探析鱼道设施的选择与设计

1过鱼设施方案论证

1.1过鱼设施类型

过鱼设施型式多样，各自具有不同的特点和适应条件，上行过鱼设施主要有鱼道、升鱼机、鱼闸、集运鱼设施等。其中，升鱼机、鱼闸和集运鱼设施一般适合中高水头工程，鱼道则适用于低水头水利工程，也是国内最常见的上行过鱼设施，北引渠首属低水头枢纽工程，最大水头仅7.2m，因此选择鱼道作为本工程的过鱼设施。

1.2鱼道型式选择

1)方案1:泄洪闸右侧布置原生态式鱼道及横隔板竖缝式鱼道。横隔板竖缝式鱼道布置在泄洪闸右侧第三节溢流坝处，总长495.5m。原生态式鱼道布置于泄洪闸溢流坝外侧施工导流明渠处，总长824m。2)方案2:泄洪闸两侧分别布置原生态式鱼道及横隔板竖缝式鱼道。泄洪闸右侧利用导流明渠布置原生态式鱼道，左侧布置横隔板竖缝式鱼道。鱼道布置在预留船闸左侧，鱼道总长904.30m。3)方案3:泄洪闸右侧布置一条较大的原生态式鱼道方案。尽量利用导流明渠以节省投资，通道总长1004m。通过从工程投资、结构复杂程度、施工条件、运行管理、水力条件与天然过鱼条件相近度以及鱼类适应性等方面分析比较，最终推荐方案3，即泄洪闸右侧布置一个较大的原生态式鱼道。另外，从北引渠首运行及渠首并未截断诺敏河南支鱼类洄游通道等方面来看，在北引渠首处设计一条原生态式鱼道是可行的。

2鱼道设计

2.1工程布置

原生态式鱼道位于泄洪闸右侧、导流明渠部位，与枢纽轴线交叉桩号2+875.5。鱼道由进口、水池、休息池、出口、诱鱼拦鱼设施、检修闸门及观察室等组成。

2.2原生态式鱼道设计

1)鱼道进出口鱼道进口布置在泄洪闸出口海漫下游110m处，进口底高程169.00m。进口底板与河床平缓相接，以使底层鱼类可以沿河床找到鱼道进口。鱼道出口水位为176.20m，鱼道出口底高程为174.20m，上游正常运行水深为2m。出口段设置闸室段控制鱼道水位及流量。2)结构尺寸鱼道两侧采用人工堆砌块石，形成自然支流的河岸。在块石堆砌中，应保持块体与块间形成大小不一、上下连通的空洞，成为体型较小鱼类或幼鱼上溯的通道。两岸可以种植树木以使两岸结构稳定。3)通道宽度综合考虑坝址处的鱼类资源量和工程坝址地形、工程布置等因素，为满足过鱼需要，本通道宽度取18m，正常水位运行时水面宽度为16m。4)池室长度池室长度与水流的消能效果和鱼类的休息条件关系密切。较长的池室，水流条件较好，休息水域较大，对于过鱼有利。同时，过鱼对象个体越大，池室长度也应越大。由于本鱼道进出口距离较远，有条件将池室的长度做大，故本通道池室长度取L=8m。5)池室深度国外原生态式鱼道深度一般为1～2.5m，本工程要兼顾表层鱼和底层鱼类，所以通道正常运行水深为2m，最小运行水深为1m，池室深度可取2.5m，防止通道运行时水流波动溢出。6)池间落差过鱼断面的流速V，是由上下游水头差Δh来决定:Δh=V2/2g，通道的最大设计流速为1m/s，所以Δh=0.05m。鱼道进口底板高程为169.0m，出口高程为174.2m;普通池室数量N=H/Δh－1=103;原生态式鱼道底坡i=Δh/L=1/160。7)休息池考虑鱼类上溯途中要设置一定的休息场所，水头每提升0.5m须设一个休息池，休息池无底坡，形状可为圆形或椭圆形，半径≥6m，可以根据地形进行开挖。休息池供鱼类上溯过程中暂时休息，恢复体力，有利于鱼类的继续上溯，本通道休息池半径为10m，共设置9个休息池。8)鱼道全长鱼道的全长L=1004m。

2.3诱导设施及其它辅助设施

1)诱鱼设施过鱼设施进口能否诱集鱼是过鱼设施成功与否的最关键因素，北引渠首泄洪闸运行时，可通过闸门的启闭调整下游河道的流态，为进口位置创造更佳的诱鱼集鱼条件。2)观察室及观测计数设备鱼道设有2个观察室:①观察主进口和集鱼槽的集诱鱼效果;②统计成功上溯鱼类的种类和数量，评估过鱼设施的过鱼效果，以便将来改进过鱼设施的结构改善过鱼效果，同时兼具宣传和演示功能。

3结语

过鱼设施设计是个复杂的过程，很难做到一次设计完全满足所有鱼类长期的过坝要求，若想发挥其最佳效果，必须对其投入运行后的实际效果进行跟踪监测，并根据监测结果对通道局部环节进行适当的修改和完善。北引渠首工程原生态式鱼道将是嫩江修建的第一个鱼道，这将为嫩江后续的水资源开发工程提供参考，也为保护嫩江的天然渔业资源、达到生物多样性及可持续发展奠定良好的基础。

作者：卢玉海 孙士国 于宁 宋国涛 王晓旭 单位：黑龙江省水利水电勘测设计研究院 中国人民武装警察部队水电第三总队