松原市壅水坝过鱼设施建设必要性和方案比选

孙庆丰，周荣磊

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 工程概况

松原市生态环保型壅水坝（以下简称松原壅水坝）位于第二松花江下游松原市城区段、前扶大桥下游约4.5 km 处，上距哈达山水利枢纽工程坝址约32.0 km。松原壅水坝工程任务主要是提高主城区段枯水期水位，改善城市水环境，形成水面景观，为城市景观设计提供亲水平台，塑造松原“三江水城”的城市形象，并且结合松原市的历史文化遗存，达到增强城市魅力、快速拉动松原市经济发展的目的。

该工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，设计洪水标准为50 年一遇（P=2%），校核洪水标准为100 年一遇（P=1%），壅水建筑物级别为3 级，工程主要建筑物地震设计烈度为8 度。正常蓄水位为131.50 m 时，库容为0.38×108m3。

枢纽建筑物总布置：右岸主河道布置翻板闸，左岸滩地布置过水土坝并预留过水通道。左岸预留了天然江汊作为连接上、下游的通道，充分体现了生态环保的设计理念，满足鱼类洄游、上下游沟通的生态要求，同时为开江期过冰创造了有利条件。

2 过鱼设施建设的必要性

2.1 满足现行法律、法规及有关批复的要求

根据相关资料，第二松花江干流江段分布有国家二级保护野生动物细鳞鲑、吉林省重点保护鱼类8 种，以及IUCN 红皮书极危和濒危的鱼类。

《中华人民共和国渔业法》第四章第三十二条规定，“在鱼、虾、蟹洄游通道建闸、筑坝，对渔业资源有严重影响的，建设单位应当建造过鱼设施或者采取其他补救措施”。《中华人民共和国水法》第三章第二十七条规定，“在水生生物洄游通道修建永久性拦河闸坝，建设单位应当同时修建过鱼设施，或者经国务院授权的部门批准采取其他补救措施。”原国家环境保护总局办公厅下发的《关于印发水电水利建设项目水环境与水生生态保护技术政策研讨会会议纪要的函》，要求“在珍稀保护、特有、具有重要经济价值的鱼类洄游通道建闸、筑坝，须采取过鱼措施。对于拦河闸和水头较低的大坝，宜修建鱼道、鱼闸等永久性的过鱼建筑物；对于高坝大库，宜设置升鱼机，配备鱼泵、过鱼船，以及采取人工网捕过坝措施。同时应重视掌握各种鱼类生态习性和水电水利工程对鱼类影响的研究，加强过鱼措施实际效果的监测，并据此不断修改过鱼设施设计，调整改建过鱼设施，优化运行管理。”环保部《关于松原市生态环保型壅水坝工程环境影响报告书的批复》，要求“对松源雍水坝补建过鱼设施，确保该河段鱼类等生物回游通道畅通”。过鱼设施布置应与其他建筑物相协调，根据河段形态、水文、地质、工程布置特点及上、下游水流条件、主要过鱼对象、主要过鱼季节等选择合适的位置[1，2]。

根据现行法律、法规及有关批复，松原壅水坝采取适当过鱼措施是非常必要的。

2.2 有效减缓工程建设对水生生物的影响

松原壅水坝工程的建设不仅阻隔了洄游鱼类的通道，对半洄游性鱼类和非洄游性鱼类也有很强的阻隔效应。目前，对鱼类产生影响主要还是工程的直接阻隔作用[3]。由于壅水坝的阻隔，完整的河流环境被分割成不同的片段，鱼类生境的片段化和破碎化导致形成大小不同的异质种群，种群间基因不能交流，使各个种群的遗传多样性降低[4]。采取有效的过鱼措施，可以一定程度上恢复和改善大坝上、下游鱼类种群交流，缓解种群间遗传交流受阻的不利影响，保护鱼类种群的遗传多样性，并与流域水生生态保护工作相统筹，促进和改善松花江的水生生态环境。

2.3 促进水利工程与生态环境保护的协调发展

目前，社会各界对水利工程生态环境保护关注度日益增大，水利工程在建设和运行过程中产生的环境污染和生态破坏已成为社会关注热点[5]。环境和生态保护措施的实施情况直接关系到工程的整体形象，甚至制约着流域水利工程的实施。建设松原壅水坝过鱼设施，一定程度上减缓水利工程对水生生态环境的影响，对促进流域水利工程建设与生态环境保护的持续、协调发展具有积极意义[6]。

