鱼道设计关键技术问题探讨

2021-01-06 09:22杨秀荣朱成冬范穗兴
水利规划与设计 2020年12期
关键词:导则枢纽高程

杨秀荣,朱成冬,范穗兴

(中水珠江规划勘测设计有限公司,广东 广州 510610)

1 国内鱼道发展及标准化建设概述

1.1 国内鱼道发展概述

鱼道是供鱼类溯河通过闸坝等建筑物或天然障碍物的一种人工通道[1]。鱼道是供鱼类溯河通过闸坝等建筑物或天然障碍物的一种人工通道。我国鱼道的研究起步较晚,建设历程大致分为1958—1980年、1980—2000年及2000年以后3个阶段[2- 5]。从1958年富春江七里垅水电站开始修建鱼道,随后陆续修建了黑龙江兴凯湖新开流、鲤鱼港、江苏大丰斗龙港、太平闸、浏河及洋塘等鱼道。据不完全统计,在20世纪50年代末至80年代初,已建过鱼设施80多座,仅江苏、浙江、上海、安徽、湖南等省市已建过鱼设施40座以上。

在20世纪80年代,我国从葛洲坝水利枢纽开始,鱼道建设基本陷于停滞状态,已建的过鱼设施也多数废弃。

自2000年以后,由于环境保护政策的加强,随着人们对鱼类生态学和行为学习性研究的不断深入,鱼道恢复河道连通性的意义受到重视,一批新的鱼道逐步得以规划设计建设,国内鱼道建设进入一个新的阶段。

1.2 标准化建设概述

尽管我国已建设了上百座鱼道,但由于我国鱼类种类繁多、生态习性千差万别、过鱼对象的行为习性和过坝所需水文水力学条件的研究薄弱,过鱼设施的设计仍多沿用国外过鱼设施的技术参数。针对过鱼设施基础研究滞后和设计方法不规范、不系统的问题,相关部门已开始注重我国重要鱼类行为学研究,及时总结近年来已建工程经验和教训,规范过鱼设施设计与建设的标准化建设工作。2006年1月原国家环境保护总局发布了《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南(试行)》(环评函【2006】4号),对水利水电工程过鱼设施的设计和建设予以规范。水利部于2013年颁布了SL 609—2013《水利水电工程鱼道设计导则》、国家能源局于2015年颁布了NB/T 35054—2015《水电工程过鱼设施设计规范》。以上指导文件的实施和规范的颁布,为我国过鱼设施的设计和建设提供了指导性的设计依据,大大推动了鱼道的建设和发展。

2 问题的提出

在总结国内鱼道工程的主要设计方法,参考有关工程实践经验和科学研究成果的基础上,水利部于2013年颁布了SL609—2013《水利水电工程鱼道设计导则》(以下简称“现行《导则》”)。现行《导则》是我国首次编制的水利水电工程鱼道设计导则,发布执行至今已7年,在鱼道工程设计和建设运行中起到了重要的指导作用,如已建成的大渡河枕头坝一级水电站竖缝式鱼道、丹东三湾水利枢纽竖缝式鱼道、长沙枢纽竖缝式鱼道、赣江新干航电枢纽仿生态鱼道等;正在规划设计及建设中的八字嘴航电枢纽、岷江犍为水利枢纽、大渡河枕头坝二级水电站等一大批水利工程过鱼设施,取得了较好的社会经济效益和生态效益。

然而,随着国内鱼道建设的飞速发展和鱼类保护的深入,近年来水利工程建设对鱼道的设计及运行提出了许多新的要求,遇到了一些新的问题,其规划和设计也越来越复杂,社会对鱼道运行效果更为关注,如设计中仿自然鱼道的应用、鱼道建成后运行效果的评估等内容。

