鱼类都能通过鱼道。旱季里河流流量很小时，可利用闸式鱼道和堰式鱼道之间的开放河道产生诱鱼水流，吸引鱼类进入鱼道。两鱼道间的开放河道还可用于降河洄游鱼类的过鱼通道以及定期将泥沙冲泄至下游。3、通过对未来可持续绿色水电开发的研究，遴选了绿色水电的评价指标。评价标准被分为三个方面，即技术、环境和社会-经济。环境和社会-经济因子与技术相关的条件下，使技术标准最大化。　　4、通过水电项目的水力计算得到最大排放流量下的最佳发电量。当前的尼泊尔水电政策是要求维持月平均10％的排放流量，此流量在季风期的旱季是不够的。本课题设计的流量为1.151m3/sec，而当前政策规定的流速在旱季只有0.23m3/sec。本设计将下游受到的不利影响最小化，全年平均每月的最小排放流量为30%，旱季的最大值可达63.9%，且对常规发电的影响非常小。此外，连续的排放到下游河流中有助于提高河流深度，即使是在旱季，可从现有的30cm提高到60cm，从而有利于维持正常的水温和溶氧。更重要的是，此设计有助于管理洪水季的过量河水：洪水季节采用两种泄洪道，一个在堰的上游，另一个在入口后方，它们有助于维持鱼道内正常的流速和流量。　　5、从社会-经济、生态和环境三方面对本研究的绿色水电设计进行了经济分析及评价，并与已有的设计相比较，得到了较好的结果。经济分析结果表明，本设计的效率成本比例(B/C)为2.11，内部收益率(IRR)为20.67%，净价值(NPV)为$16,109,000。而现有设计的效率成本比例为2.08，内部收益率为20.21%，净价值为$16,081,000，低于本课题的设计结果。