薩拉康水電站過魚方案設計探討

張東亞，曹曉紅，葛德祥，牛天祥，安廣楠，溫靜雅

(1.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065；2.環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心， 北京 100012；3.水電環(huán)境研究院， 北京 100012)

薩拉康水電站過魚方案設計探討

張東亞1，2，曹曉紅2，3，葛德祥2，3，牛天祥1，安廣楠2，溫靜雅3

(1.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065；2.環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心， 北京 100012；3.水電環(huán)境研究院， 北京 100012)

文章介紹了湄公河漁業(yè)資源概況及其流域下游主要的洄游魚類，分析了薩拉康水電站阻隔對洄游魚類造成的影響，確定了上游湄公河洄游系統(tǒng)的主要過魚對象；根據(jù)薩拉康水電站樞紐布置以及所在地的地形地質(zhì)特征，對可行的過魚方案進行了布置研究，并對過魚方案進行了對比分析，推薦了較優(yōu)的過魚方式，并對進魚口的布置進行了討論，提出了壩址選擇和支流作用的新想法，希望能為水電開發(fā)過魚設計提供一些思考和幫助。

湄公河;薩拉康水電站;過魚;方案;探討

0 前 言

湄公河(Mekong River)，干流全長4 880 km，是亞洲最重要的跨國水系，世界第六大河流，主源為扎曲，發(fā)源于中國青海省玉樹藏族自治州雜多縣。湄公河水資源豐富，干流水能蘊藏量達1 000多萬kW。薩拉康(Sanakham)水電站為湄公河干流水電梯級開發(fā)中的其中一級，是一座以發(fā)電為主，兼有航運、過魚等綜合利用效益的水電樞紐工程(見圖1)。

圖1 薩拉康水電站地理位置

湄公河流域魚類資源豐富，種類繁多，約有1 300多種，是兩岸居民重要的蛋白質(zhì)攝取來源，約占食物蛋白總量的50%～80%。湄公河流域洄游魚類較多，薩拉康水電站建設將阻斷洄游魚類的洄游通道，對其生存將產(chǎn)生嚴重的影響，因此，為了保護湄公河的魚類資源，做到開發(fā)與保護和諧，在調(diào)查魚類資源、工程情況和地形條件等工作的基礎上，對薩拉康水電站過魚方案進行了研究。

1 現(xiàn)狀與基礎

1.1 魚類資源現(xiàn)狀

湄公河素來以魚類資源豐富而著稱，物種數(shù)僅次于亞馬遜河。根據(jù)湄公河管理委員會2004年5月編制完成的《湄公河魚類調(diào)查研究報告》，湄公河-瀾滄江流域分布有魚類1 300余種，漁業(yè)部門已經(jīng)鑒定了233種，分屬55科。湄公河魚類根據(jù)其生活習性特征可劃分為三類：

(1)“黑魚”：適宜緩流的生境，對于較差的環(huán)境也能適應；

（1）采用聯(lián)合法制取七鉬酸銨產(chǎn)品，純度較高、雜質(zhì)較少、表面形貌較好、粒徑均勻。對結(jié)晶母液進行酸沉，使鉬以四鉬酸銨為主的多鉬酸銨形式析出，多鉬酸銨返回氨溶制取七鉬酸銨，可達到了循環(huán)利用和綜合回收鉬的目的。

卓松生[22]以臨界流化速度為衡量標準，選用Syamlal-O′brien曳力雙流體模型，分析了振動和粒徑對床層縱向顆粒分布(顆粒體積分數(shù))及均勻性(顆粒體積分數(shù)標準差)的影響，結(jié)果如圖3所示。

(2)“白魚”：有較強的洄游特性，其生命周期中的大部分時間用于洄游；

(3)“灰魚”：這類魚兼有以上兩類魚的特性。

“白魚”和遠距離洄游魚類有150種，其中有37種被下游湄公河流域LMB(lower Mekong basin)列為重要的魚類，大部分在薩拉康位于的LMB上游河段也存在。根據(jù)漁獲物調(diào)查統(tǒng)計，主要所占比例如下：鯉科約占漁獲物的40%；鯰科約占漁獲物的30%；鲿科約占漁獲物的15%；鮭科約占漁獲物的10%；其他漁獲物占5%。

1.2 魚類洄游

1.3.2 對遺傳交流的影響

湄公河流域下游已被劃分為三個主要的洄游系統(tǒng)，分別為：

(1)下游湄公河洄游系統(tǒng)從河口到老撾南部的“孔”瀑布*“孔”瀑布(Khone Falls)：湄公河最大瀑布，也是世界上流量最大的瀑布之一，位于老撾南部邊境。寬10 km，洪汛落差15 m，枯水落差24 m。瀑布被巖礁分成兩半，西邊松帕尼瀑布最高，枯水時完全斷流；東邊帕彭瀑布枯水時落差18 m。；

