國(guó)內(nèi)外魚(yú)道建設(shè)特色淺析

薛靜靜

（重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶400074）

國(guó)內(nèi)外魚(yú)道建設(shè)特色淺析

薛靜靜

（重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶400074）

為充分利用大自然給予人類(lèi)的自然財(cái)富，人類(lèi)從未間斷修建各類(lèi)水工建筑物，導(dǎo)致整個(gè)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(wú)辜的魚(yú)類(lèi)。隨著科技水平的發(fā)展和知識(shí)范圍的拓寬，不乏有成功的各類(lèi)過(guò)魚(yú)建筑物。本文將對(duì)這些魚(yú)道建設(shè)的特色進(jìn)行分析，取長(zhǎng)補(bǔ)短，為魚(yú)道設(shè)計(jì)提供參考。

水工建筑物；魚(yú)道建設(shè)；特色分析

1 前言

為了充分利用大自然給予人類(lèi)的自然財(cái)富，人類(lèi)修建了各類(lèi)水工建筑物，導(dǎo)致整個(gè)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(yú)類(lèi)。由于生活環(huán)境的惡化，使得他們的生存繁衍、基因進(jìn)化受到了很大的阻礙。

在過(guò)魚(yú)設(shè)施的認(rèn)識(shí)與設(shè)計(jì)上，我國(guó)的設(shè)計(jì)者走過(guò)很多彎路。比如，湖南洋塘魚(yú)道，上游來(lái)水泥沙含量大，運(yùn)行后多次受到較大洪水的影響，造成魚(yú)道淤塞及閘門(mén)啟閉設(shè)施銹蝕嚴(yán)重。加之設(shè)備維修投入較大，洋塘水閘管理站無(wú)能力投入資金進(jìn)行維修和運(yùn)行，從1987年至今一直停止運(yùn)行。

當(dāng)然，隨著科技水平的發(fā)展和知識(shí)范圍的拓寬，不乏有各類(lèi)成功的過(guò)魚(yú)建筑物問(wèn)世，突破了人類(lèi)“對(duì)于魚(yú)類(lèi)保護(hù)措施束手無(wú)策”的“瓶頸”。所以，有必要對(duì)這些魚(yú)道建設(shè)的特色進(jìn)行分析，取長(zhǎng)補(bǔ)短，滿(mǎn)足人類(lèi)對(duì)于和諧自然的迫切要求。

2 典型魚(yú)道特性分析

2.1 做到因“魚(yú)”而異

無(wú)論是魚(yú)道、魚(yú)閘、還是升魚(yú)機(jī)，其目的都是為了使需要保護(hù)的魚(yú)類(lèi)能順利進(jìn)入過(guò)魚(yú)建筑物的入口，向正確的方向游動(dòng)。我們有必要針對(duì)不同的魚(yú)類(lèi)，了解其生存條件及物理特性，有效的進(jìn)行具體分析。

最新的典型例子就是全球最長(zhǎng)、水頭落差最大、結(jié)構(gòu)形式最為復(fù)雜的伊泰普水電站魚(yú)道。伊泰普水電站目前有174種魚(yú)類(lèi)，其中83種生活在水庫(kù)，64種生活在七瀑布下游，研究表明，有72種魚(yú)類(lèi)受到影響。為此，新華網(wǎng)里約熱內(nèi)盧記者專(zhuān)門(mén)仔細(xì)報(bào)道了其花費(fèi)1200萬(wàn)元巨資建設(shè)的魚(yú)道特色，即將每一節(jié)的魚(yú)道都分為上下兩部分，上部為有鱗魚(yú)通過(guò)的魚(yú)道，下部為無(wú)鱗魚(yú)通過(guò)的魚(yú)道。流經(jīng)每節(jié)魚(yú)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(gè)正弦圈，用以提供一個(gè)有利于把魚(yú)吸引進(jìn)魚(yú)道的溶解氧梯度。

諸如此類(lèi)的例子不勝例舉。法國(guó)加朗納河上哥爾費(fèi)什壩和多爾頓湟河上圖里耶爾壩的升魚(yú)機(jī)就是專(zhuān)門(mén)過(guò)西鯡魚(yú)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(yú)道也是專(zhuān)門(mén)過(guò)西鯡魚(yú)和鮭魚(yú)的。

