楊子慧　朱永英　周易　王巧玲　翁思鈺　曲仕奇

【摘 要】 在水利水電開發(fā)建設中，魚道作為一項生態(tài)補償措施具有非常重要的作用。本文簡單介紹了魚道的起源，總結(jié)了國內(nèi)外魚道建設發(fā)展的概況，分析了魚道設計建設中的幾個關(guān)鍵問題，概況了生態(tài)魚道的特點及發(fā)展前景。以期在我國的水電開發(fā)建設中，借鑒國外魚道工程成功案例，實現(xiàn)我國水利水電工程及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 魚道 發(fā)展 生態(tài)魚道

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，發(fā)電站與攔洪壩等水利工程建設迎來了蓬勃發(fā)展的新局面。這些水利工程在給人類帶來巨大經(jīng)濟社會效益的同時也對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的不良影響。閘壩具有的攔蓄作用將河流攔腰堵截，形成水位差，阻斷了洄游魚類的自由遷徙：溯回與下行。成年魚類無法到達上游進行交配產(chǎn)卵，下行時溢洪道也會增大洄游魚類死亡的概率。生物鏈緊緊相扣，閘壩不僅直接影響魚類活動，也間接影響了周邊的生態(tài)環(huán)境，水電開發(fā)無意中將這一干相關(guān)的鏈條打亂了。

隨著生態(tài)環(huán)境保護的意識逐漸加強，人們在追求經(jīng)濟效益的同時，開始嘗試去保護生態(tài)環(huán)境，使水電工程與生態(tài)融為一體，因此魚道應運而生。魚道工程是在保留原水電工程的同時，最大程度地挽回生態(tài)受損的局面。魚道工程本身經(jīng)濟效益不顯著，因此其關(guān)注度始終不高，發(fā)展較為緩慢。但是隨著時間的推移，魚道的有效施行將對于保護河流生態(tài)環(huán)境，對于水利水電工程的可持續(xù)發(fā)展有著重大的意義。

2 魚道的起源與發(fā)展

2.1 國外魚道發(fā)展概況

國外的過魚設施比我國早300多年的歷史。最早在相關(guān)文獻中提及魚道設施的是法國。1662年法國南部的貝阿爾恩省頒發(fā)了規(guī)定，要求在堰壩上建造供魚上、下通行的通道[1]。世界上第一座有集魚系統(tǒng)的大規(guī)?，F(xiàn)代過魚建筑物樞紐的是1938年在美國西部哥倫比亞河上建成的邦維爾壩。據(jù)相關(guān)資料記載，全球最長的魚道是橫跨巴拉那河的伊泰普水電站魚道。全長10公里，建成于2002年年底，耗資1200萬美元。每年這條魚道幫助40余種魚洄游產(chǎn)卵，整個系統(tǒng)已成為巴西其他一些水電站的范例。該魚道的起始端是巴拉那河的一條細小支流，流量只有10～12m3/s，魚類在洄游時，會選擇靠近河岸的水域，適宜的水流速度使魚兒自然地游進了魚道。起始端設計的成功是伊泰普水電站魚道運行順利的眾多原因之一。再者，相關(guān)部門每3個月會組織一次監(jiān)測，每兩公里設置一個采樣點，監(jiān)測整條魚道中的水溫、水質(zhì)和魚類自然情況[2]。這為魚道建成后的長久運行提供了基礎保障。

據(jù)不完全統(tǒng)計，至20世紀60年代初期，美國和加拿大建有過魚設施200座以上，西歐各國100座以上，前蘇聯(lián)18座以上，這些過魚設施主要為魚道。至20世紀晚期，魚道數(shù)量明顯上升，在北美有近400座，日本則有1400余座[3]。如美國邦納維爾壩魚道，年平均過魚65萬尾；美國麥克納里壩魚道，年均過魚106萬尾；前蘇聯(lián)土洛馬電站魚道，日平均過魚440尾。這些魚道的建設為河流生態(tài)的修復創(chuàng)造了良好的條件。