薩拉康水電站水頭20 m，兩岸地形不高，右岸為小型山體，近岸地勢相對平坦，左岸為高低不平的丘嶺區(qū)，河兩岸地形較緩，有布置魚道的條件。根據(jù)地形地勢條件和樞紐工程布置情況，共布置四種過魚方案。

(3)上游湄公河洄游系統(tǒng)從萬象到中國。

表4中，M1為H1的檢驗結(jié)果。其中，F(xiàn)S與RD顯著正相關(guān)（β=0.0018，p＜0.01），現(xiàn)金冗余可有效支持研發(fā)投入，H1得到驗證。

薩拉康水電站建成后將形成明顯的阻隔效應，對于洄游較強的“白魚”而言，工程的建成及運行阻斷了其上行或下行通過大壩的通道，將使它們不能到達原來的重要棲息地去完成繁殖、索餌、越冬等重要生活史過程，其生存和繁衍將受到影響。

tPA在血液循環(huán)中能被肝快速清除，導致其體內(nèi)半衰期非常短，約5 min［16］。這一性質(zhì)也使得人們在利用tPA進行溶栓治療時需要持續(xù)泵注或注射相對大劑量的tPA。

所謂經(jīng)濟中心，其在中國古代與現(xiàn)代有一定區(qū)別，由于古代社會經(jīng)濟發(fā)展所受影響因素較多，所以所形成的經(jīng)濟中心一般較小。以春秋戰(zhàn)國時期為例，農(nóng)業(yè)發(fā)展取得一定成就時，諸侯國均將農(nóng)業(yè)相對發(fā)展的國都作為經(jīng)濟中心，且將所有精力與資源均置于該區(qū)域。秦統(tǒng)一六國后，原有的諸侯國國都則都成為區(qū)域性經(jīng)濟中心，而許多政治中心如洛陽、長安也逐漸成為經(jīng)濟中心。在此背景下，為推動中央王朝發(fā)展，要求有經(jīng)濟能力作為依托保障，此時便出現(xiàn)都城范圍不斷擴大局面，這也是經(jīng)濟中心形成的主要過程。若具體對經(jīng)濟中心概念界定，學術(shù)界中一般認為需結(jié)合多方面元素，如經(jīng)濟區(qū)劃、政局、勞動力、氣候、水文、地理等多方面[1]。

1.3.1 對魚類洄游的影響

薩拉康水電站處于上游湄公河洄游系統(tǒng)(見圖2)。

湄公河魚類洄游主要是生殖洄游和索餌洄游。魚類向上游洄游產(chǎn)卵，然后卵和幼體順流而下到洪泛平原，開始索食和生長。在雨季開始的時候，魚類開始索餌洄游到富饒的洪泛平原。大多數(shù)種類索餌洄游和生殖洄游是同時的。向上游洄游繁殖的主要是成魚，向下游索食洄游的主要是幼魚和從上游繁殖返回的成魚。魚類洄游至少有以下兩種原因：①生殖；②索餌。

電站建成后，在河道中形成明顯的阻隔作用，把生活在河流中魚類分割成壩上、壩下兩個群體，阻礙壩上、壩下群體間的天然往來，從而在一定程度上影響壩上、壩下水域群體之間的遺傳交流，導致種群整體遺傳多樣性下降，對種群的延續(xù)和發(fā)展造成長遠的影響。

說也奇怪，自從甲洛洛跟蹤小丁后，這跟蹤人的事已經(jīng)成了他生活的一部分，一個重要的部分，而且，因為這項工作，他的腰疼徹底好了，晚上也是，只要睡著了，再也不會三番五次地醒來，再也不用三番五次地起床小便了。

1.4 過魚目標

《湄公河水電開發(fā)設計導則》明確規(guī)定，湄公河各梯級電站必須修建過魚設施，以滿足洄游魚類上溯產(chǎn)卵的需要。過魚效果要達到95%以上，一是過魚的種類；二是過魚的數(shù)量。

