浙江省鱼道建设现状及典型工程分析

包中进，王 斌，史 斌，徐 岗，周盛侄

（浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

鱼道是一种可供鱼类溯河及洄游过坝的人工水道或设在江河固定建筑物中的鱼类及水生生物的生态廊道，是一种能有效提高河流连接度与连通性的生态补偿工程措施，对于保护河流生态系统、促进水利工程可持续发展具有非常重要的意义。国内对鱼道的研究始于1958年左右，至今已有近60 a历史，但是期间由于葛洲坝鱼道建设之争等原因出现停滞期约20 a，自2000年以后，由于环境保护政策的加强，鱼道恢复河道连通性的意义受到重视，国内鱼道建设进入一个新的阶段[1-3]。

浙江省开展鱼道探索较早，早在1960年就开工建设国内第一座过鱼设施，即富春江七里垄电站鱼道，之后随着国内鱼道建设及研究的总体环境淡化而有所停滞。至21世纪初，逐步恢复相关工作。近年来随着浙江省河长制建设、大花园建设、美丽河湖建设的推进，河流的自然生态环境日益受到重视。至此，浙江省有关鱼道的研究建设逐步恢复相关工作。

在鱼道研究建设的新时代下，重点关注新建水利工程对生态环境破坏和补偿，在工程建设过程中给予鱼类及水生生物更多的关注，在已建工程中进行鱼道升级改造以恢复生态平衡等方面问题。在调查以及结合多年相关研究的基础上，对浙江省鱼道建设运行现状进行分析研究，并提出鱼道的发展对策及建议。

1 浙江省近年鱼道规划及建设情况

浙江省河网水系发达，省内自北而南有东西苕溪、钱塘江、京杭运河、甬江、灵江、瓯江、飞云江以及鳌江八大主要水系[4]。随着河流开发、防洪、挡潮、灌溉等需要，很多河流被不同形式和规模的坝、闸等拦腰截断，通过对河流的拦蓄来发电和防洪，如钱塘江中上游有富春江七里垄电站、新安江电站，曹娥江口门建有曹娥江大闸，甬江有姚江大闸，飞云江有珊溪水库。瓯江中上游更多，从河口往上有青田水利枢纽、三溪口、外雄、五里亭、开潭、滩坑、大奕等多个梯级电站。这些水利工程在为沿线社会发展带来福祉的同时，中断了河流生境的双向连续性，改变了上下游的水文及水动力学条件，河流生态系统破坏了。

为了解近年来浙江省鱼道建设情况，对省内水利、水电、航电工程中采取鱼道措施的项目进行统计（见表1）。由表1可知，浙江省鱼道建设相对缺乏，至21世纪初才逐步恢复相关工作，主要开展曹娥江大闸鱼道工程和楠溪江供水工程鱼道工程建设及研究工作[5-7]。但近几年鱼道设计研究工作从上自下十分重视，目前正在规划建设的许多工程中都设置了鱼道。

表1 浙江省鱼道建设概况表

2 鱼道典型工程分析

2017 — 2018年，组织对曹娥江大闸鱼道和楠溪江供水工程鱼道进行调研，结合多年相关研究分析总结已建鱼道工程从规划、设计、模型试验以及运行管理的成果经验和存在的问题，希望能为今后鱼道建设提供一些技术支撑。

2.1 曹娥江大闸鱼道

曹娥江大闸位于曹娥江河口，为钱塘江强潮河口大闸，共28孔，单孔净宽20.0 m，总宽697.0 m，大闸左侧堤防与右侧导流堤附近各设置1条鱼道，其中左岸鱼道长500.0 m，右岸鱼道长451.0 m。鱼道设计主要过鱼对象为鳗苗、幼蟹、梭鱼、刀鲚等，采用开敞式矩形槽结构，净宽2.0 m，进口底高程为0.60 m，出口底高程为1.60 m，鱼道底坡为0.21%；隔板间距为3.0 m，隔板厚0.2 m，每间隔27.0 m设一休息池，休息池长6.0 m。在鱼道下游设控制闸门，利用闸门和胸墙挡钱塘江潮水。鱼道内设置观测室，可以不间断地录制鱼道内的视频影像，工程于2008年底建成运行。曹娥江大闸鱼道见图1，平面布置见图2。