2.2 國內(nèi)魚道發(fā)展概況

與國外魚道相比，我國關(guān)于魚道的研究起步較晚。最早提及魚道概念的是在開發(fā)富春江七里垅電站時進行的關(guān)于科學試驗和水系生態(tài)環(huán)境的調(diào)查。1966年7月在大豐縣斗龍港閘建成了我國第一個魚道。到20世紀80年代，我國建成的魚道設施在40座以上，主要過魚對象一般為珍貴魚類、鯉科魚類和蝦蟹等幼苗。然而一直到建造葛洲壩水利樞紐時，出現(xiàn)有關(guān)過魚工程措施的爭議，最終采取了建設增殖放流站，通過人工繁殖和放養(yǎng)的方法解決中華鱘等珍稀魚類的物種保護問題。 這直接導致在接下來的近30年時間里我國在河道上興修水利工程時幾乎都不再考慮修建過魚設施。而且，之前建造并已經(jīng)投入使用的各種魚道也因為管理維護不當、運行效果不理想、重視程度低等問題，漸漸趨于荒廢。我國魚道建設進入停滯期。

進入21世紀以后，我國水利水電工程建設蓬勃發(fā)展，天然漁業(yè)資源嚴重退化，我國河流中的珍稀洄游魚種瀕臨滅絕，魚道問題重新被提出，并逐漸得到人們的關(guān)注。環(huán)境影響報告中要求，具備條件的水利水電工程在新建與修復重建過程中要增設魚道工程措施，以期達到生態(tài)修復與維護生物多樣性、減小對魚類影響的目的。此后修建了如北京的上莊水庫魚道、廣西洲水利樞紐過魚工程、浙江曹娥江擋潮大閘右側(cè)魚道、西藏獅泉河魚道、珠江長灘樞紐魚道和長江小南海魚道等各種壩上過魚設施，魚道建設進入新的發(fā)展階段。

3 魚道設計中的關(guān)鍵問題

3.1 魚道入口位置

魚道的入口能否被魚類很快發(fā)現(xiàn)并方便進入是魚道設計建設成功與否的關(guān)鍵。魚道入口應盡量設在魚類洄游路線的途中、有活水下泄的位置。一般采用電站泄水，或者是利用溢洪道側(cè)旁的下泄水流來誘魚。部分研究資料表明葛洲壩三個船閘的下游是魚類積聚最多的地方[4]。這也證明了，有流動水下泄的地方容易讓魚類聚集，魚類方便辨認。但是要保證不應該出現(xiàn)漩渦和水躍[5]。

3.2 水流流速與溫度

目前我國的魚道大多是借鑒國外的魚道進行設計的，然而我國的魚種與國外不同，所以要求的水流流速、溫度也不一致。因此，應針對不同的魚道、不同的洄游魚類進行分析，使魚道具有兼容性，建設后能適應不同季節(jié)不同種類的魚類洄游。例如，中華鱘適宜的水溫閾值是15.3℃～20.5℃，流速閾值在1.07～1.65m/s范圍內(nèi)。已有研究證明，長江四大家魚的繁殖需要18℃以上的水溫以及一定漲速、漲幅和持續(xù)時間的水流[6]。

3.3 魚道出口設計

魚道的出口應遠離溢洪道，靠近河岸，以免沿魚道溯游的魚類被卷入水流或進入分水干渠。出口外水流要平順，流向明確，沒有漩渦。

3.4 魚道的監(jiān)測與維護

魚道的內(nèi)部應設有采樣點，監(jiān)測整條魚道中的水溫、水質(zhì)和魚類洄游等情況，并要投入一定經(jīng)費定期檢修維護。我國湖南洋塘魚道建成于1980年3月，初期過魚效果良好，但受洪水影響，致使魚道淤塞、閘門銹蝕。加之經(jīng)費不足，年久失修，從1987 年起就一直處于停用狀態(tài)。所以有效的監(jiān)測與維護是魚道長久運行必不可少的條件。

