新型鱼闸升鱼机

张志芳，何岸霞，柯微微，刘 瑞

(西华大学 能源与环境学院，四川 成都610039)

1 研究背景

新中国成立以来，我国大力发展水利事业，水利事业取得巨大的成就，截至2010 年，我国水电总装机超过2 亿kW，位居世界第一，水利工程的建设给人们带来了巨大的经济效益，同时也对生态环境带来了巨大的影响，其中，大坝的修建阻碍了鱼类的洄游，使得洄游能力差的鱼类数量减少甚至灭绝进而影响了生态系统的连续性。为解决鱼类洄游问题，目前国内外的各种过鱼设施主要有鱼道过鱼、鱼闸过鱼、升鱼机、集鱼船等，但在这些过鱼设施中，仍存在不足，如过鱼效率低、管理操作难、能耗高等。有的电站虽然有放流增殖站，但是同时据有关报道:“中华鲟在2013 年没有自然繁殖活动发生，野生中华鲟种群面临灭绝危险，……这是有记录以来，首次发现中华鲟没有自然繁殖活动现象。导致这一结果的原因很多，其中长江上游的大型水电开发是主要因素”，因此为更好保护鱼类资源，设计高效可行的过鱼设施具有重要意义，因此有了本设计。

2 设计原理

2.1 设计思路

考虑到以前的鱼道过鱼效果不佳，究其原因，主要有以下几点:一是鱼道尺寸小，鱼不易找到过鱼通道;二是鱼道坡度较大，洄游能力较差的鱼没有足够体力过坝，三是运行管理麻烦，过鱼没有得到足够的重视。本设计针对这些问题，萌生了利用船闸原理(连通器原理)，修建一个过鱼斜井见图1，并在斜井的两端设有进鱼通道和出鱼通道，洄游的鱼类通过感应水流，进入到进鱼通道后进入到斜井进口，然后关闭进口处闸门，斜井充水，当斜井水位和上游水位齐平时，通过驱鱼电栅，鱼便可自由游到上游库区或者通过。

图1 过鱼斜井

2.2 结构设计

主要结构有集鱼通道、驱鱼电栅，过鱼通道、进鱼出鱼闸门等，为了提高设计的实用性，我们在坝体内设置了多处不同管径的过水管道，实现不同流速，从而吸引不同感应流速的鱼类。另外，考虑到尽可能减少损失水量，我们可以在将过鱼通道设置成一组两座，当其中一座过完鱼后，装满水的过鱼通道可以放一半水去另一座，这样另一座过鱼通道运行时便可以可以节约一半水。

3 创新特色

3.1 诱鱼种类多

在原来过鱼设施的基础上，增加了不同管径的的过水管道，可以吸引不同感应流速的鱼类，因此可以适用多重鱼类。

3.2 过鱼效率高

由于过鱼通道的尺寸比较大，且集鱼系统布置在鱼类集结的部位，过鱼的效率可以得到明显的提高。

3.3 用水省

由于本设计为一组两座过鱼系统，过完鱼蓄满水的过鱼通道科放一半的水去另一座过鱼通道，另外，这个过鱼通道的可用于生态流量用水，因此，可以在一定程度的节约水资源，比传统的过鱼长流水和单组的鱼闸节约用水量。

3.4 运行简单

本设计只需通过启闭进鱼闸门、出鱼闸门、过水管道等处的闸门，另外驱动驱鱼电栅，便可以实现鱼类安全过坝。

4 应用前景

虽然我国水利迎来了发展的春天，但是绝大多数大坝、电站等都很少有过鱼设施，即便是有的电站设置有过鱼设施，但是效率都不太理想，就最近通过环评验收的白鹤滩水电站以及刚刚投产发电的向家坝都只是设置的是鱼类增殖放流站，因此，有一座安全高效的过鱼设施将在今后的工程中有广阔的运用前景。

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