图1 曹娥江大闸鱼道图

图2 曹娥江大闸平面布置图

为验证设计的合理性，优化鱼道布置，工程建设前期委托浙江省水利河口研究院对鱼道内部的水力条件开展模型试验研究。采用1:4断面模型，重点研究鱼道长度、隔板和孔口尺寸的合理性以及运行时外江的允许潮位条件。研究表明，鱼道池室内的流速能够满足主要过鱼对象的流速要求；并提出对鱼道的溢流堰顶及低孔上缘的溢流曲线进行优化以避免锐缘触伤鱼类，同时进行鱼道长度的对比研究，建议长度设置为500.0 m，以延长过鱼时间，满足不同种类鱼类喜爱流速，从而提高过鱼保证率。最后试验还通过活鱼试验对鱼道内的水流条件与目标鱼类上溯能力的契合性进行再次印证[8]。典型工况鱼道流态见图3，模型鱼道过鱼情况见图4。

图3 典型工况鱼道流态图

图4 模型鱼道过鱼情况图

有关单位于2015年开展了曹娥江水域的游泳生物现场调查，水域共捕获鱼类51种，鱼道内监测到27种，认为曹娥江鱼道的设计运行条件能满足大多数鱼种过闸，满足大多数鱼类的克流能力，鱼道具有较好的过鱼效果；2017年开展了曹娥江大闸鱼道过鱼效果调查，在右岸鱼道内捕获鱼类27种，得到鱼道满足鱼蟹的极限游泳和持续游泳要求的主要结论。曹娥江鱼道现场调查见图5，曹娥江鱼道监控视频见图6。

图5 曹娥江鱼道现场调查图

图6 曹娥江鱼道监控视频截图

2.2 楠溪江供水工程鱼道

楠溪江供水工程位于永嘉县楠溪江中下游，为瓯江河口主要支流，拦河闸总宽约220.0 m，其中鱼道位于河道右岸，以香鱼为主要过鱼对象。鱼道进口与电站出水口并列布置，并以隔墩分隔，鱼道宽2.0 m，采用横隔板式，设计流量1 m3/s，总长约478.0 m，受地形布置的局限，采用回旋上升的平面布置形式，工程于2012年建成试运行。楠溪江供水工程建图7，枢纽平面布置见图8。

图8 枢纽平面布置图

对鱼道进口布置及内部水力学特性进行模型试验研究。进口布置研究提出充分利用电站的发电水流作为诱鱼条件。建议采用将鱼道进口与电站尾水渠相结合的布置方式；鱼道内部水流特性研究提出推荐堰口2/3过流（即板顶过流宽度1.67 m）的隔板形式，隔板顶过鱼水深约0.20 m，底孔则保持原有的交错布置形式，隔板顶平均流速值由原布置的 1.21 ～ 1.65 m/s降低为 0.63 ～ 1.00 m/s，隔板底孔平均流速由 0.40 ～ 1.03 m/s变为0.50 ～ 0.75 m/s，室内主流明确、顺直，集中于表层，池内水流总体较为平顺，无明显的漩涡和波浪产生。最后，通过活鱼试验，观测到香鱼苗在底孔和堰口均有通过，但通过堰口的香鱼明显多于底孔通过，最终有约60%的鱼苗从尾门隔板处成功游入模型进水前池，较原设计方案提高20%[9]。鱼道现场见图9，活鱼试验见图10。

图9 鱼道现场图

图10 活鱼试验图

鱼道建成后运行良好，各季节均能捕捉到江鲈鱼等鱼类上溯的视频影像。遗憾的是在监控视频中未发现楠溪江著名鱼类香鱼的上溯镜头，其他还未进行系统统计分析。鱼道过鱼视频监控见图11。

图11 鱼道过鱼视频监控截图

从已建设的鱼道工程来看，2000年以后建设的曹娥江和楠溪江供水工程的鱼道，在实际运行中均发现鱼类能够通过鱼道上溯，特别是曹娥江鱼道，过鱼效果比较好。

通过分析认为主要有以下几个方面的因素：①选用的鱼道型式比较合理，较好的匹配工程水文条件；②鱼道进口的布设位置与布置方式设置比较合理，如楠溪江供水工程鱼道进口布置在电站尾水区域，利用发电尾水，很好地起到集诱鱼效果，大大提高过鱼效率；③2座鱼道规划设计过程中，都采取水工物理模型试验研究进行优化，提出较合理的设计方案，确保鱼道池室内有较优水力条件。

