水利水電工程中魚道建設(shè)存在的問題研究

孔令文 朱慶雄

摘要：魚道是一種建造在人工和自然屏障上或周圍的結(jié)構(gòu)，以促進產(chǎn)卵魚類的自然遷移，魚道的有效性受許多因素的影響，需要對魚類的種類、物理特征、習性和分布進行充分的觀察和調(diào)查。目前中國水利水電工程中魚道建設(shè)主要存在三個問題，主要是上游通道仿真的建模限制，下游通道的威脅，多種水力參數(shù)的難以確定。

關(guān)鍵詞：水利水電;魚道建設(shè);存在問題

一、研究背景

“十二五”規(guī)劃明確提出：在保護生態(tài)環(huán)境，妥善安置受影響人口的前提下，中國將積極發(fā)展水利水電項目。水利水電建設(shè)將成為未來一段時期中國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要驅(qū)動因素。中國的水電項目主要在自然環(huán)境較為敏感的東南山區(qū)實施，公眾對水電開發(fā)持有不同的意見，尤其是其對環(huán)境的影響，例如通過改變水流方式和改造自然棲息地對魚類生存造成的直接或間接有害影響。由于水壩的建設(shè)活動已經(jīng)改變了水力和河流的功能，魚類的保護正受到越來越多的關(guān)注，為了保護生物多樣性和進行漁業(yè)管理，必須評估變化對魚類的影響。

1979年中國政府頒布的《中華人民共和國環(huán)境保護法》（EPL）開始試行，為環(huán)境影響評估奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過20多年的發(fā)展，《中華人民共和國環(huán)境影響評價法》于2002年通過，并于2003年生效。新的《環(huán)境保護法》已于2015年1月1日生效，在環(huán)境影響評估中提出了對水利水電項目的生態(tài)保護要求，特別是大型水壩建設(shè)對魚類的影響。由此可見，研究水利水電項建設(shè)對魚類的影響顯得尤為重要，而魚道是影響魚類生存繁衍的重要因素。

二、水利水電工程中魚道建設(shè)存在的主要問題

在水生系統(tǒng)中，河流內(nèi)的結(jié)構(gòu)，如水壩、堰和道路交叉口，可以作為魚類洄游的障礙，特別是沿水道上游洄游的障礙。魚道，也被稱為魚通道、魚通道或魚梯，是一種建造在人工和自然屏障（如水壩、水閘、瀑布）上或周圍的結(jié)構(gòu)，以促進產(chǎn)卵魚類的自然遷移。魚道種類多樣，例如堰魚道、垂直槽魚道和天然魚道。目前，我國魚道的主要類型有垂直槽魚道和天然魚道。

中國修建的第一條魚道設(shè)施是1958年在富春江上的七里瀧水庫，據(jù)統(tǒng)計，1958年至1980年修建了40多條魚道。由于難以評估魚道的有效性，從1980年到2000年出現(xiàn)了滯后期，即使像葛洲壩這樣的大型水電項目也沒有修建魚道或其他設(shè)施。隨著世界各國對魚道的開發(fā)和評價日益增多，中國在2000年開始恢復(fù)魚道建設(shè)，研究人員開始更加重視魚道設(shè)計，采用數(shù)值模擬和物理實驗方法。在環(huán)評過程中，為了維持生物多樣性和減輕對魚類的影響，需要在新項目和重建項目中采取額外的魚道工程措施。根據(jù)評估報告，自2000年以來，共有27個大型水利水電工程建設(shè)魚道等設(shè)施（曹娜等，2016）。

目前中國水利水電工程中魚道建設(shè)主要存在三個問題：

1.上游通道仿真的建模限制

雖然垂直槽魚道被廣泛使用，但在確保魚道的有效性方面仍然存在許多困難。目前的主要問題是水力和生物變量之間的相互作用，魚道的水動力特性必須滿足魚類種類的要求。游泳性能是設(shè)計中必須考慮的主要因素之一，還有其他因素，如深度和流速。近年來，我國的魚道項目建設(shè)面臨著一些困難，主要是對魚類生理習性的理論限制、對國外設(shè)計和經(jīng)驗公式的仿真以及缺乏實驗驗證或認證。

2. 下游通道的威脅

目前還沒有有效的措施來解決魚道下游問題。一般來說，下游的移民不使用魚道。其他國家的下游選擇通常包括渦輪機、幼年旁通系統(tǒng)、溢洪道、泄洪道和其他水面路線，或直接用駁船或卡車運輸魚類。為了避免魚受傷，最常用的方法是使用架子防止魚進入渦輪機，同時進入溢水閘門，讓它們在中小型水電站的下游繼續(xù)前進。然而，中國魚類的主要下游路線直接通過水輪機或溢洪道，近年來對魚類造成了重大危害。中國的魚類大多是多產(chǎn)卵魚類。相比之下，在美國和加拿大等其他國家，鮭魚和鱒魚等魚類產(chǎn)卵后就會死亡。這意味著我們必須確保父母魚通過魚道的安全，以保護魚種和促進漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展（祁昌軍等，2017）。

3.多種水力參數(shù)的難以確定

計算和確定不同魚通過魚道的速度是一個技術(shù)難題。由于供電量需求的增加，流速過高會導致通過魚道的魚的數(shù)量直接減少，而流速過低則無法促使魚進入池中。傳統(tǒng)魚道設(shè)計主要針對一種或兩種主要魚類，按照一定的流速、水深等指標進行魚的種類。然而，對于某些種類的魚來說，由于它們的大小、習性和運動方式不同，與一條魚的游泳能力相匹配的最小速度必須考慮到其他魚的情況（陳凱麒等，2012）。

三、結(jié)論

魚類需要不同的環(huán)境來完成繁殖，取食，越冬和其他活動，水利水電項目對魚類的直接影響是障礙和棲息地破碎化，將天然河流生態(tài)系統(tǒng)分為離散單元。許多移棲魚類的產(chǎn)卵地點消失了，它們的生長和繁殖受到影響。魚道是一種建造在人工和自然屏障上或周圍的結(jié)構(gòu)，以促進產(chǎn)卵魚類的自然遷移，魚道的有效性受許多因素的影響，需要對魚類的種類、物理特征、習性和分布進行充分的觀察和調(diào)查。在水文、水力特征分析的基礎(chǔ)上，可以利用物理模型和數(shù)值模型確定各種魚道要素的魚道類型和大小。通過適應(yīng)性管理和綜合作業(yè)觀察，可提高魚道效率、魚道類型和作業(yè)管理水平。

參考文獻

[1]曹娜，鐘治國，曹曉紅，張沙龍，張軼超.我國魚道建設(shè)現(xiàn)狀及典型案例分析[J].水資源保護，2016，32（06）：156-162.

[2]祁昌軍，曹曉紅，溫靜雅，陳凱麒，趙微微.我國魚道建設(shè)的實踐與問題研究[J].環(huán)境保護，2017，45（06）：47-51.

[3]陳凱麒，常仲農(nóng)，曹曉紅，葛懷鳳.我國魚道的建設(shè)現(xiàn)狀與展望[J].水利學報，2012，43（02）：182-188+197.