泉州白瀨水利樞紐工程升魚(yú)機(jī)進(jìn)魚(yú)口位置選擇研究

王聰敏

摘要：水庫(kù)大壩建設(shè)會(huì)對(duì)魚(yú)類洄游造成阻隔影響，為減少大壩阻隔對(duì)魚(yú)類遺傳交流的影響，大壩應(yīng)建設(shè)過(guò)魚(yú)設(shè)施。福建省泉州白瀨水利樞紐工程采用升魚(yú)機(jī)過(guò)魚(yú)設(shè)施，而進(jìn)魚(yú)口位置選擇是影響過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵因素。根據(jù)白瀨水利樞紐布置特點(diǎn)，從壩下流場(chǎng)、工程條件、過(guò)魚(yú)效果等方面進(jìn)行進(jìn)魚(yú)口位置比選研究，為類似水庫(kù)工程過(guò)魚(yú)設(shè)施進(jìn)魚(yú)口位置選擇提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：大壩阻隔;過(guò)魚(yú)設(shè)施;升魚(yú)機(jī);進(jìn)魚(yú)口

中圖分類號(hào)：X176 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.116

Abstract：Reservoir dam construction will cause barrier effects on fish migration. In order to reduce the impact of dam barriers on fish genetic communication， dams should be constructed with fish facilities.The Bailai Water Conservancy Project in Quanzhou，F(xiàn)ujian Province uses a fish-lifting machine to pass fish.The choice of the location of the fish inlet is a key factor affecting the success of the fish-passing facility design.According to the layout characteristics of the Bailai Water Conservancy Project， the location of the fish inlets is selected from the aspects of the dam flow field， engineering conditions，and fish passing effects， etc.， and it provides a reference for the selection of fish inlet locations for fish passing facilities in similar reservoir projects.

Key words：Dam barrier;Fish passage facilities;Fish lift;Fish inlet

水庫(kù)工程具有供水、防洪、發(fā)電等多種功能，但大壩建設(shè)會(huì)對(duì)魚(yú)類洄游造成阻隔影響。為減少大壩阻隔對(duì)魚(yú)類遺傳交流的影響，大壩應(yīng)建設(shè)過(guò)魚(yú)設(shè)施[1]。

白瀨水利樞紐工程位于福建省泉州市安溪縣境內(nèi)，開(kāi)發(fā)任務(wù)以供水為主，結(jié)合防洪，兼顧發(fā)電，并為改善下游灌溉、生態(tài)用水創(chuàng)造條件。水庫(kù)大壩最大壩高106.00m，電站裝機(jī)容量57MW，為壩后式水電站。白瀨水庫(kù)屬高壩大庫(kù)，根據(jù)已有工程經(jīng)驗(yàn)，從過(guò)魚(yú)效果、工程技術(shù)及布置條件、運(yùn)行管理等方面進(jìn)行比較，采用升魚(yú)機(jī)作為過(guò)魚(yú)方案具有一定的優(yōu)勢(shì)，而合理布設(shè)進(jìn)魚(yú)口是升魚(yú)機(jī)設(shè)計(jì)和建設(shè)取得成功的關(guān)鍵[2]。

1 過(guò)魚(yú)對(duì)象分析

1.1 過(guò)魚(yú)種類

工程區(qū)內(nèi)有少數(shù)幾種屬于江湖洄游性魚(yú)類（半洄游性魚(yú)類），這些魚(yú)類在繁殖季節(jié)產(chǎn)卵時(shí)溯河而上到淺水急流中產(chǎn)卵，如黑脊倒刺鲃、半刺光唇魚(yú)、寬鰭鱲、細(xì)鱗鲴、翹嘴鲌等，對(duì)于這些魚(yú)類而言，雖然其生活史過(guò)程中不需要進(jìn)行大范圍的遷移和洄游，但在不同阻隔板塊之間的魚(yú)類進(jìn)行交流繁殖會(huì)豐富各板塊之間的基因庫(kù)，對(duì)于種群穩(wěn)定發(fā)展非常重要。綜合考慮本工程魚(yú)類的過(guò)魚(yú)需求、過(guò)魚(yú)有效性、過(guò)魚(yú)價(jià)值，并結(jié)合魚(yú)類資源量現(xiàn)狀，確定本工程的主要過(guò)魚(yú)對(duì)象為黑脊倒刺鲃、半刺光唇魚(yú)、赤眼鱒、細(xì)鱗鲴、寬鰭鱲、翹嘴鲌。

