薛靜靜

（重慶交通大學河海學院，重慶400074）

國內(nèi)外魚道建設特色淺析

薛靜靜

（重慶交通大學河海學院，重慶400074）

為充分利用大自然給予人類的自然財富，人類從未間斷修建各類水工建筑物，導致整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡受到一定程度的干擾，其中最大的受害者就是無辜的魚類。隨著科技水平的發(fā)展和知識范圍的拓寬，不乏有成功的各類過魚建筑物。本文將對這些魚道建設的特色進行分析，取長補短，為魚道設計提供參考。

水工建筑物；魚道建設；特色分析

1 前言

為了充分利用大自然給予人類的自然財富，人類修建了各類水工建筑物，導致整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡受到一定程度的干擾，其中最大的受害者就是魚類。由于生活環(huán)境的惡化，使得他們的生存繁衍、基因進化受到了很大的阻礙。

在過魚設施的認識與設計上，我國的設計者走過很多彎路。比如，湖南洋塘魚道，上游來水泥沙含量大，運行后多次受到較大洪水的影響，造成魚道淤塞及閘門啟閉設施銹蝕嚴重。加之設備維修投入較大，洋塘水閘管理站無能力投入資金進行維修和運行，從1987年至今一直停止運行。

當然，隨著科技水平的發(fā)展和知識范圍的拓寬，不乏有各類成功的過魚建筑物問世，突破了人類“對于魚類保護措施束手無策”的“瓶頸”。所以，有必要對這些魚道建設的特色進行分析，取長補短，滿足人類對于和諧自然的迫切要求。

2 典型魚道特性分析

2.1 做到因“魚”而異

無論是魚道、魚閘、還是升魚機，其目的都是為了使需要保護的魚類能順利進入過魚建筑物的入口，向正確的方向游動。我們有必要針對不同的魚類，了解其生存條件及物理特性，有效的進行具體分析。

最新的典型例子就是全球最長、水頭落差最大、結(jié)構(gòu)形式最為復雜的伊泰普水電站魚道。伊泰普水電站目前有174種魚類，其中83種生活在水庫，64種生活在七瀑布下游，研究表明，有72種魚類受到影響。為此，新華網(wǎng)里約熱內(nèi)盧記者專門仔細報道了其花費1200萬元巨資建設的魚道特色，即將每一節(jié)的魚道都分為上下兩部分，上部為有鱗魚通過的魚道，下部為無鱗魚通過的魚道。流經(jīng)每節(jié)魚道的水流在下部形成正弦圈，而在上部相反方向形成另一個正弦圈，用以提供一個有利于把魚吸引進魚道的溶解氧梯度。

諸如此類的例子不勝例舉。法國加朗納河上哥爾費什壩和多爾頓湟河上圖里耶爾壩的升魚機就是專門過西鯡魚的，羅瓦爾河上的貝勒維爾和加朗納河上的巴扎克不連續(xù)水池魚道也是專門過西鯡魚和鮭魚的。

不僅在歐洲，亞洲也有很多因為注意了這個問題，而成功解決過魚問題的魚道。日本長良川河口堰魚道就是最典型的例子。不僅是針對魚類，包括螃蟹、蝦類在內(nèi)的爬行動物，都分門別類的建設了5種不同類型的魚道。其中包括復雜的誘魚水流式魚道、鎖式船閘式魚道、溪流式魚道等。我國1972年成功建成的江蘇太平閘魚道也創(chuàng)新性地提出了“同一斷面多種流速區(qū)”的理念，使得不同品種的魚類都能投其所好，進入其最適宜的流速區(qū)而上溯。

