南太湖區(qū)域平原河網魚道設計方案研究

李劍峰

(上?？睖y設計研究院有限公司，上海 200335)

1 魚道選址

本次設計研究的魚道依托于大錢港水環(huán)境綜合整治工程[1]。工程建成后，魚類棲息生境得到明顯改善，河道與周邊河網連通性較好，主要威脅點為擬拆除重建的大錢港節(jié)制閘，該處連通性恢復對區(qū)域河網連通性改善較為明顯[2]。因此在大錢閘附近建設生態(tài)過魚通道，為刀鱭、鰻鱺、中華絨螯蟹等河海洄游性種類進入太湖提供重要的洄游通道。

2 魚道方案設計

魚道和仿自然通道在低水頭水利水電工程中都有廣泛的應用，能在較短距離內達到穩(wěn)定且滿足魚類需求的流速和流態(tài)，結合大錢港節(jié)制閘布置，魚道或仿自然通道可考慮布置在左岸或右岸以及中間河道位置。右岸分布有國家一級保護野生植物銀杏，過魚設施布置空間較小，且周邊分布有道路，魚道建成后人為干擾較大，因此不推薦右岸布置。本工程過魚設施采用左岸布置或沿閘室布置，其中左岸布置又可考慮工程魚道方案、仿自然通道方案[3]。

根據不同布置情況確定了3個魚道方案進行比選，方案一為仿自然通道，方案二為工程魚道，方案三為借助套閘布置過魚通道，平面示意圖見圖1。

圖1 魚道比選方案示意

2.1 方案一：仿自然通道

本方案以生態(tài)魚道理念，模仿河流的蜿蜒曲直，湖蕩與河道錯落相間的形態(tài)，營造出自然流態(tài)。使河流既有淺灘，又有深潭，造就水體流動多樣性，以有利于生物的多樣性，實施后魚道長度為386 m。

魚道斷面設計成河道自然斷面，底寬2 m，口寬25 m，護坡坡降1∶585。魚道上設計魚類休息區(qū)，河口由窄變寬，形成低流速小湖蕩。休息區(qū)同時是魚類的棲息地，通過構建不同的植被群落，為魚類提供豐富的餌料。進行適當?shù)匦嗡茉?，例如堆石加糙等，使魚類在此區(qū)域內棲息覓食。

本方案魚道設計參數(shù)見表1。通過估算，投資約為2126.65萬元。

表1 方案一設計參數(shù)

2.2 方案二：工程魚道

在保證大錢港節(jié)制閘現(xiàn)有功能的前提下，考慮魚道布置在大錢港左岸。為保證魚道具有一定流量，并與大錢港上下游有效連接，魚道進出口底高程需與上、下游河道保持平接，即底高程進口為-1.3 m，出口為-2.5 m。過魚通道增設流量控制裝置以控制洪水期通過魚道的流量不至于過大，魚道進口處增設檢修閘門。在魚道下游設置誘魚、集魚設施[4]。

方案二設計參數(shù)見表2。通過估算，投資約為11436萬元。

表2 方案二設計參數(shù)

2.3 方案三：套閘方案

建設套閘為魚閘，過魚期間，通過控制閘門調節(jié)魚道流速。閘門采用工字型門，在過魚期間可形成豎縫，可以適應上行下行過魚以及兼顧中上層、中下層及底層不同生活習性過魚對象。一般情況下過魚，將上下閘門全開。極端情況下過魚，上閘門微開，下閘門全開，在下閘門口形成水流，吸引下游魚類進入閘室，然后關閉下閘門，待閘室內水位上升至上游水位時，打開上閘門，魚類通過大錢閘。本方案在通道內設置三處流速計以監(jiān)測魚道流速，流速大小通過控制室調節(jié)上下游閘首閘門開啟程度進行控制。在魚道下游設置誘魚、集魚設施。進口位置設置攔魚設施，以防止進入魚道的魚類逃離魚道入口，從而提高過魚效果。

本方案魚道設計參數(shù)見表3。通過估算，投資約為2192萬元。

表3 方案三設計參數(shù)

3 三種方案的對比

魚道設計方案的比選從魚道的誘魚能力、過魚能力、魚類適應能力、工程量、與周圍環(huán)境協(xié)調性、運行維護6個方面建立指標體系，對其進行列表賦分，對3個方案進行比較[5]。比選指標、權重指數(shù)及賦分依據見表4。

表4 過魚方案比選指標與賦分依據

通過比較，誘魚能力方面，方案三入口位置靠近大錢港節(jié)制閘，為魚類聚集區(qū)，更易被魚類發(fā)現(xiàn)，較其他方案更優(yōu)；過魚能力以及魚類適應能力方面，方案一模擬天然河流水流形態(tài)，能為魚類提供更加適宜的棲息地環(huán)境，顯得更為突出；工程量方面，方案三依托擬重建大錢閘建設，不需征地拆遷，工程量較小，投資相對較低，與其他兩個方案相比具有明顯優(yōu)勢；運行維護方面，3個方案均需對魚道進行管理維護，其中方案三由于遠離居民區(qū)，人為干擾較?。慌c周圍環(huán)境協(xié)調性方面，3個方案均具有較好視覺景觀效果，且設計均考慮到不影響既有閘壩結構和功能。

綜合比較，3種方案在誘魚能力、過魚能力、魚類適應能力、工程量、運行維護、與周圍環(huán)境協(xié)調性等方面均有各自的優(yōu)勢和劣勢。通過賦分結果可見，方案三(61分)最優(yōu)，其余依次為方案一(59分)、方案二(52分)。

4 結語

在平原河網區(qū)域建設魚道，有利于洄游性漁業(yè)生物的生態(tài)需求，對促進定居性魚類的基因交流，保護魚類資源的繁衍生息，重建江湖聯(lián)系具有重要意義。在大錢港區(qū)域進行魚道研究試點，可為水利工程建設中魚類洄游通道恢復提供參考，為平原河網區(qū)域魚類洄游過閘積累寶貴的數(shù)據和經驗。

大錢港魚道設計的3個方案在誘魚能力、過魚能力、魚類適應能力、工程量、運行維護、與周圍環(huán)境協(xié)調性等方面均有各自的優(yōu)勢和劣勢，通過賦分結果可見，大錢港3個魚道方案中方案三(套閘設施方案)得分最高。結合主體工程情況，同時考慮經濟投入與生態(tài)效益問題，建議在大錢閘魚道選用套閘設施方案。

鑒于太湖中已有少數(shù)閘壩已建有魚道，普遍反映效果不理想而廢棄。主要原因是過魚設施建設過程中，缺乏調查研究，缺少對過魚種類的行為學和規(guī)律的認識。因此，本過魚設施建設前，首先應開展對過魚種類、數(shù)量、生物學特征、生態(tài)特點及魚類行為學等研究，根據模型試驗及研究結果驗證魚道工程設計參數(shù)。具體結構形式和參數(shù)根據模型試驗和研究結果進行調整。