1.2 魚(yú)類游泳能力

魚(yú)類游泳能力參數(shù)對(duì)升魚(yú)機(jī)等過(guò)魚(yú)設(shè)施的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本工程通過(guò)魚(yú)類游泳能力測(cè)試實(shí)驗(yàn)并參考幾種魚(yú)類的感應(yīng)流速、喜好流速和極限流速[3]，對(duì)泉州白瀨水利樞紐主要過(guò)魚(yú)對(duì)象的游泳能力進(jìn)行預(yù)估，見(jiàn)表1。通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，本工程主要過(guò)魚(yú)對(duì)象的游泳能力參數(shù)為：黑脊倒刺鲃、半刺光唇魚(yú)、赤眼鱒、細(xì)鱗鲴、寬鰭鱲、翹嘴鲌的突進(jìn)流速>0.89m/s，感應(yīng)流速>0.15 m/s。

2 進(jìn)魚(yú)口下游河道流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析

白瀨水利樞紐工程發(fā)電廠房布置在右岸，采用壩后式地面廠房型式。廠內(nèi)布置三臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組（1#、2#機(jī)組為引水發(fā)電機(jī)組，3#機(jī)組為生態(tài)發(fā)電機(jī)組），電站尾水以及生態(tài)機(jī)組尾水對(duì)下游魚(yú)類均具有較好的吸引效應(yīng)。根據(jù)樞紐電站不同運(yùn)行方式，對(duì)下游河道的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，具體數(shù)模計(jì)算工況見(jiàn)表2。

通過(guò)各工況下游河道流場(chǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬數(shù)據(jù)分析可知：各工況壩下水深范圍1.27～2.42m，樞紐下游河道流場(chǎng)整體結(jié)構(gòu)較為平順，下游河道河中主流流速約為0.1～2.00m/s，各工況下左岸岸邊主流邊緣均有約1～2m寬的0.2～0.5m/s的低流速區(qū)，目標(biāo)魚(yú)類可由此上溯至壩下電站廠房尾水導(dǎo)墻附近聚集。壩下流場(chǎng)（工況9）詳見(jiàn)圖1。

3 進(jìn)魚(yú)口位置比選

根據(jù)進(jìn)魚(yú)口位置選擇原則[3]、魚(yú)類喜好沿主流邊緣進(jìn)行上溯[4]的行為習(xí)性和樞紐布置特點(diǎn)，結(jié)合進(jìn)魚(yú)口流場(chǎng)分析結(jié)果，擬定左右岸2個(gè)進(jìn)魚(yú)口方案進(jìn)行綜合比選，其中方案一進(jìn)魚(yú)口位置位于壩下右岸廠房尾水處，方案二進(jìn)魚(yú)口位于左岸導(dǎo)流明渠下游段210m處，詳見(jiàn)圖2。

3.1 壩下流場(chǎng)條件

方案一：魚(yú)道進(jìn)口位于廠房尾水渠左側(cè)導(dǎo)墻出口處，處于電站尾水主流邊緣0.2～0.5m/s的流速區(qū)域，是魚(yú)類能夠上溯到達(dá)的最前沿。由于電站運(yùn)行及生態(tài)補(bǔ)水，電站尾水提供了必要的誘魚(yú)流量，電站各運(yùn)行工況下尾水下游河道的流場(chǎng)形態(tài)良好，能夠?yàn)轸~(yú)類提供良好穩(wěn)定的上溯流態(tài)。廠房尾水區(qū)通過(guò)魚(yú)道進(jìn)口的適當(dāng)補(bǔ)水后，進(jìn)一步形成較理想的誘魚(yú)流態(tài)。