鱼道水力设计的基本要点与工程实例.doc

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1、鱼道水力设计的基本要点与工程实例艾克明（湖南省水利水电勘测设计研究总院长沙市）内容提要：本文对阶梯式鱼道的水力设计程序和要点做了详细介绍，并列举了湖南省衡东县洋塘鱼道等工程的成功实例加以佐证，说明阶梯式鱼道仍是目前国内保护鱼类的有效工程措施。关键词：鱼道阶梯式鱼道集鱼系统补水系统一、引言在天然河道上拦河筑坝，开发利用水资源，造福于民，同时也会对生态环境帶来一些负面影响，其中对鱼类而言，主要是阻断了鱼类的洄游通道，破坏产卵场和减少渔业资源量。这对完成生活史过程中需要进行大范围迁移的洄游性或半洄游性鱼类往往是毁灭性的。目前针对水利枢纽工程对鱼类造成的不利影

2、响所采取的保护措施，一般包括：修建过鱼设施、开展人工增殖放流、施行水库生态调度和建立鱼类保护区等。其中，以修建过鱼设施和开展人工增殖放流在国内最为常见。在修建过鱼设施方面，国内外的主要形式有：鱼道、仿自然通道、升鱼机、集运鱼设施和鱼闸等。通常要结合工程具体情况，通过技术经济比较確定。目前国内比较常见的过鱼设施还是鱼道。限于篇幅，本文仅就阶梯式鱼道的水力设计进行研讨。二、鱼道水力设计的基本要点图1鱼道布置示意图鱼类下行过坝，一般有以下一些方式：如通过泄水闸过坝；通过低水头水轮机过坝；通过鱼道本身过坝和通过船闸过坝等。应根据工程具体情况进行选择，做出安排。

3、通常修建阶梯式鱼道，主要解决鱼类上溯过坝问题。鱼道主要由进口、槽身、出口和诱鱼补水系统组成。（见示意图１）鱼道口多布置在水流比较平稳且有一定水深的岸边或电站、溢流坝口附近。常用的槽身横断面为矩形，用隔板将水槽上、下游的水位差分成若干个小梯级，隔板上设过鱼孔或竖缝，利用鱼槽裡的水垫、沿程摩阻、水流相互冲击和扩散来減速消能。鱼道水力设计步骤和基本要点如下：１、首先要確定好过鱼目标要根据对当地情况的调查了解确定哪些产量高或珍稀洄游或半洄游性鱼类需要过坝。这些鱼类的特点和生态习性怎样?主要过鱼季节都在什么时候?然后根据它们的特点和习性来进行鱼道的水力设计。我国

4、一些内陸河流上，多为淡水洄游或半洄游鱼类，如青、草、鲢、鳙，通称“四大家鱼”，它们上溯产卵季节多分布在４至８月。２、要確定好鱼道设计水力参数其一，是要確定好鱼道的运行水位。鱼道上、下游的运行水位直接影响到鱼道在过鱼季节中是否有适宜的过鱼条件，保征鱼类能沿鱼道上溯。鱼道上、下游水位变化也会影响到鱼道进、出口水位銜接和鱼池水流条件。一般电站枢纽型的鱼道，上游运行水位的上限可选为大坝不泄洪时的最高正常蓄水位；下限可选择过鱼季节中水库经常出现的水位。下游运行水位的上限可选择闸坝不泄洪时电站全部机组满负荷运行时的尾水位；下限可选为过鱼季节中常见的下游水位。其二，

5、是要確定好鱼道的设计流速：鱼类的克流能力是指鱼类在一定时间内可以克服某种水流流速的能力，可分为巡游速度或喜爱流速和突进流速或极限流速。根椐国内一些研究单位的试验成果，“四大家鱼”的喜爱流速为0.3至0.5m/s；极限流速为1.0m/s以上。国外通过数学推导，获得两个鱼类游泳能力估算经验式：v=（2-4）L（1）v=1.98×L0.5（2）式中v－－鱼的克流能力（m/s）；L――鱼的体长（m）。经国内一些单位的校验，认为式(2)有一定的参考价值。鱼道的设计流速一般小于鱼类的巡游流速。这样鱼类可以在鱼道中行进。隔板上的孔口或竖缝的水流流速应小于鱼类的突进流

6、速。这样鱼类才可以越过孔口或竖缝进入上游一个鱼池，从而逐级上溯达到上游出口。3、做好鱼道形式的比选目前主要有三种鱼道形式：（1）、丹尼尔式（Denilfishway）：它由一系列矩形斜置隔板组成。在槽的边壁和底部设有阻板和底坎。水流从中央孔口通过时，在边壁和底坎上形成反向回流减速消能。丹尼尔鱼道一般宽度小，坡度大，长度也较小。（2）、溢流堰式（pool&weirfishway）：鱼槽被竖立隔板分隔为一系列水流相互沟通的梯级鱼池。在隔板上设溢流表孔或底孔，或二者兼有之。水流经孔口下泄时在鱼池内扩散消能。鱼类逐级上溯达到上游。鱼类习性不一，有的从表孔过，有

7、的从底孔过。（3）、竖缝式（verticalslotfishway）：它由一系列相连的水池组成。隔板上设竖缝，故也可适应不同习性的鱼类上溯。美、欧各国多用此种鱼道形式。鱼道设计时应根据当地的具体情况和过坝鱼类的习性选用合适的鱼道形式4、拟定鱼池的结构尺寸（1）、鱼池宽度B：主要由过鱼量和过鱼对象的大小决定。国外一般取2~5m；国内多取2~4m。（2）、鱼池长度l：与水流的消能效果及鱼类的休息条件有关。一般初设时取l=（1.2~1.5）B。鱼体大，取大值；鱼体小，取小值。（3）、鱼池深度h：主要依过鱼习性而定。底层鱼和体形大的成鱼要求水深大一些。国内外一

8、般取1.5~2.5m。（4）、孔口或竖缝宽度b：一般宜不小于过鱼对象体长的1/2。5、鱼道进口