薩拉康水電站為堤壩式開發(fā)，河床式廠房，廠房布置在河道中間，兩側(cè)為泄洪閘，由于魚類具有向流性，電站運行期間，魚類較多聚集在廠房尾水附近，因此，在泄洪閘和廠房之間布置魚道。魚道采取同側(cè)垂直豎縫式，魚道寬2 m，隔板間距離2.4 m，誘魚口以集魚廊道的形式懸掛在廠房尾水的上端，長255 m，然后向下游經(jīng)折疊彎轉(zhuǎn)后向上游通過壩體沿導流墻向水庫延伸，魚道出口遠離泄洪閘進水口，布置在壩上200 m，底板高程在正常蓄水位下3 m，利用閘門控制，該方案在汛期運行，利用集魚廊道進行誘魚[2]。

3.血清學診斷。包括補體結(jié)合試驗、2-巰基乙醇試管凝集試驗、乳膠凝集試驗、瓊脂擴散試驗和酶聯(lián)免疫吸附試驗等方法。國際上公認的方法是改良補體結(jié)合試驗，該方法可于感染后10 d檢查血清抗體，可靠性比較強，但操作煩瑣，目前認為酶聯(lián)免疫吸附試驗較為實用。

根據(jù)湄委會(MRC)調(diào)查資料顯示，薩拉康壩址河段主要有長距離洄游的湄公巨鯰(Pangasius gigas)，短距離洄游的低眼巨鯰(Pangasius hypophthalmus)、博氏巨鯰(Pangasius bocourti)、噬貝巨鯰(Pangasius conchophilus)、拉氏巨鯰(Pangasius larnaudii)、長絲巨鯰(Pangasius sanitwongsei)、叉尾鯰(Wallago attu)、巨魾(Bagarius yarrelli Sykes)、小鱗鯪(Cirrhinus microlepsis)等。因此，過魚種類主要以長距離洄游和短距離洄游為主，同時兼顧其他種類。在數(shù)量上，依據(jù)其資源量情況，盡可能滿足大部分數(shù)量通過。

2 方案設計

薩拉康水電站是一座以發(fā)電為主，兼有航運、過魚等綜合利用效益的水電樞紐工程，所處河段為河道向左岸轉(zhuǎn)彎處。推薦樞紐布置從左岸到右岸依次為：左岸混凝土副壩、船閘壩段、左岸14孔泄洪閘壩段、河床式廠房壩段(12臺機組)、右岸5孔泄洪沖沙閘壩段、右岸混凝土副壩段等建筑物組成。壩頂總長886.2 m，壩頂高程229.5 m，最大混凝土壩高56.2 m[1]。

(2)中游湄公河洄游系統(tǒng)從“孔”瀑布到萬象；

圖2 湄公河下游主要遷移系統(tǒng)

2.1 右岸魚道方案

1.2.2 CMA檢測 采用單核苷酸多態(tài)性微陣列(single nucleotide polymorphism microarray，SNP-array)檢測平臺，即Affymetrix公司的CytoScan750k芯片，進行酶切、連接、PCR擴增，產(chǎn)物純化及片段化、標記及雜交，芯片洗滌后掃描。查詢OMIM、ISCA、DGV及DECIPHER等數(shù)據(jù)庫進行CNV分析。

根據(jù)右岸的地形條件，采用仿自然通道的形式，布置在右岸階地上，階地地面高程約216.0 m，由進魚口段、仿自然段和出魚口段組成。進魚口段利用壩下較大支流Nam Hong河，以增加進魚口的流量；仿自然段沿右岸依地形向上游布置，底寬為4～5 m，頂寬為5～6 m，底坡約1.27%～1.77%，設置多個魚類休息池，通道內(nèi)部堆砌生態(tài)石籠，底部和兩側(cè)鋪砌鵝卵石以及植被等；出魚口遠離泄洪閘進水口，布置在壩上200 m處，底板高程在正常蓄水位下3 m,采用閘門控制運行。支流與干流交匯口上游在干流上設置攔魚電柵，利用攔魚和支流進口進行誘魚[2]。

1.3 阻隔影響分析

2.2 左岸魚道方案

由于電站處在河段的轉(zhuǎn)彎處，左岸壩上下游的連接距離較近，左岸布置魚道可直接繞過大壩連接上下游。該方案采取同側(cè)垂直豎縫式魚道，樞紐左岸布置有船閘，為了避開船閘的影響，魚道進口設在船閘下引航道出口的左側(cè)，魚道進口底板高程198.7 m，進口設閘門，閘室后接魚道，采用寬為5.0 m的矩形斷面，隔板之間的距離為6.0 m；魚道穿過左岸山體，沿山體溝谷向上游布置，魚道出口布置在上游左岸，底板高程在正常蓄水位下3 m，通過閘門控制運行，距離壩址的沿河道距離約2 140 m[2]。魚道進口采用增加補水的方式進行誘魚。