3.5 魚類下行

國外魚道的過魚對象多為鮭魚和鱒魚的親魚，在上游產(chǎn)卵后絕大多數(shù)會死亡。而我國常見的過魚對象是鯉科魚，是多次產(chǎn)卵的魚類，在產(chǎn)卵后會有下行的行為。所以我們的魚道還需考慮魚類下行的問題。我國對魚類下行問題研究較少，目前主要是通過溢洪道或者水輪機直接下壩，對魚類造成很大影響。不同的水輪機對魚類的影響不一樣，如沖擊式水輪機，下行魚類的死亡率幾乎達到100%[7]。目前國外研究設置魚柵及其他改進措施，可以使游過水電站的魚類存活率提高到約94%。

4 生態(tài)魚道

生態(tài)魚道是在原有魚道研究的基礎上進行改進，使之符合生態(tài)學原理，最大化地構(gòu)建出與水利工程建造前魚類天然洄游通道近似的環(huán)境。盡可能使用當?shù)氐奶烊唤ㄖ牧希皇褂没ず铣晌镔|(zhì)。充分利用兩岸自然生長的植物，使魚道最大化地融入環(huán)境。采用天然漂石構(gòu)建階梯水池或過魚豎縫，以模擬天然河流的水流流態(tài)，再通過結(jié)構(gòu)型式和斷面型式的優(yōu)化以達到修復河流上下通魚的目的[8]。

在生態(tài)魚道設計中，在條件適宜的情況下，若能將魚類通行的自然魚道與人造魚道相結(jié)合，則更能貼合魚類習性，進一步提高過魚效率。前面提及的伊泰普水電站魚道，全長10公里，其中自然魚道6公里，人工修建的魚道4公里。兩類魚道的有效結(jié)合為該魚道的高效運行提供了基本條件。

與傳統(tǒng)魚道相比，雖然生態(tài)魚道的研究起步較晚，相關(guān)的研究也較少，但已有研究的實踐證明，生態(tài)魚道由于提供了魚類更為適宜的水流條件，更加貼近自然條件，因而具有更好的過魚效果。

5 結(jié)語

隨著我國水能資源開發(fā)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，為建立生態(tài)環(huán)境友好型的水利工程，保護魚類資源及河流生物的多樣性，魚道建設任重而道遠。我們應在借鑒國外成功案例的同時，結(jié)合我國的魚類保護政策，將魚道建設納入水利水電工程建設規(guī)劃中。針對魚道建設中存在的關(guān)鍵問題，積極采取措施不斷改進和完善魚道建設，從而發(fā)揮魚道的最大效益，實現(xiàn)水利水電工程及河流的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[2]陳凱麒，常仲農(nóng)，曹曉紅，葛懷鳳.我國魚道的建設及展望[J].水利學報，2012，43（2）：182-188.

[3]曹慶磊，楊文俊，周良景.國內(nèi)外過魚設施研究綜述[J].長江科學院院報，2010，27（5）：39-43.

[4]王琲，楊文俊，陳輝.生態(tài)水工建筑物—魚道的建設及研究進展[J].人民長江，2013，44（9）：88-92.

[5]戚印鑫，孫娟，邱秀云.水利樞紐中的魚道設計及試驗研究[J].水利與建筑工程學報，2009，7（3）：55-58.

[6]劉洪波.魚道建設現(xiàn)狀、問題和前景[J].水利科技與經(jīng)濟，2009，15（6）：477-479.

[7]王興勇，郭軍.國內(nèi)外魚道研究與建設[J].中國水利水電科學研究院學報，2005，3（3）：222-228.

[8]劉圣堯，謝鴻.生態(tài)魚道在低水頭堰壩工程中的應用[J].浙江水利科技，2014（4）：60-62.