为现行《导则》的修编提供技术支撑和资料积累,组织调研团队对我国目前典型鱼道的设计、运行情况进行实地调研,了解我国鱼道设计、施工、管理的现状情况,对目前存在的问题进行梳理分析,提出鱼道关键技术的研究和探讨。笔者有幸参与了修编组组织的调研团队,参与《国内典型鱼道设计及运行情况调研报告》的编写,就国内鱼道设计运行情况有了进一步的了解、熟悉和掌握。

针对鱼道设计、施工及运行条件各方面的要求,充分考虑不同流域(长江流域、珠江流域、雅鲁藏布江流域)、不同地域(华南、西南)、不同枢纽工程功能任务(水力发电枢纽、水利取水枢纽、航电枢纽等)、不同鱼道型式(新建鱼道、加建与改建鱼道、技术鱼道、仿自然鱼道)等综合因素,调研团队遴选了全国各地区具有代表性的项目进行了实地调研。先后赴广东、广西、西藏、江西等省、自治区,实地调研了长洲航电枢纽、峡江水利枢纽、连江西牛航运枢纽、藏木水电站、多布水电站、鱼梁航运枢纽、老口航运枢纽、邕宁航运枢纽等运行的多项工程鱼道[6- 12]。

现场调研的同时,还组织人员广泛收集了国内鱼道的设计、建设和运行情况的资料,进行了梳理分析和技术总结,对鱼道设计关键技术问题进行探讨,供修编《导则》深度思考,见表1。

表1 调研鱼道主要参数

3 设计关键技术问题

3.1 鱼道设计洪水标准的选择

鱼道作为枢纽工程中的一单项永久性水工建筑物,明确其建筑物级别及洪水标准是非常必要的。鱼道一般包括进口、出口和槽身段,其中槽身段分为库区段、过坝段和岸坡段,不同鱼道段受洪水的影响有很大不同,其对洪水标准的要求也不尽相同。进、出口及库区范围内的槽身段取决于过鱼季节枢纽调度运行库区水位的变化,盘折而行的岸坡段取决于沿线工程区内沟道的洪水水文条件。

现行《导则》规定:①鱼道与闸坝结合部分的建筑物等级及洪水标准应与挡水建筑物一致;②不与闸坝结合布置的鱼道出口建筑物等级及洪水标准可参照SL 285—2003《水利水电工程进水口设计规范》确定;③鱼道其他建筑物可按相应闸坝工程次要建筑物等级标准设计,经论证亦可适当降低。但SL 285—2003《水利水电工程进水口设计规范》和其他现行国标和行业规范如GB 50201—2014《防洪标准》和SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水设计标准》中都没有明确鱼道相关内容。

鱼道进出口部分,参考上述规程规范,可以归类为引水工程进水口。鱼道进口和出口往往都布置在挡水建筑物闸坝上下游一定距离之外,不会与挡水建筑物整体布置,可以定义为独立式进水口,因此鱼道进出口建筑物级别及洪水标准可以参照独立式进水口相关规范要求确定建筑物级别和洪水标准。

为了满足过鱼效果:①鱼道进出口宜为开敞式,利用自然采光,不宜封闭成管道;②鱼道出口应设闸门以满足鱼道运行和检修要求;这样鱼道进出口及库区段大多采用开敞式明渠建筑物,通过明渠侧墙顶与闸坝连接,形成对外检修通道。

鱼道进出口平台及库区范围内的槽身边墙设计,过鱼季节是否允许被设防标准洪水淹没,还是应该按照满足鱼道洪水标准并考虑适当安全加高不允许淹没,现行《导则》没有明晰。若仅由内部运行水位加安全超高,侧墙高度一般在3.5m以下,若考虑外部防洪标准加超高确定侧顶部高程,侧墙高度会增加很多,提高了水工建筑物设计难度,增加工程量,加大鱼道投资。现场调研多布电站鱼道出口段及槽身库区段与坝顶同高,侧墙高度达7~8m。