不僅在歐洲，亞洲也有很多因?yàn)樽⒁饬诉@個(gè)問(wèn)題，而成功解決過(guò)魚(yú)問(wèn)題的魚(yú)道。日本長(zhǎng)良川河口堰魚(yú)道就是最典型的例子。不僅是針對(duì)魚(yú)類(lèi)，包括螃蟹、蝦類(lèi)在內(nèi)的爬行動(dòng)物，都分門(mén)別類(lèi)的建設(shè)了5種不同類(lèi)型的魚(yú)道。其中包括復(fù)雜的誘魚(yú)水流式魚(yú)道、鎖式船閘式魚(yú)道、溪流式魚(yú)道等。我國(guó)1972年成功建成的江蘇太平閘魚(yú)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(yú)類(lèi)都能投其所好，進(jìn)入其最適宜的流速區(qū)而上溯。

總體來(lái)說(shuō)，為了解決這一問(wèn)題，各種新奇的設(shè)計(jì)相繼出爐?？梢?jiàn)，前期必須對(duì)“因魚(yú)而異”引起足夠的重視，才能推陳出新，取得良好的過(guò)魚(yú)效果。

但是需要引起注意的是，一個(gè)成功的魚(yú)道，不僅要求魚(yú)類(lèi)順利上溯，還要保證魚(yú)類(lèi)的安全下行。由于我國(guó)魚(yú)類(lèi)品種的多樣性，若針對(duì)不同魚(yú)類(lèi)采取因“魚(yú)”而異措施，將必然導(dǎo)致不同流速下的大小魚(yú)下壩成為難題，且要比國(guó)外境況復(fù)雜得多，這必將對(duì)誘魚(yú)水流有了更高的要求。若使上溯魚(yú)類(lèi)利用水流找到洄游路線(xiàn)，在下泄水流中必須有一股水流能被各類(lèi)魚(yú)感知并將魚(yú)誘入過(guò)魚(yú)設(shè)施，防止魚(yú)類(lèi)離開(kāi)進(jìn)口區(qū)甚至在沖水階段離開(kāi)魚(yú)閘。關(guān)于此類(lèi)問(wèn)題的研究尚不完善，也沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循，須進(jìn)行更深入的理論實(shí)踐研究和數(shù)值模擬。

2.2 重視后期監(jiān)測(cè)措施

魚(yú)道主義的三大原則，即：愛(ài)護(hù)環(huán)境，保護(hù)水源，善待魚(yú)類(lèi)。故，建設(shè)魚(yú)道，不能僅僅為了“建設(shè)”而“建設(shè)”，必須以“滿(mǎn)足社會(huì)需求”為準(zhǔn)則。后期的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否滿(mǎn)足社會(huì)需求，便是評(píng)價(jià)其成功與否的標(biāo)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(huì)使工程建設(shè)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(wú)線(xiàn)電頻率無(wú)源集成收發(fā)器）的s c a da（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）魚(yú)道系統(tǒng)，它可以監(jiān)控魚(yú)道的各個(gè)方面。為了監(jiān)測(cè)某些特定的魚(yú)類(lèi)，大壩的設(shè)計(jì)者在每個(gè)魚(yú)道的出入口安裝了無(wú)線(xiàn)電頻率無(wú)源集成收發(fā)器。掃描器向標(biāo)志中的微芯片發(fā)送一個(gè)低頻信號(hào)，激活標(biāo)志中的一個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈為芯片的標(biāo)志提供電源，以便將其獨(dú)特的編碼送回掃描器，從而正確識(shí)別魚(yú)（或龜）。無(wú)源標(biāo)志設(shè)計(jì)成能在所插入魚(yú)的壽命期內(nèi)提供可靠長(zhǎng)期的識(shí)別手段，用以跟蹤魚(yú)和龜向上下游方向的運(yùn)動(dòng)。每次監(jiān)測(cè)一個(gè)標(biāo)志時(shí)，除了記錄標(biāo)志的識(shí)別號(hào)、監(jiān)測(cè)位置和時(shí)間外，該系統(tǒng)還對(duì)認(rèn)為對(duì)魚(yú)道性能有影響的所有有關(guān)的環(huán)境和機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)拍一張“快照”，包括吸引水流設(shè)定點(diǎn)、灌溉出口流量、水質(zhì)（從現(xiàn)地自動(dòng)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(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，供大壩運(yùn)行人員進(jìn)行魚(yú)道運(yùn)行優(yōu)化評(píng)估。

