江河筑坝过鱼设施——鱼道：低水头水利枢纽过鱼通道构建技术

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一、工作背景

随着社会经济的发展，在河流上大规模筑坝拦截河流水量，是河流生态系统受人为影响最显著、最广泛、最严重的事件之一。由于其阻隔鱼类的洄游，闸坝截断河道后，阻断了鱼类的天然洄游通道，对鱼类生命周期、栖息空间、生活习性等诸多方面造成影响。建造过鱼设施使鱼类在克服水流落差情况下过坝，让鱼类能进行生殖或索饵洄游，是补偿水利工程带来生态环境不利影响的主要方式，对于保护渔业资源，发展渔业生产有积极作用。

中国第一座水电站——石龙坝水电站

（一）水电工程建设

水能是我国的重要能源资源。根据我国能源发展战略和水电资源的再生特性，以及水电在电源结构中承担的特殊作用看，开发水电具有重要意义。

我国水电发展起步于上个世纪初，1912年在云南建成了第一座水电站---石龙坝水电站。新中国成立后， 我国的水电建设得以快速发展。尤其改革开放以来，我国水电工程建设以超过每10年翻一番的速度发展， 取得了令世人瞩目的成就，但与此同时生态保护问题已成为水电水利发展的重要瓶颈。

石龙坝水电站的发电机组

（二）水坝建设对鱼类影响

1.阻隔鱼类洄游通道。如在1981年葛洲坝水利枢纽大江截流前，中华鲟的产卵场分布在长江上游，绵延约800km。葛洲坝水利枢纽修建后，中华鲟的繁殖群体被阻隔在坝下。产卵场分布江段的长度不足在长江上游时的1%，导致了种群数量的持续下降。

2.库区水深、流速等水文环境因子变化造成原有水生生境改变甚至消失。如丹江口水利枢纽兴建后，汉江坝上江段原来一些产漂流性卵鱼类的产卵场消失。且在水库表层流速降低到0.15m/s时，大部分鱼卵沉入库底。这说明水利枢纽对汉江产漂流性卵鱼类自然繁殖影响是比较严重的。

3.河道减水造成鱼类资源量减少，减水河段水生生境的改变造成原有物种的消失。三峡水库蓄水后，宜昌江段径流量明显减少，四大家鱼资源量显著下降。

4.建坝后下游河道水文环境因子变化对水生生物生长繁育造成不利影响，同时也导致其栖息生境变化。例如大坝多采取底层取水，下游河道的水温比原天然河道的水温降低，导致鱼类繁殖季节推迟、当年幼鱼的生长期缩短等问题发生。

（三）鱼类资源的补偿保护措施

《中华人民共和国渔业法》第四章、二十二条规定：“在鱼、虾、蟹洄游通道建闸、筑坝对渔业自然资源有严重影响的，建设单位应当建造过鱼设施或采取其它补救措施”。主要包括人工繁殖放流（如增殖站）、建立自然保护区和过鱼设施（工程补偿措施，如鱼道等）。

（四）过鱼设施

过鱼设施是指让鱼类通过障碍物的人工通道和设施。最早的过鱼设施是开凿河道中的礁石、疏浚急滩等天然障碍以沟通鱼类的洄游路线。

按过鱼设施的功能可将其分为：

1.上行过鱼设施主要有鱼道、升鱼机、鱼闸等。

2.下行过鱼设施有物理、行为栅栏和表面通道。

3.辅助设施包括闸门、拦污栅、防护栏和辅助供水系统。

（五）鱼道发展概况

国外鱼道工作最早出现于17世纪 ，至上世纪晚期，在北美有鱼道近400座，日本则有1400余座。目前世界上水头最高、长度最长的鱼道是著名的巴西巴拉那河上的伊泰普水电站的鱼道。该鱼道鱼道攀升高度约有120米，全长达10公里，每年40余种鱼通过鱼道洄游至产卵。

长洲水利枢纽鱼道

我国过鱼道的建设历史较短．1958年富春江七里垄水电站时，首次提及鱼道，1960年黑龙江兴凯湖附近首次建成了新开流鱼道。我国已建的鱼道提升高度一般在10m左右 。20世纪80年代前，我国先后建成的过鱼通道约40座。进入21世纪，我国认识到拦河坝对鱼类和生态的危害，规定新建拦河坝工程需要建过鱼通道。目前，我国最大的鱼道是珠江干流广西梧州的长洲水利枢纽上，鱼道底宽5米，全长987米。

鱼道过鱼效果

二、技术原理

根据主要过鱼对象的生物学特性（洄游季节、洄游特性和路线、游泳能力等）和水坝环境条件，在坝体或水坝旁边设置结构物和设施供鱼类通过水坝、水闸等障碍物，以便于沟通鱼类洄游路线、恢复鱼类洄游生活，让鱼类能进行生殖或索饵洄游。但鱼道运行时受上游水位和流量的影响，一般适用坝高在25m以下的低水头水利枢纽，对于中高水头水利枢纽的上行过鱼设施主要有鱼闸、升鱼机和集运鱼船等。

水池堰式鱼道

鱼道工艺流程：根据主要过鱼对象的生物学特性（洄游季节、洄游特性和路线、游泳能力等），在水坝旁边设置结构物和机械设施供鱼类通过水坝、水闸等障碍物。以便于沟通鱼类洄游路线、恢复鱼类洄游生活，让鱼能进行生殖或索饵洄游。

