美国雅基马河鱼道项目

2012-04-14美国哈勃

水利水电快报 2012年8期

［美国］J.哈勃

在美国华盛顿州实施的一项鱼道工程将使过去一百多年来都没有出现过的溯河鲑鱼和本地鲑鱼回到719.4 km2的湖泊和47.3 km2的河道中，其具有重大的生态意义和文化意义。

该项目是为雅基马(Yakima)河上的克利埃勒姆(Cle Elum)坝计划的，参与项目的有美国垦务局(USBR)、华盛顿州生态管理部(WDC)、华盛顿州鱼类及野生生物局(WDFW)和当地的雅克玛人。该项目由两部分组成，一部分为美国垦务局牵头设计的鱼道设施，另外一部分是在WDFW 援助下由雅克玛人提出的放鱼计划。

1907 年，美国垦务局在克利埃勒姆湖出口处修建了一座临时木龙填石坝，该坝额外增加了3 200万m3灌溉蓄水。1933 年在克利埃勒姆河上建成克利埃勒姆坝，库容量增至53 800 万m3。

大坝为分区填土坝设计，坝高50 m，坝顶长549 m。其最高水位为683 m，溢洪道顶高程678 m。由于未建上下游鱼道设施，从而导致克利埃勒姆上游各支流流域溯河产卵的鲑鱼和鳟鱼灭绝。

1 项目最新进展

2002 年，作为与WDFW 签订的一项缓解协议以及与雅克玛人签订的和解协议的一部分，启动了雅基马坝鱼道研究，并成立了雅基马流域鱼道技术工作小组，联合USBR，启动了克利埃勒姆坝，以及雅基马河流域泰顿(Tieton)坝等其他4 座蓄水坝的鱼道可行性研究工作。

在提出第1 阶段评估计划期间，核心小组对全部5 座坝兴建的上行过鱼设施和下行过鱼设施的众多概念性设计进行了评价。这些概念性设计考虑了以下物理、运行、生物因素。

1.1 物理因素

(1)冬季气温在零度以下;

(2)冬季降雪过多，积雪过深;

(3)冬季库面部分结冰或全部结冰。

1.2 运行因素

(1)水库水面高程波动范围很大;

(2)拟建鱼道设施不能影响雅基马工程总的可供水量，也不能影响向雅基马工程用水户定时、容量供应灌溉用水。

1.3 生物因素

(1)溯河产卵的小鲑鱼洄游的高峰期为3 月15 日～6 月20 日;

(2)溯河产卵的半大鲑鱼洄游的高峰期为9～11 月;

(3)溯河产卵的大鲑鱼洄游的高峰期为4～12月;

(4)从行为方面上看，小鲑鱼容易被水面溢流所吸引，更喜欢从3 m 高的水柱上洄游;

(5)大鲑鱼和半大鲑鱼需要足够的水流才能成功洄游。

工作小组还根据栖息地的质量和数量研究了5座水坝兴建鱼道所获得的生物效益。考虑每个概念性设计的估计费用和生物效益，核心团队为每座水坝的每一种概念性设计定出每英里河道栖息地的单位成本。克利埃勒姆坝和泰顿坝的估算单位成本并列最低，但经综合比较，前者更优。

2 鱼道设施

工作小组为下游鱼道首选的概念性设计是一个多级进水结构物，而下游鱼道则采用一种传统的抓放鱼设施。下游鱼道设施主要包括一座在前池里设置的多级进水结构物、一座到多级进水结构物的交通桥以及一条小过鱼通道。上游鱼道设施包括一个装有栅栏的导水坝、鱼梯和成鱼集鱼设施。垦务局成立了一个由来自多家研究机构工程学、地质学和生物学专家组成的价值规划小组，对原概念设计重新进行审视，并另辟捷径建设鱼道或改进原设计。该小组建议对原设计作如下修改:

(1)拆除交通桥和栅栏导水坝;

(2)将多级进水结构物挪到石坝肩对面;

(3)将在左岸设置的成鱼梯和成鱼收集设施移至右岸。

通过以上修改，大大节省了成本，同时还达到了所需的运行和生物目标，并得到了工作小组的认可。

多级进水结构物包括每隔3 m 垂直安置5 个3 m×6 m 的门孔，为鱼类洄游提供一个表面溢流线路，而水库水位变幅达15 m(668～683 m(蓄满))。结构物长49 m、宽28 m、高17.9 m。幼鱼旁路通道是一条直径2 m、长290 m 的非加压钢筋混凝土管道，从进水塔底延伸到右坝肩，通过该管道将鱼放入位于溢洪道底部的消力池。这种设计的优点在于:根据1981～2003 年纪录，在3 月15 日～6 月30 日洄游期内，当库水位达到50%和75%设计蓄水位时100%的小鲑鱼能够通过;当水位达到25%设计库水位时，61%的小鲑鱼可以通过。

鱼梯可用于使向上洄游的鱼游入集鱼池。上游鱼道的鱼梯由12 个长2.4 m、宽1.2 m、高1.2 m的池梯组成。鱼将游入集鱼池口门区，在该区域，用鱼闸和水槽系统将鱼捞起并转移到一间潮湿的房间里，在该房间进行生物取样，然后再运到坝上游放生。4 台200 hp 的水泵向鱼道和鱼梯泵水，并根据需要提供额外的吸鱼水流。

3 放鱼计划

本项目的第2 个组成部分是确定放鱼是否可行。2005 年，雅克玛人渔业资源管理计划(YNFRMP)发起了一个银大麻哈幼鱼和成年红鲑的放鱼计划。针对该研究，在大坝现有的混凝土溢洪道上安装了一个流量为11.3 m3/s的临时木制水槽。引入银大马哈幼鱼的目的在于:试验鱼通过临时鱼道设施的能力，并通过从坝上洄游死鱼提取营养物来改善鲑鱼生态系统的健康。

结果证明，这有利于银鲑鱼和小鲑鱼顺利通过。2009～2010 年，YNFRMP 分别将1 000 条和2 500条成年红鲑放养到克利埃勒姆湖里。2011 年春，估计有8 万条红鲑鱼使用临时木制水槽成功游过克利埃勒姆坝，部分鱼还游入雅基马河下游钱德勒幼鱼集鱼池。

但该临时过鱼设施还是存在一个局限性，即只有当库水位高于溢洪道水位(678 m)时才可运行。3 月15 日～6 月30 日小鲑鱼洄游期间，从1981～2003 年记录的资料来看，当库水位达到25%设计水位时能够为24%的鱼提供溢流水(时间为6 月3 日～6 月28 日);当库水位达到50%设计水位时能够为43%的鱼提供溢流水(时间为5 月16 日～6 月15 日);当库水位达到75%设计水位时能够为65%的鱼提供溢流水(时间为4 月22 日～6 月30 日)。