總體來說，為了解決這一問題，各種新奇的設計相繼出爐。可見，前期必須對“因魚而異”引起足夠的重視，才能推陳出新，取得良好的過魚效果。

但是需要引起注意的是，一個成功的魚道，不僅要求魚類順利上溯，還要保證魚類的安全下行。由于我國魚類品種的多樣性，若針對不同魚類采取因“魚”而異措施，將必然導致不同流速下的大小魚下壩成為難題，且要比國外境況復雜得多，這必將對誘魚水流有了更高的要求。若使上溯魚類利用水流找到洄游路線，在下泄水流中必須有一股水流能被各類魚感知并將魚誘入過魚設施，防止魚類離開進口區(qū)甚至在沖水階段離開魚閘。關(guān)于此類問題的研究尚不完善，也沒有經(jīng)驗可循，須進行更深入的理論實踐研究和數(shù)值模擬。

2.2 重視后期監(jiān)測措施

魚道主義的三大原則，即：愛護環(huán)境，保護水源，善待魚類。故，建設魚道，不能僅僅為了“建設”而“建設”，必須以“滿足社會需求”為準則。后期的監(jiān)控數(shù)據(jù)是否滿足社會需求，便是評價其成功與否的標志。但這往往是最容易被忽略的環(huán)節(jié)，如果它得到了足夠的重視，必將會使工程建設更加高效。

澳大利亞在伯內(nèi)特河壩建成了完全集成的基于pl t（無線電頻率無源集成收發(fā)器）的s c a da（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）魚道系統(tǒng)，它可以監(jiān)控魚道的各個方面。為了監(jiān)測某些特定的魚類，大壩的設計者在每個魚道的出入口安裝了無線電頻率無源集成收發(fā)器。掃描器向標志中的微芯片發(fā)送一個低頻信號，激活標志中的一個線圈，線圈為芯片的標志提供電源，以便將其獨特的編碼送回掃描器，從而正確識別魚（或龜）。無源標志設計成能在所插入魚的壽命期內(nèi)提供可靠長期的識別手段，用以跟蹤魚和龜向上下游方向的運動。每次監(jiān)測一個標志時，除了記錄標志的識別號、監(jiān)測位置和時間外，該系統(tǒng)還對認為對魚道性能有影響的所有有關(guān)的環(huán)境和機械系統(tǒng)狀態(tài)拍一張“快照”，包括吸引水流設定點、灌溉出口流量、水質(zhì)（從現(xiàn)地自動化水質(zhì)分析裝置輸出）、天氣和氣候數(shù)據(jù)。然后，將這些數(shù)據(jù)存貯在一個數(shù)據(jù)庫中，供大壩運行人員進行魚道運行優(yōu)化評估。

建設和管理者必須十分重視對過魚效果監(jiān)測，在有條件的情況下，對魚道安裝各種監(jiān)測設備。現(xiàn)代的觀測技術(shù)不僅可以記錄過魚的數(shù)量，還可以實時監(jiān)測魚通過魚道的情況，為分析過魚效果，改進過魚設施提供重要信息。

但是，依據(jù)我國國情，由于制度的不完善，大部分魚道的管理權(quán)和實際操作權(quán)不在漁業(yè)部門或者是生態(tài)部門，而在當?shù)氐乃麡屑~部門。這就意味著，當生態(tài)環(huán)境要求有關(guān)部門對誘魚、集魚等魚道設施進行設備改造和設備更新時，單憑水利樞紐部門，是無法及時作出文件下達的。等到監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏離時，才有可能引起水利樞紐部門的重視，從而發(fā)放經(jīng)費，亡羊補牢。例如，洋塘魚道由洋塘水閘管理站負責，無專職魚道管理部門，也沒有專門的魚道運行規(guī)程，魚道在運行上缺乏有效管理和政府部門的監(jiān)督。因此，須結(jié)合漁業(yè)部門、生態(tài)部門、水利樞紐部門，共同重視后期監(jiān)測過程，三方協(xié)調(diào)，團結(jié)一致才能達到監(jiān)測的真正目的。