鱼道承担着输水功能,将过鱼对象由下游鱼道进口输送到上游鱼道出口,鱼道槽身可以归为供水工程中的输水工程。盘折而行的岸坡段鱼道槽身等建筑物按次要建筑物和按流量分别确定建筑物级别及洪水标准可能出现较大差异,参考闸坝工程次要建筑物等级标准设计易使洪水标准偏高。

综上,结合鱼道的特殊运行条件及其与整体水利枢纽工程之间的关系,建议本次《导则》修编宜明确鱼道进出口及槽身各段等建筑物的级别及设计洪水标准确定的原则,以确定进出口平台和槽身侧墙顶高程,使鱼道结构合理、投资经济,便于高效指导设计。

另,建议本次修编《导则》应提出鱼道上下游设计水位宜采用过鱼季节频率水位,而不是笼统的过鱼季节常见平均高水位或低水位。

3.2 鱼道型式的选择

主要过鱼对象是鱼道设计所需的重要基本资料,据此才能正确选定适合于这些鱼类通行的过鱼设施型式和结构尺寸。在鱼道的选型上通常首先进行技术鱼道和仿自然鱼道比选,技术鱼道以隔板式鱼道为主。

据不完全统计,我国已建设鱼道仿自然鱼道约占15%,而隔板式鱼道占近80%。由此看来,目前隔板式鱼道为主流。依据过鱼孔的形状及在隔板上的位置,鱼道隔板可以分为溢流堰式、淹没孔口式、垂直竖缝式和组合式。溢流堰式的隔板过鱼孔在表部,水流呈溢流堰流态下泄,其全部或绝大部分水量在堰顶通过;此类隔板很适应于喜欢在表层洄游和有跳跃习性的鱼类;该型鱼道消能不够充分,适应上下游水位变动的能力差,国内鱼道较少采用此种型式的隔板。淹没孔口式隔板过鱼孔是淹没在水下的孔洞,此型隔板适应上下游水位变动的性能较好,结构简单,便于维修,且适用于双向潮流,在沿海和河口地区有一定的适用性。垂直竖缝式鱼道的隔板过鱼孔是从上到下的一条竖缝,水流通过竖缝下泄,此型隔板消能效果较前两种充分,且当上下游水位同步变化时,较能适应水位的变幅,可以用于过多种鱼类。组合式隔板能较好地发挥各种形式孔口的水力特性,也能灵活地控制所需要的池室流态和流速分布。目前鱼道较为常用垂直竖缝式隔板,约占70%。

仿自然鱼道内部结构模拟天然的河流形式,鱼道内部结构和水流形态上与天然河道更为接近,鱼类能较好适应。在地形条件、占地面积允许的情况下,宜优先考虑仿自然鱼道。如广西大藤峡水利枢纽南木江副坝近自然过鱼通道(即仿自然鱼道)采用填渣束窄及堆砌石滩方式,构筑成近自然过鱼通道。

但仿自然鱼道往往有明显的制约因素:①工程区没有足够的占地面积;②地形条件容易引起高边坡,对鱼道结构不利,工程造价高;③大面积开挖,大量的弃渣,容易导致土表沙化,不仅带来新的环保问题,还可能淤积鱼道,堵塞闸门,造成不利影响;如多布电站前期设计时拟定了4个鱼道布置方案进行了比选。由于仿自然鱼道会引起高边坡及投资过高,最终从过鱼效果、运行维护、工程整体布置、经济合理性等角度综合分析后,选择了隔板式鱼道设计方案。

3.3 鱼道进出口布置

鱼道进出口布置主要包括平面位置的选择、底板高程的确定及进出口个数的选择。

3.3.1鱼道进出口平面位置的选择

鱼道为枢纽工程中满足过鱼功能的一个单体建筑物,其进出口位置的选择往往需要服从于整个枢纽布置的格局,再根据水流流态选择过鱼对象宜于聚居的位置。鱼道进出口位置选择合理与否是鱼道设计成败的关键因素之一。鱼道进口满足引水工程对进水口布置的技术要求的同时,还要满足关于主要过鱼对象特殊要求。工程总布置上应与枢纽工程其他建筑物布置相协调,在各级运行水位下进水口保证进流匀称、水流畅顺、能引进设计流量,地形地质条件方面应选在水流稳定的河岸或库岸有利的地形以及良好的地质地段、避免高边坡开挖,确保地基可靠和边坡稳定等。