成都工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院電氣工程及自動化系創(chuàng)新工坊的場地與硬件配置基于創(chuàng)客空間的理念，項目實施面積約標準教室大小60 m2。整個空間分為工作區(qū)和交流區(qū)：工作區(qū)配置桌面型3D打印機，臺式電腦，筆記本電腦，激光雕刻機，電工工具，儀器儀表，耗材若干；交流區(qū)配置大方桌，凳子，書架，書籍，投影儀，打印復印一體機，另外，配置門禁系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)，保證場地安全運行。整個空間既可以作為創(chuàng)新實驗室使用，又可以作為技術(shù)交流，演示，小型講座的場所。

2.3 壩上魚道方案

在妊娠的初期直到臨產(chǎn)，隨時都應該意識到可能發(fā)生母胎病理性變化的意外，定期到有條件的婦產(chǎn)科進行母胎監(jiān)護和必要的防治措施。高齡產(chǎn)婦要特別重視和做好產(chǎn)前檢查，應縮短檢查的時間間隔，從確診懷孕開始，應每半個月檢查一次；從第8個月開始，每周檢查一次。要特別注意血壓，以便早期發(fā)現(xiàn)妊娠合并癥。若發(fā)現(xiàn)異常，及時采取有效措施，必要時盡快住院治療。

2.4 下行過魚方案

湄公河魚類種類多，有上行產(chǎn)卵和下行索餌的習性，因此，不但要考慮上行的過魚設施，還要考慮下行的過魚設施。下行過魚設施和技術(shù)主要包括與攔柵結(jié)合的旁路系統(tǒng)、集運魚設施以及通過泄洪閘和機組過魚[3-4]。在常見的魚類下行方案當中，結(jié)合攔柵的旁路系統(tǒng)應用較為廣泛。本工程為徑流式電站，河道開闊，水量大，兩側(cè)為泄洪閘，水輪機為燈泡貫流式，葉片間隙大，因此，可采取14孔泄洪閘和12臺水輪機，同時設置集運魚系統(tǒng)實現(xiàn)下行過魚。由于集運魚系統(tǒng)比較靈活，還可以與魚道結(jié)合進行上行過魚。

3 討 論

3.1 過魚方案分析

湄公河河道寬，流量大，漁業(yè)資源豐富。為了完成過魚種類和過魚數(shù)量的目標，實現(xiàn)魚類的上下行，根據(jù)地形條件和樞紐布置，對過魚方案進行了布置，各方案均存在著優(yōu)缺點。從誘魚能力、過魚能力、魚類適應性、工程量、運行維護等幾個方面進行對比分析，右岸仿自然通道：進口與下游支流Nam Hong河結(jié)合，增大進魚口的流量和尺寸，并在干流設置有攔魚設施，誘魚效果較好，在一定程度上避免了在大江大河上魚道的“針眼”工程；通道內(nèi)底坡較緩，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為仿自然，有多種水流形態(tài)和生境條件，能適應多種魚類通過要求，魚類適應性較好，但工程量較大，后期運行維護費用高。左岸魚道：進口受航道的影響，無攔魚設施，進魚口端小，江面過寬，誘魚效果差，但連接庫區(qū)和壩下的距離短，魚類通過率高，工程開挖量較小。壩上魚道：通過在尾水處設置集魚廊道進行誘魚，此處為魚類聚集區(qū)，誘魚效果好，由于布置距離短，底坡較大，過魚能力較差，而且對主體工程布置影響較大，運行維修費用高。下行過魚：采取泄洪閘和水輪機組下行過魚，同時結(jié)合集運魚系統(tǒng)，提高了下行的靈活性和機動性，為下行的通過率提供了保障。綜上，上行右岸仿自然通道效果相對較好，下行泄洪閘和水輪機組結(jié)合集運魚系統(tǒng)。

3.2 分析結(jié)論

本研究旨在通過HPLC指紋圖譜法，對湖北恩施9個不同產(chǎn)地的三百棒藥材進行質(zhì)量分析，通過指紋圖譜相似度評價，綜合比較不同產(chǎn)地藥材之間的差異，為制定全面的三百棒藥材質(zhì)量控制方法提供依據(jù)。

根據(jù)過魚方案分析，每種過魚方案都存在著優(yōu)缺點，單一的過魚方式很難完成這種大江大河漁業(yè)資源豐富、過魚要求較高的目標，因此，多種方式結(jié)合是解決魚類上下行問題比較好的思路。薩拉康水電站水頭不高，適宜優(yōu)先采用仿自然通道上行過魚；電站為徑流式，下行可采用泄洪閘和水輪機組結(jié)合集運魚系統(tǒng)。