建設(shè)和管理者必須十分重視對(duì)過(guò)魚(yú)效果監(jiān)測(cè)，在有條件的情況下，對(duì)魚(yú)道安裝各種監(jiān)測(cè)設(shè)備。現(xiàn)代的觀測(cè)技術(shù)不僅可以記錄過(guò)魚(yú)的數(shù)量，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)魚(yú)通過(guò)魚(yú)道的情況，為分析過(guò)魚(yú)效果，改進(jìn)過(guò)魚(yú)設(shè)施提供重要信息。

但是，依據(jù)我國(guó)國(guó)情，由于制度的不完善，大部分魚(yú)道的管理權(quán)和實(shí)際操作權(quán)不在漁業(yè)部門(mén)或者是生態(tài)部門(mén)，而在當(dāng)?shù)氐乃麡屑~部門(mén)。這就意味著，當(dāng)生態(tài)環(huán)境要求有關(guān)部門(mén)對(duì)誘魚(yú)、集魚(yú)等魚(yú)道設(shè)施進(jìn)行設(shè)備改造和設(shè)備更新時(shí)，單憑水利樞紐部門(mén)，是無(wú)法及時(shí)作出文件下達(dá)的。等到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏離時(shí)，才有可能引起水利樞紐部門(mén)的重視，從而發(fā)放經(jīng)費(fèi)，亡羊補(bǔ)牢。例如，洋塘魚(yú)道由洋塘水閘管理站負(fù)責(zé)，無(wú)專(zhuān)職魚(yú)道管理部門(mén)，也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的魚(yú)道運(yùn)行規(guī)程，魚(yú)道在運(yùn)行上缺乏有效管理和政府部門(mén)的監(jiān)督。因此，須結(jié)合漁業(yè)部門(mén)、生態(tài)部門(mén)、水利樞紐部門(mén)，共同重視后期監(jiān)測(cè)過(guò)程，三方協(xié)調(diào)，團(tuán)結(jié)一致才能達(dá)到監(jiān)測(cè)的真正目的。

2.3 全方位補(bǔ)充協(xié)助

魚(yú)道對(duì)水生生物來(lái)說(shuō)，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(lèi)水利水電工程的修建不僅僅影響了魚(yú)類(lèi)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(dòng)和信息傳遞等一系列問(wèn)題。比如：（1）水流流態(tài)的變化引起的急性流魚(yú)類(lèi)的減少，靜水性魚(yú)類(lèi)的增加；（2）水溫的變化對(duì)魚(yú)類(lèi)新陳代謝的影響；（3）水中污染物的累積使得藻類(lèi)大量爆發(fā)，間接導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)缺氧而死亡；（4）河床底質(zhì)的變化使得魚(yú)類(lèi)無(wú)法產(chǎn)卵或卵無(wú)法成活；（5）地形的逐漸單一化導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)種類(lèi)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(duì)于魚(yú)道周邊環(huán)境做出相應(yīng)的改善以達(dá)到盡善盡美。

萊茵河鮭魚(yú)2000計(jì)劃的發(fā)起者——萊茵河流域管理委員會(huì)和沿河國(guó)家，意識(shí)到必須重塑萊茵河的生態(tài)，使鮭魚(yú)重新回到萊茵河。通過(guò)建設(shè)污水處理廠(chǎng)、改善河道水體水質(zhì)、增建或改建魚(yú)道、清除河道中妨礙魚(yú)類(lèi)上溯的建筑物、保護(hù)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)、引入大西洋鮭魚(yú)種、為洄游魚(yú)制定專(zhuān)門(mén)的調(diào)度方案和相關(guān)政策等內(nèi)容等方面，全方位補(bǔ)充協(xié)助魚(yú)類(lèi)更好的繁衍生息。

但是基于我國(guó)目前對(duì)于河道周邊水生生物（動(dòng)物，植物，微生物）的研究并不完善這一現(xiàn)狀，并不能對(duì)水生生物和有機(jī)碎屑的輸移情況作出準(zhǔn)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(jìn)行大量的基礎(chǔ)科學(xué)研究以提供有利依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)及展望