竖缝式鱼道

类型：按结构形式分为：水池堰式鱼道、竖缝式鱼道、丹尼尔式(隔板式)鱼道、管道式鱼道（其他）。

管道式鱼道

意义：补偿水利工程带来的生态环境不利影响的主要方式。对于保护渔业资源、恢复水域生态功能具有重要意义。

三、技术方法

首先对水利枢纽水文特点和地形环境、运行机制、主要过坝鱼类的种类、习性、溯游能力、过鱼季节及与鱼类相关的其它生态因素等进行详细调查，确立鱼道类型；然后根据鱼道类型，确定鱼道进出口位置、流速及本体尺寸，完成鱼道结构设计；在鱼道建成后组织专人管理，开展常规监测，积累资料，制定管理运行和观测规章制度。最后对鱼道过鱼效果展开长期监测，评价其过鱼成效。

丹尼尔式鱼道

1.确立鱼道类型。对流域中的水库大坝进行详细的调研，还要调查了解主要过坝鱼类的种类、习性、溯游能力，过鱼季节及与鱼类相关的其它生态因素，确立鱼道类型。

河道式鱼道示意图

2.鱼道的设计。主要考虑鱼类的上溯习性。在闸坝的下游，鱼类常依靠水流的吸引进入鱼道。鱼类在鱼道中需要依靠自身的力量克服流速溯游至上游。下行鱼可通过鱼道顺流而下。

3.鱼道运行管理。鱼道建成后需专人管理，经常观测，积累资料，制定管理运行和观测规章制度。全年运行，保障鱼类通行的需求，充分发挥鱼道效益。冬季要抓紧鱼道的维修和保养。鱼道管理与观测人员要具有水利和水产方面的专业知识，熟悉鱼类的洄游规律与生态习性。

4.鱼道效果评价。鱼道过鱼效果是衡量鱼道建设价值和优化改造的依据，对鱼道进行监测是判断过鱼效果的关键所在。鱼道过鱼效果监测的具体内容，包括坝上坝下鱼类资源量监测、鱼道进口及出口监测、鱼道内监测、鱼道过鱼后监测等。

鱼道运行

四、工作成效

2011年在珠江流域北江水系的连江支流“连江西牛航运枢纽”进行加建鱼道首次试验获得成功，过鱼种类达到34种，为全国众多低水头水利枢纽的鱼道加建提供了示范。目前，广东省境内完成不同类型的鱼道示范工程已达10座，这些电站均属补建鱼道范畴。研究团队根据不同电站环境条件，进行了排污闸改造鱼道工艺、泄水闸改造鱼道工艺、排漂槽改造鱼道工艺、管道型工艺鱼道、泄洪渠-鱼道混合功能型鱼道工艺、船闸侧等鱼道工艺等示范。

1.我国首例加建鱼道案例“连江航运枢纽过鱼道”

鱼道能够减轻拦河工程阻挡鱼类活动的影响，低水头水坝加建过鱼通道有很多技术手段，通过工程辅助技术，可为上、下游鱼类活动提供通道，解决鱼类的部分需求。通过首例鱼道加建成功案例，为众多梯级加建鱼道进行了示范。

连航运枢纽过鱼道设计图

2.“连江航运枢纽过鱼道”效果评价

昼夜差异：根据四次的监测结果发现，上午6:00-13:00的过鱼数量最多，其次是下午，夜晚的数量最少。

季节差异：不同月份，过鱼的种类、数量存在较大差异。目前5月份21种，3月最少；而过鱼数量却以3月份最多，2011年7月最少。

3.补建鱼道示范应用推广：罗营口电站鱼道

过鱼通道架设：在紧邻电站厂房的泄水闸。改造泄水闸，泄水闸方案鱼道按内径1.3 X 1.65的长方形水槽连接，每个水池级差0.1米（每米水头设计10个水池 ）。竖缝式鱼道类型，结合电站的实际情况进行设计。初步确定竖缝宽度0.25m，鱼道通流宽度约1.3m 、通流高度1.2m，鱼道高度约1.8 m。鱼道入鱼口底部高程68.2 m，出鱼口在电站最低运行水位76.1 m -1.8 m。

4.补建鱼道示范应用推广：蓝口电站鱼道

鱼道通流宽度1.3m；采用竖缝式，竖缝宽度0.25m；鱼道水深1.2 米，阻水隔板高1.3 m；鱼道本体高1.8m 。设计鱼道需水流量约0.36m³/s ，竖缝最大流速1.4m/s。鱼道由内宽1.3 X 长1.6 m的长方形水槽连接，坡比1 ：16，每个水池级差 0.1米（每米水头设计10 个水池 ）。鱼道内设计通水高度1.2 m ，水槽高度1.6m，内设高1.2 m的 阻水结构。竖缝宽度0.25m，竖缝最大流量约1.4 m/s 。

五、适用范围

过鱼道通构建技术适用于低水头水利枢纽过鱼通道新建和低水头水利枢纽过鱼通道补建等。过鱼通道效果监测与评价技术还适用于鱼类保护科普教育、鱼类洄游生物学研究以及过鱼通道构建技术研究。

补建鱼道

六、应用前景

我国的水电开发事业蓬勃发展，然而，水能资源的开发伴随着对河流生态系统胁迫的日益加剧，与之配套的过鱼设施的研究和建设却起步较晚，发展缓慢，其建设数量和运行效果都与要求相差甚远，加快过鱼设施的研究和建设，建立生态环境友好型的水利水电工程体系势在必行。过鱼通道作为沟通鱼类洄游路线的一种重要设施，可以在一定程度上补偿水利工程带来生态环境不利影响，对于保护渔业资源、恢复水域生态功能具有重要意义，在当前形势下具有广阔的发展前景。

(本文来源：中国水产科学研究院珠江水产研究所)

(西南渔业网对本文内容略有调整)

附件：P020191105377763764625_compressed.pdf

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