据调研,已建鱼道基本上都是遵照现行《导则》要求选择鱼道进出口位置,如藏木鱼道进口与电站尾水渠导墙结合布置,此处常年有稳定尾水下泄,鱼类易在此聚集,进口诱鱼效果较好,且此处避开了右岸泄洪对鱼道进口造成损毁破坏的威胁。藏木鱼道共设置了3个进口,分别位于尾水渠左侧的导墙末端和尾水渠左右两侧的导墙始端。从目前运行效果来看,据反映,4号进鱼口效果较好,一是偏向上游,更靠近尾水下泄处。由此来看,鱼道进口位置的选择除了按照现行《导则》的要求外,还要尽可能靠近电站尾水常泄区域,属于鱼类更容易聚居的地方。若有条件时,鱼道进口尽可能靠河床岸边,便于过鱼对象顺岸边流场上溯。

藏木鱼道出口从大坝左侧出口直接面临溢流坝,对上行鱼类影响较大,经分析选择与坝轴线有一定距离的右岸上游侧,距厂房进水口最小水平距离约315m,可以避免左侧溢流泄洪时库区流场的影响。

多布电站鱼道布置2个出鱼口,1号出鱼口布置在枢纽上游约270m的左侧边坡上部,2号出鱼口布置在枢纽左侧边坡上部,位于厂房拦沙坎附近;为了避免漂浮物影响及有利于鱼类出游,鱼道出鱼口与鱼道成夹角布置。

此次调研,关于鱼道进出口平面位置的选择,已建工程运行基本正常。

3.3.2鱼道进出口底板高程的确定及个数的选择

(1)鱼道进口底板高程及进口个数

现行《导则》关于鱼道进口底板高程及进口个数的选择有如下要求:①进口底板高程应能满足下游水位的变化,在主要过鱼季节中进口水深不宜小于1.0m;②当下游水位变幅较大时应设置两个或两个以上不同位置和高程的进口鱼道进口下游应设渐扩过渡段与下游河道相衔接。

本次现场调研,项目组对鱼道进口位置、底板高程的确定及个数的设置相关信息进行重要详询。设计基本上遵遁现行《导则》有关要求确定进口底板高程和个数,首先分析过鱼季节枢纽调度不同运行水位,依据水位变幅选择进口个数,水位变幅大的选2个及以上,变幅小的选择1个,也有的选择了两个鱼道进口,如多布电站鱼道下游运行水位变幅仅2.22m,设置了两个进口。藏木电站鱼道进口水位变幅为4.52m,设置了3个进口。

(2)鱼道出口底板高程及出口个数

现行《导则》关于鱼道出口底板高程和个数的选择,有以下2点要求:①主要过鱼季节鱼道出口水深不宜小于1.0m。②主要过鱼季节上游水位变幅较大时应设置不同位置与高程的多个鱼道出口。

过鱼对象进入鱼道后能否游出进入上游库区是验证鱼道设计成败的重要指标。因此,本次现场调研,项目组对鱼道出口底板高程的确定、个数的选择及其对过鱼效果影响相关信息进行了重要详询。

设计基本上遵遁现行《导则》有关要求确定出口底板高程和个数,首先分析过鱼季节枢纽调度上游库区不同运行水位,依据水位变幅选择鱼道出口个数,水位变幅大的(目前认为大于3.0m以上)选2个以上,变幅小的选择1个,也有的选择2个出口。如多布电站鱼道过鱼季节库区运行水位变幅仅2.0m,也设置了2个出口,分布位于厂房引水渠上游左侧边坡上和鱼道轴线末端。藏木水电站过鱼季节上游水位变幅5.0m,鱼道布置4个出口。