一個(gè)魚(yú)道建設(shè)成功與否的標(biāo)準(zhǔn)，必須綜合考慮環(huán)境保護(hù)、魚(yú)道安全、經(jīng)濟(jì)效益三個(gè)方面。對(duì)無(wú)益的魚(yú)道進(jìn)行拆除，對(duì)半益半害的魚(yú)道進(jìn)行修復(fù)和更新。

USSD發(fā)表的“立場(chǎng)觀點(diǎn)”中指出，我們需要在公正、高效、負(fù)責(zé)、公開(kāi)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(mǎn)足社會(huì)需求來(lái)實(shí)現(xiàn)功能遠(yuǎn)比建造一個(gè)工程而建設(shè)工程更為重要。工程的建設(shè)必須在已達(dá)到與資源的可持續(xù)利用發(fā)展相平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行。一個(gè)成功的魚(yú)道建設(shè)方案需要多次反復(fù)研討借鑒改進(jìn)，我們有必要對(duì)國(guó)內(nèi)外各型魚(yú)道取其精華去其糟粕。

綜合比較國(guó)內(nèi)外魚(yú)道的優(yōu)缺點(diǎn)，大體可以從以下三個(gè)方面著手：

（1）對(duì)于魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)繁殖期進(jìn)行合理的調(diào)度工作。開(kāi)展有利于魚(yú)類(lèi)生存的過(guò)壩條件的研究，根據(jù)大量數(shù)值模擬分析出代表魚(yú)類(lèi)的繁殖期，從而盡量在其繁殖期內(nèi)，增加開(kāi)啟閘門(mén)的頻率，甚至不關(guān)閉閘門(mén)，以補(bǔ)償生態(tài)流量。

（2）將漁業(yè)部門(mén)、生態(tài)環(huán)境部門(mén)、水利部門(mén)有機(jī)的整合成專(zhuān)業(yè)型小組。必須認(rèn)識(shí)到魚(yú)道的設(shè)計(jì)是需要多方面協(xié)調(diào)、多學(xué)科交叉的設(shè)計(jì)。因此需要從制度方面改善，建立一個(gè)由漁業(yè)部門(mén)、生態(tài)環(huán)境部門(mén)、水利部門(mén)組成的監(jiān)測(cè)小組，配備專(zhuān)業(yè)的管理人員，從各個(gè)角度對(duì)魚(yú)道開(kāi)展設(shè)計(jì)、運(yùn)行及維護(hù)。

（3）對(duì)水生生物及底棲魚(yú)類(lèi)的生存條件進(jìn)行大量基礎(chǔ)的科學(xué)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(duì)它們最適宜的地理位置和水文條件進(jìn)行多次模擬試驗(yàn)（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(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，綜合考慮后再制定方案。

［1］湖南省水利科學(xué)研究院.洋塘魚(yú)道原體觀測(cè)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)［R］.長(zhǎng)沙：湖南省水利科學(xué)研究院，1983.

［2］YASUDA， Youichi， OHTSULwao，TAKAHASHIM asuyu-kiNew portablefish waydesign forexistingtrapezoidalweirs［J］.Environmentalengineeringandscience， 2004（03） ： 391-401.

［3］SergioMakrakis， etal， ThecaneldapiracemaatItaipu Damasa fish passsystem［Z］ ， NeotropicalIchthyology.2007.

［4］AdemarSergioFIORINI， etal， Itapu Dam“ piracema” migration channel［ Z］ proceedings ofThe 22 nd Congress ofICOLD，Vol.2.Q85， Madrid， spain.2006.

［5］朱瑤.大壩對(duì)魚(yú)類(lèi)棲息地的影響及評(píng)價(jià)方法述評(píng)［J］.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2005（06）.

［6］李昌剛，丁磊.吳海林，對(duì)魚(yú)道設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題的文獻(xiàn)綜述［J］.災(zāi)害與防治工程，2009（02）.

［7］鄭金秀，韓德舉.國(guó)外高壩過(guò)魚(yú)設(shè)施概況及啟示［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2013（04）.

［8］M.泰勒.澳大利亞伯內(nèi)特河大壩的魚(yú)道系統(tǒng)［J］.水利水電快報(bào)，2007，28（04）：25-30.

［9］章軻.鮭魚(yú)2000計(jì)劃-萊茵河管理成功案例［J］.世界環(huán)境，2006（02）.

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。