2.3 全方位補充協(xié)助

魚道對水生生物來說，不僅僅是單純的通道，還是他們生存和繁衍的重要組成部分。各類水利水電工程的修建不僅僅影響了魚類的生存環(huán)境，更引起了河流生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞等一系列問題。比如：（1）水流流態(tài)的變化引起的急性流魚類的減少，靜水性魚類的增加；（2）水溫的變化對魚類新陳代謝的影響；（3）水中污染物的累積使得藻類大量爆發(fā)，間接導致魚類缺氧而死亡；（4）河床底質(zhì)的變化使得魚類無法產(chǎn)卵或卵無法成活；（5）地形的逐漸單一化導致魚類種類的逐漸單一化；（6）阻斷河流的連續(xù)性影響種群繁殖。故有必要對于魚道周邊環(huán)境做出相應的改善以達到盡善盡美。

萊茵河鮭魚2000計劃的發(fā)起者——萊茵河流域管理委員會和沿河國家，意識到必須重塑萊茵河的生態(tài)，使鮭魚重新回到萊茵河。通過建設污水處理廠、改善河道水體水質(zhì)、增建或改建魚道、清除河道中妨礙魚類上溯的建筑物、保護魚類產(chǎn)卵場、引入大西洋鮭魚種、為洄游魚制定專門的調(diào)度方案和相關(guān)政策等內(nèi)容等方面，全方位補充協(xié)助魚類更好的繁衍生息。

但是基于我國目前對于河道周邊水生生物（動物，植物，微生物）的研究并不完善這一現(xiàn)狀，并不能對水生生物和有機碎屑的輸移情況作出準確的判斷，因此想要建立陸地-海岸帶-河道完整的斷面生態(tài)模式，還需要進行大量的基礎(chǔ)科學研究以提供有利依據(jù)。

3 結(jié)語及展望

一個魚道建設成功與否的標準，必須綜合考慮環(huán)境保護、魚道安全、經(jīng)濟效益三個方面。對無益的魚道進行拆除，對半益半害的魚道進行修復和更新。

USSD發(fā)表的“立場觀點”中指出，我們需要在公正、高效、負責、公開和參與的基礎(chǔ)上做出英明的決策和成功的工程規(guī)劃，為滿足社會需求來實現(xiàn)功能遠比建造一個工程而建設工程更為重要。工程的建設必須在已達到與資源的可持續(xù)利用發(fā)展相平衡的基礎(chǔ)上進行。一個成功的魚道建設方案需要多次反復研討借鑒改進，我們有必要對國內(nèi)外各型魚道取其精華去其糟粕。

綜合比較國內(nèi)外魚道的優(yōu)缺點，大體可以從以下三個方面著手：

（1）對于魚類的生長繁殖期進行合理的調(diào)度工作。開展有利于魚類生存的過壩條件的研究，根據(jù)大量數(shù)值模擬分析出代表魚類的繁殖期，從而盡量在其繁殖期內(nèi)，增加開啟閘門的頻率，甚至不關(guān)閉閘門，以補償生態(tài)流量。

（2）將漁業(yè)部門、生態(tài)環(huán)境部門、水利部門有機的整合成專業(yè)型小組。必須認識到魚道的設計是需要多方面協(xié)調(diào)、多學科交叉的設計。因此需要從制度方面改善，建立一個由漁業(yè)部門、生態(tài)環(huán)境部門、水利部門組成的監(jiān)測小組，配備專業(yè)的管理人員，從各個角度對魚道開展設計、運行及維護。

（3）對水生生物及底棲魚類的生存條件進行大量基礎(chǔ)的科學研究，掌握第一手資料，建立完整的陸地-海岸帶-河道斷面生態(tài)系統(tǒng)。特別是針對它們最適宜的地理位置和水文條件進行多次模擬試驗（例如A D V，G P S以及非恒定非結(jié)構(gòu)化的雷諾平均N-S模型-分析它們適宜的流態(tài)，發(fā)現(xiàn)更深層的規(guī)律并建立特殊檔案），結(jié)合當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，綜合考慮后再制定方案。

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S956.3

A

1672-2469（2015）06-0012-02

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.06.003

薛靜靜（1990年—），女，研究生在讀。