3.3.3鱼道进出口底板高程确定及进出口个数选择的合理性分析

鱼道进出口底板高程的确定和个数的选择,与枢纽工程调度运行及河道水文特性息息相关,开展鱼道设计前,需熟知并准确掌握枢纽工程运行基本资料及相关水文资料至关重要。

调研中,发现某鱼道工程由于进口底板高程确定偏高,使过鱼季节期间鱼道出现跌水现象,过鱼对象不便上溯。调研中同时发现某鱼道工程由于出口底板高程确定偏高,使过鱼季节期间某一定时段内,鱼道出口底板高程高于上游库区水位2~3.0m甚至更多,造成部分段鱼道槽内无水,过鱼对象游至一半便会被“干死或渴死”,出师未捷身先死,很是可惜。早期建设的鱼道,或对鱼道设计进出口工作水深认知不够,或对枢纽调度运行水位了解不够,这种现象比较多,作为设计缺陷,应引起足够的重视,尽量避免再次发生。

3.4 鱼道槽身的设计

鱼道槽身的结构设计可以依循输水建筑物的相关要求进行设计,关于鱼道槽身内部运行安全超高设计需要进一步明确和思考。

鱼道槽身超高的确定是槽身设计的重要环节,《导则》中尚无相关条款。鱼道除了满足输水功能,还有其特殊要求。主要过鱼对象穿梭而行,槽内水位属于非恒定流,受枢纽不同工况运行的影响,水面线变化较大;水面线较难准确推算;另一般鱼道出口敞开运行,鱼道过流量及槽内水面线较难控制。

现场调研了解到:A鱼道和B鱼道出口闸门均出现局开现象,最小开度甚至为0.2m,很大程度上影响了过鱼效果,同时局开闸门对水工建筑物的结构安全也很不利,容易产生震动和气蚀。据运行人员反映,A鱼道出口闸门若全开,槽内水面线会溢出侧墙,说明侧墙安全加高考虑不足;B鱼道出口闸门也是局部开启,据运行人员反映,过大开启会引起水面线超过防护高度;C鱼道上游鱼道槽身侧墙顶部高程与大坝坝顶同高,侧墙高达8~9m。以上三个工程案例,说明鱼道槽身内不同工况下水面线的推求以及如何针对不同运行水位鱼道设计流量的控制尚需要进一步研究和复核。故笔者建议:

(1)本次修编《导则》将鱼道水力设计独立为一章节内容,为设计提供如何有效控制鱼道内部的流量、流速和确定水深而遵循的原则和计算提供依据。

(2)鱼道槽身侧墙顶部高程安全加高较一般渠道输水工程应适当增加裕度。建议参考GB 50288—2018《灌溉与排水工程设计标准》[13]确定如下。

仿自然鱼道满足: 1~3级鱼道岸顶超高应按土石坝设计要求经论证确定。

4、5级鱼道岸顶超高可按下式计算确定:

F=0.25h+0.2

式中,F—鱼道岸顶超高,m;h—鱼道正常运行时的最大水深,m。

技术鱼道满足:设计流量时槽中水面与无拉杆槽身顶部或有拉杆槽身的拉杆底部高差不应小于0.1m,或参考电站动力渠道相关的规定。

3.5 加建与改建鱼道设计

随着环保意识和生态要求的提高,出现越来越多的已建工程加建鱼道以及已建鱼道需进行改造的情况。本次项目组就华南地区首例加建鱼道西牛航电枢纽鱼道进行了现场调研,对加建及改建鱼道总结如下。