3 存在的问题

3.1 重视程度不足

未能充分理解鱼道建设的必要性及重要性。受历史原因影响，浙江省鱼道建设及基础研究存在近40 a的空白期，期间大量的工程如瓯江梯级电站等均缺少过鱼设施，究其原因是对鱼道建设的必要性认识不足，未能认识到其是水利工程建设的唯一工程补偿措施，以及对生物多样性保护的重要性。

3.2 鱼道进口设置不当

从典型工程的运行来看，曹娥江和富春江鱼道都属于感潮河口段，曹娥江运行效果良好，而富春江几乎失效，原因在于鱼道进口布置问题。富春江鱼道进口小，并且左侧就是发电尾水，鱼类逆水上溯的本能驱使鱼类往电站尾水方向游动；再有大坝阻隔导致鱼类洄游只能到坝下。楠溪江大闸吸取经验教训，采用鱼道进口与电站尾水渠相结合的理念，鱼道进口布置在电站尾水顶层位置，成功地引导鱼类进入鱼道，使得鱼类上溯的成功率大大提高。

3.3 鱼道建设型式单一

从浙江省鱼道建设情况来看，大多是传统型鱼道在设计时主要针对1种或2种主要的经济鱼类，目标单一，来结合水工水力学，按照一定的流速、水深等指标进行结构和型体设计。在设计过程中没有考虑其他水生生物在障碍物上下游的输移和交换、底栖鱼类对河床质的要求，在诱鱼效果和保持过道鱼类体力及延续过道鱼类的发育过程方面有很大缺陷。也没有研究通过鱼道本身与两岸环境之间的融合建立“陆地 — 河岸带 — 河道”完整的断面生态模式。因此，传统鱼道除了在理论上能满足个别鱼类的纵向迁移要求外，对于维护水生态系统完整性的贡献极为有限。

3.4 鱼道运行缺乏监测评估

鱼道建成运行后，对鱼道运行效果进行监测，是评判预期效果的重要方式，同时通过对过鱼设施的效果监测和评估，分析设计、建设过程中存在的问题，可以为鱼道功能完善和优化以及运行管理提供依据和积累经验，为后续研究设计提供参考。但目前，省内尚未开展系统的鱼道监测评估，鱼道过鱼情况等难以准确掌握。新建的曹娥江及楠溪江鱼道虽均设置鱼道视频监控系统，但受建设时的技术及理念限制，均未开展工程前后鱼类种群及数量等多样性监测和跟踪分析工作。目前，2个工程均积累大量鱼道监控视频，但缺少生物种类、数量、洄游时段等详细资料及分析，仅从图像及感官上产生鱼道能够过鱼、过鱼量可观等认识，不利于问题的发现及持续性的跟踪研究等工作。

4 鱼道发展对策建议

4.1 重视鱼道建设及相关基础性研究

鱼道是一门涉及多学科交叉的综合性技术，涵盖水工结构、水动力条件、水生生物习性以及相关的自动化监测等技术，需要长期的资料及技术积累。当前鱼道建设相对较少，虽有基本成功的范例，但主要以研究工程结构布置为主，缺乏对不同区域（水系）、不同目标鱼类生物习性的研究。

4.2 开展鱼道监测评估研究

完善鱼道监测系统，研发能够自动识别及记录鱼类数量、种群、体征等关键指标的自动监测系统，为鱼道效益评估提供定量依据；增加鱼道内的水流流速及水温自动监测系统，为今后鱼道和鱼类习性基础研究积累资料。

4.3 开展仿生态鱼道建设及研究

随着生态理念的提出，目前仿生态鱼道成为国内外热门的新型过鱼设施，不仅能沟通鱼类的洄游路线，还能发挥生态廊道功能，维系河流连续，是重要的生态补偿措施，也将是近期过鱼设施基础研究的重点，亟需开展基础研究和技术积累工作。

4.4 开展已建工程提升改造工作

目前大部分河流，特别是中上游梯级开发的水利设施，如闸、堰、坝等几乎均未设置过鱼设施，阻断原来河湖、河海之间特有的水生生态，造成河流下游的水生生境的破碎和河流廊道的断裂。在当前以生态优先的建设理念下，助推“两美浙江”“大花园”建设中，对生态环境的重视程度越来越高，需要对阻碍河流连通性水利设施，进行过鱼设施的升级改造工作。