探析魚道設施的選擇與設計

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1過魚設施方案論證

1.1過魚設施類型

過魚設施型式多樣，各自具有不同的特點和適應條件，上行過魚設施主要有魚道、升魚機、魚閘、集運魚設施等。其中，升魚機、魚閘和集運魚設施一般適合中高水頭工程，魚道則適用于低水頭水利工程，也是國內最常見的上行過魚設施，北引渠首屬低水頭樞紐工程，最大水頭僅7.2m，因此選擇魚道作為本工程的過魚設施。

1.2魚道型式選擇

1)方案1:泄洪閘右側布置原生態式魚道及橫隔板豎縫式魚道。橫隔板豎縫式魚道布置在泄洪閘右側第三節溢流壩處，總長495.5m。原生態式魚道布置于泄洪閘溢流壩外側施工導流明渠處，總長824m。2)方案2:泄洪閘兩側分別布置原生態式魚道及橫隔板豎縫式魚道。泄洪閘右側利用導流明渠布置原生態式魚道，左側布置橫隔板豎縫式魚道。魚道布置在預留船閘左側，魚道總長904.30m。3)方案3:泄洪閘右側布置一條較大的原生態式魚道方案。盡量利用導流明渠以節省投資，通道總長1004m。通過從工程投資、結構復雜程度、施工條件、運行管理、水力條件與天然過魚條件相近度以及魚類適應性等方面分析比較，最終推薦方案3，即泄洪閘右側布置一個較大的原生態式魚道。另外，從北引渠首運行及渠首并未截斷諾敏河南支魚類洄游通道等方面來看，在北引渠首處設計一條原生態式魚道是可行的。

2魚道設計

2.1工程布置

原生態式魚道位于泄洪閘右側、導流明渠部位，與樞紐軸線交叉樁號2+875.5。魚道由進口、水池、休息池、出口、誘魚攔魚設施、檢修閘門及觀察室等組成。

2.2原生態式魚道設計

1)魚道進出口魚道進口布置在泄洪閘出口海漫下游110m處，進口底高程169.00m。進口底板與河床平緩相接，以使底層魚類可以沿河床找到魚道進口。魚道出口水位為176.20m，魚道出口底高程為174.20m，上游正常運行水深為2m。出口段設置閘室段控制魚道水位及流量。2)結構尺寸魚道兩側采用人工堆砌塊石，形成自然支流的河岸。在塊石堆砌中，應保持塊體與塊間形成大小不一、上下連通的空洞，成為體型較小魚類或幼魚上溯的通道。兩岸可以種植樹木以使兩岸結構穩定。3)通道寬度綜合考慮壩址處的魚類資源量和工程壩址地形、工程布置等因素，為滿足過魚需要，本通道寬度取18m，正常水位運行時水面寬度為16m。4)池室長度池室長度與水流的消能效果和魚類的休息條件關系密切。較長的池室，水流條件較好，休息水域較大，對于過魚有利。同時，過魚對象個體越大，池室長度也應越大。由于本魚道進出口距離較遠，有條件將池室的長度做大，故本通道池室長度取L=8m。5)池室深度國外原生態式魚道深度一般為1～2.5m，本工程要兼顧表層魚和底層魚類，所以通道正常運行水深為2m，最小運行水深為1m，池室深度可取2.5m，防止通道運行時水流波動溢出。6)池間落差過魚斷面的流速V，是由上下游水頭差Δh來決定:Δh=V2/2g，通道的最大設計流速為1m/s，所以Δh=0.05m。魚道進口底板高程為169.0m，出口高程為174.2m;普通池室數量N=H/Δh－1=103;原生態式魚道底坡i=Δh/L=1/160。7)休息池考慮魚類上溯途中要設置一定的休息場所，水頭每提升0.5m須設一個休息池，休息池無底坡，形狀可為圓形或橢圓形，半徑≥6m，可以根據地形進行開挖。休息池供魚類上溯過程中暫時休息，恢復體力，有利于魚類的繼續上溯，本通道休息池半徑為10m，共設置9個休息池。8)魚道全長魚道的全長L=1004m。

2.3誘導設施及其它輔助設施

1)誘魚設施過魚設施進口能否誘集魚是過魚設施成功與否的最關鍵因素，北引渠首泄洪閘運行時，可通過閘門的啟閉調整下游河道的流態，為進口位置創造更佳的誘魚集魚條件。2)觀察室及觀測計數設備魚道設有2個觀察室:①觀察主進口和集魚槽的集誘魚效果;②統計成功上溯魚類的種類和數量，評估過魚設施的過魚效果，以便將來改進過魚設施的結構改善過魚效果，同時兼具宣傳和演示功能。

3結語

過魚設施設計是個復雜的過程，很難做到一次設計完全滿足所有魚類長期的過壩要求，若想發揮其最佳效果，必須對其投入運行后的實際效果進行跟蹤監測，并根據監測結果對通道局部環節進行適當的修改和完善。北引渠首工程原生態式魚道將是嫩江修建的第一個魚道，這將為嫩江后續的水資源開發工程提供參考，也為保護嫩江的天然漁業資源、達到生物多樣性及可持續發展奠定良好的基礎。

作者：盧玉海 孫士國 于寧 宋國濤 王曉旭 單位：黑龍江省水利水電勘測設計研究院 中國人民武裝警察部隊水電第三總隊