(1)加建与改建鱼道方案需经过技术经济比较确定。受已建工程布置的约束,周边环境已发生了很大变化,加建征地难度加大,鱼道布置和型式的选择有限。

(2)加建时宜优先考虑现有建筑物的利用,如废弃船闸、涵洞、排洪渠、跌水或现有河道等是否可以利用,利用现有建筑物一般较经济环保。

(3)改建时首先应分析原鱼道功能丧失或者过鱼效率低下的原因,如河道下切、过鱼季节改变运行调度改变使水力不衔接,淤积、鱼道结构的损毁和损坏,鱼道型式、流速等和过鱼对象不匹配等等。根据不同原因比选分析确定不同的改建方案。水力不衔接时宜进行局部改建以满足过鱼功能;淤积、部分结构损毁改建时宜进行局部清淤和修复;鱼道型式、流速等和过鱼对象不匹配时宜对现有鱼道型式进行优化。

(4)针对早期建设的水利枢纽工程,大多数以发电及灌溉为主,水资源非常宝贵,加建鱼道设计时,需要严格控制过流能力,尽可能控制下泄流量。若加建鱼道影响原有枢纽工程规模和运行条件时,需复核原有工程任务和效益。

3.6 其它

调研团队就鱼道设计中以下主要问题也进行了重点调研、咨询和深度思考。

3.6.1鱼道运行对枢纽工程效益的影响

现行《导则》中根据过鱼对象的体长及池室消能要求,拟定鱼道槽身断面几何尺寸、池室水深,对进、出口水深、鱼道设计流速也有明确要求,设计过程中,鱼道设计流量可以通过上述参数进行计算。还有些工程在鱼道进口位置进行补水,形成与周围流场的竞争水流,以增加鱼道进口的诱鱼效果。然而,对有些供水工程,水资源尤为珍贵,能否确保鱼道设计流量的需求,就目前管理模式而言,运行状况堪忧。

本次调研,就关于鱼道设计流量对整个枢纽运行发电及供水效益有多少影响的问题,与管理单位也进行了重点咨询和交流。据询,对径流式河床电站而言,鱼道设计流量占比较小,几乎不影响工程效益。如藏木电站鱼道设计流量为0.27~0.74m3/s,仅占发电引用流量的0.025%~0.069%。西牛航电枢纽鱼道设计流量约为0.27 m3/s,仅占发电引用流量的0.08%。运行管理单位可以充分保证鱼道流量的需求。据现场调研,西牛鱼道工程实际运行为常年放水。

但是对某些早期建设的水利枢纽工程,大多数以发电及灌溉为主,水资源非常宝贵,加建鱼道后,某种程度上会影响原有枢纽工程规模和效益。建议首先复核原有工程任务和效益。其次,将优先保证鱼道设计流量纳入法制化管理,强化生态意识。

3.6.2与生态基流结合问题

随着“生态水利”理念的提出,现今的水利工程都提倡以尊重和维护生态环境为前提,水利水电枢纽为满足生态流量的要求都设有生态泄水建筑物。一般来讲,汛期通过发电或泄水建筑物可保证下游河道生态基流,大部分生态泄水建筑需要在枯水期泄流,保证下游生态基流,而过鱼季节一般为枯水未期至汛期,如藏木电站主要过鱼季节3—6月,全年运行的鱼道工程实例较少,所以鱼道设计流量较难与生态流量的时间同步。因此,枢纽工程前期设计时,应将鱼道设计流量同生态基流一样,纳入工程总体规模和效益论证,本着生态优先的原则,确定枢纽调度运行方式。

从鱼道工程和生态工程两者建筑物过水断面分析,常规的水利水电枢纽中,如果不考虑补水流量,通过鱼道的最大流量一般在2m3/s以下,大部分在1m3/s左右,一般远小于生态流量。由于时间上的不同步,同时鱼道工程对进、出口的工作水深都有特殊的要求,所以很难做到两种功能建筑物协调共用。

3.6.3鱼道进出口闸门设置

现行《导则》要求鱼道进口宜设置闸门,出口应设闸门以满足鱼道运行和检修要求。经分析,鱼道进、出口底板高程通常高于枢纽多年枯期平均水位,说明鱼道具备检修时间和条件,如若遇突发事件,应急状况可以采取临时措施。