對于上行來說，進魚口位置是成功的關(guān)鍵。根據(jù)洋塘水電站魚道過魚效果觀測表明[5]，魚道進口布置在廠房尾水附近誘魚效果最好，因此，魚道進口應優(yōu)先選擇在廠房尾水附近。有些樞紐工程的廠房壩段布置在河道的中間，而兩側(cè)布置有泄洪閘或沖沙閘等，把進口布置在廠房尾水附近將導致魚道無法跨越泄洪閘或沖沙閘。如果魚道布置在壩上，對樞紐布置影響較大，有些峽谷型電站，樞紐布置緊湊，很難預留出魚道的位置，因此，魚道就要考慮岸邊布置。由于魚道進口尺寸、流量與河道相比都顯得很小，很難保證魚類能找到進口并成功上溯。薩拉康水電站右岸仿自然通道在進口的布置上，與下游支流Nam Hong結(jié)合，利用支流Nam Hong的一部分作為魚道的進口，一是提高了進口的寬度；二是提高了進口的流量，在進口誘魚效果上比較好，能適應多種魚類上行產(chǎn)卵。在解決河道寬、流量大的魚道進口布置問題上，是比較理想的方法。因此，在壩址選擇上，把重要支流留在壩下，對保護魚類來說，有著非常重要的作用。該右岸仿自然通道的進口布置可供壩址的選擇和魚類保護中對支流的認識提供一些新的思考。

對于下行過魚來說，一般情況下可以通過溢洪道和水輪機下行。壩體過高不適合采取泄洪道和水輪機下行過魚，流速和落差容易導致較高的死亡率。通過對國內(nèi)個別高壩大庫水電站泄洪和水輪機過魚效果觀測，過魚死亡率較高，多數(shù)被水輪機打死或被巨大的水流和落差砸死，或頭部被砸掉或身體被水輪機打成兩截。低水頭電站，可通過泄洪道和水輪機下行，燈泡式水輪機對魚類的威脅最小[6]。目前，在國內(nèi)西部地區(qū)峽谷河段建設的高壩電站幾乎均未考慮魚類下行的問題。

3.3 需進一步研究的問題

魚道、魚梯作為過魚的一種方式，能夠恢復河道的自然連通性，能連續(xù)過魚，人為控制因素少。其過魚效果依賴于魚道、魚梯的進出口的布置、魚道結(jié)構(gòu)、底質(zhì)、流速、流態(tài)分布等具體內(nèi)容的設計。為了適應多種魚類通過魚道、魚梯，魚道底質(zhì)可以采用仿自然的多種結(jié)構(gòu)形式，可使魚道內(nèi)部產(chǎn)生多種流速和流態(tài)，魚道內(nèi)部水深不一，結(jié)構(gòu)形式不一，可謂之為魚道的廣普性。廣普性魚道是種嘗試和實驗，具體結(jié)構(gòu)設計需進一步做水工模型實驗。為了保證過魚效果，還需要進行魚類克流能力實驗研究、水工水力學模型試驗研究等。

4 結(jié) 語

湄公河是世界第六大河流，河道寬，流量大，漁業(yè)資源豐富，對于大江大河來說，通常有以上三個方面的特點。在魚道設計方面，既要考慮到通過盡可能多的魚類種類，又要考慮通過大部分的種群數(shù)量。本文針對這個目標布置了幾種過魚方案，并進行了分析探討，提出了一些自己的看法，希望能給水電開發(fā)過魚設計提供一些思考和幫助。

[1] 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院.老撾湄公河薩拉康水電站可行性研究報告[R].2011.

[2] Powerchina xibei engineering institude co.,Ltd. Design Report of Fish Passage Facilities For Sanakham Hydropower Project[R].2015.

[3] Clay C H.Design of fishway and other fish facilities(2nd edition)[M].Boca Raton,Florida,USA:CRC Press Publisher,1995.

[4] German Association for Water,Wastewater and Waste.Fish Protection Technologies and Downstream Fishways-Dimensioning,Design,Effectiveness Inspection[M].DWA,2006.

[5] 郭 堅, 芮建良. 以洋塘水閘魚道為例淺議我國魚道的有關(guān)問題[J].水力發(fā)電,2010,36(4):8-10.

[6] 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.

2015-11-20

張東亞(1981-)，男，河南周口人，碩士，從事環(huán)境影響評價和環(huán)保設計工作。

S956.3

B

1003-9805(2017)02-0086-05