本次调研,就关于鱼道进出口是否设置闸门的问题,与项目管理人员进行了咨询和交流。据反映,条件允许的情况下,设置闸门便于管理。

3.6.4如何科学调度枢纽工程和鱼道的运行

目前鱼道设计,基本上都是根据需要过坝的鱼类种类及生活习性,以满足其上行克流能力和产卵繁殖的时间季节为主要考虑因素。但是不同的河道、不同的工程项目,泄流、发电的调度时间与不同鱼类的产卵繁殖的时间季节会存在时间上的冲突,本次调研就如何科学调度枢纽工程和鱼道的运行也进行了咨询和交流。

据了解,通常鱼道利用电站尾水诱鱼,其与发电调度结合紧密,应结合发电调度,进行鱼道进口的流场模拟或物理模型试验,合理确定鱼道进口。泄洪调度属于短暂过程,在此期间鱼道运行过鱼效果差点基本不影响过鱼的总体效果。

3.6.5关于鱼道补水系统的设计

现行《导则》提出:鱼道进口附近水流流速小于主要过鱼对象的感应流速时,宜设置专用的补水设施,补水量要足以使鱼道入口有明确的流向,能够将鱼类引诱至鱼道入口。同时控制补水量,不使鱼道入口处水流流速过大或产生强烈的紊动。

据现场调研,为了提高进鱼效果,多布水电站鱼道在鱼道进口处增设了诱鱼补水措施,利用水泵从河流中抽水,进口一定范围内形成诱鱼流场,在进鱼口处形成诱鱼流速,下游鱼类在这股水流和水声的引诱下游集到这水域中来,在鱼道下泄水流导引下进入鱼道。水量不需很大,然而效果是比较好的。

3.6.6鱼道观察室

本次调研,新建鱼道多设有观察室,有的设一个如长洲水利枢纽鱼道、峡江水利枢纽鱼道等;有的设两个,如藏木电站鱼道。加建鱼道受已有建筑物布置的限制很难再设置观察室。

观察室是鱼道设计中很重要的一个组成部分,兼顾过鱼对象休息室的同时,用以统计通过过鱼设施上溯的鱼类品种、规格和数量,观察鱼对过鱼建筑物的适应性、游动方式和溯游途径等,掌握各种鱼在各种过鱼设施中的洄游速率和体力消耗情况。可为今后对鱼类的洄游规律和生活习性的研究以及过鱼设施的建造提供依据。

当只设一座观察室时,一般都设在过鱼设施的出口部位。可以记录游完全程的每尾过鱼对象,观察其即将进入上游的状态;鱼类经过观察窗的状态,大致可以反映出鱼类对水流条件的适应性和体力消耗程度,以此估计鱼道的水流条件、过鱼条件的优劣。

有条件时,也可在鱼道的进口部位设置观察室,可以观察鱼类由天然河道进入过鱼通道的状态,鱼类对建筑物的结构、水深、光色的反应,这对鱼道的进口设计很指导意义。

4 结论及建议

(1)建议本次《导则》修编宜明确鱼道进出口及槽身各段等建筑物的级别及设计洪水标准确定的原则,以确定进出口平台和槽身侧墙顶高程,使鱼道结构合理、投资经济,便于高效指导设计。

(2)鱼道选型时在地形条件、占地面积允许的情况下,宜优先考虑仿自然鱼道。

(3)鱼道进出口位置选择合理与否是鱼道设计成败的关键因素之一,已建鱼道基本上都是遵照《导则》要求选择鱼道进出口位置。

(4)开展鱼道设计前,需熟知并准确掌握枢纽工程水文资料和运行资料,合理确定鱼道进出口底板高程和进出口个数,避免出现鱼道进口跌水或鱼道槽内无水等现象。

(5)鱼道槽身超高的确定是槽身设计的重要环节,建议参考GB 50288—2018《灌溉与排水工程设计标准》确定。

(6)加建及改建鱼道有其自身特点,设计时需充分考虑其特殊性。

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