3 鱼道布置方案比选

3.1 地形地质条件

工程区主河床靠近河谷右岸，左岸地貌类型为河谷冲积平原，地势平坦开阔。主要地层为第四系的全新统上部冲积层和中更新统湖积层，全新统上部冲积层主要岩性为中细砂、粉土质砂、低液限粉土、低液限黏土；中更新统湖积层主要岩性为低液限黏土。

根据目前工程形象面貌，右岸主河床部位为翻板闸，翻板闸右侧为上、下游边墙的墙后回填区，其顶高程为135.40 m，回填料为砂；翻板闸左侧为过水土坝，土坝顶高程为131.50 m，上游坡比为1∶3，下游坡比为1∶5。过水土坝上、下游为河滩地，高程基本为128.00～135.00 m。

3.2 方案拟定

根据枢纽布置及地形地质条件，拟定两个鱼道布置方案进行比选，两方案鱼道上、下游设计水位均相同；两方案设计流速基本相当。

1）方案一为隔板式鱼道方案，鱼道布置于翻板闸右侧。进鱼口布置于翻板闸下游右侧边墙拐弯处，此处基本为下游防冲槽位置；出鱼口布置于翻板闸上游右侧边墙拐弯处；槽身段布置于翻板闸右侧回填区。

2）方案二为仿生态鱼道方案，鱼道布置于翻板闸左侧。进鱼口布置于翻板闸下游防冲槽末端约10.00 m 处，出鱼口位于过水土坝的坝轴线处，出鱼口通过引渠与上游主河道连通。

3.3 方案布置

3.3.1 隔板式鱼道（方案一）

隔板式鱼道进鱼口通过翻板闸下游边墙上开凿的方孔与下游河道相通，进口长9.22 m，底板顶高程为128.00 m，孔口宽1.00 m、高3.00 m，沿鱼道内水流方向分别设1 道工作闸门和1 道检修闸门，进口布置灯光水流诱鱼措施。出鱼口通过翻板闸上游边墙上开凿的方孔与上游河道相通，出口长6.06 m，底板顶高程为129.70 m，孔口宽2.50 m、高2.30 m，沿鱼道内水流方向分别设1道工作闸门和1道检修闸门。鱼道槽身段长149.97 m，底坡坡比为1∶73，其上游端与出口相邻处设1 处观察室。槽身段池室设计水深为1.80 m，单个池室长3.60 m、宽2.50 m，竖缝宽0.45 m，边墙顶宽0.60 m、底宽1.20 m，底板厚1.20 m。鱼道共布置3 个长7.20 m 的休息池，其中，2 个休息池位于槽身转弯处，1 个位于槽身长直段中间位置。隔板式鱼道池室平面大样见图1。

3.3.2 仿生态鱼道（方案二）

仿生态鱼道进鱼口底高程为128.00 m，出鱼口底高程为129.70 m，进出鱼口通过底坡坡比为1∶266、长623.54 m 的仿生态渠道与下游河道相连。仿生态渠道底宽2.50 m，两侧坡比为1∶3，采用50 cm 厚格宾石笼+无纺布防护；内部设厚80 cm、高150 cm 的仿生态石笼隔墙，中部设宽60 cm 的过鱼竖缝，相邻隔墙间竖缝交错布置。出鱼口上游采用底宽2.50 m 的平渠与主河道相连，平渠段采用50 cm 厚格宾石笼+无纺布防护。仿生态鱼道池室平面大样见图2。

图2 仿生态鱼道池室平面大样图（单位：cm）

3.4 方案比选

1）地形、地质条件

方案一的鱼道布置于回填砂之上，因壅水坝已建成多年，回填砂土沉降基本完成，其地基承载力及变形均可满足鱼道建基要求。方案二布置于翻板闸左侧过水土坝及上、下游河滩地之上，鱼道为直接从地面开挖沟渠形成，此处河段覆盖层土质主要为中细砂及粉土质砂，在洪水期，鱼道易受水流冲刷破坏，且上游水流携带的泥沙易淤积于鱼道内，影响鱼道的运行。

2）鱼道布置

方案一布置于翻板闸右侧回填区内，进、出鱼口与翻板闸上、下游边墙相结合，主要由进鱼口、出鱼口、槽身段、闸门及启闭设备组成，布置相对复杂。方案二鱼道槽身由开挖的沟渠及沟渠内格宾石笼隔墙组成，因不需闸门及启闭设备，布置简单。

3）施工条件及工期

方案一施工时，翻板闸上、下游边墙可作为挡水围堰使用，且施工区紧邻岸边，施工方便、工期短。方案二施工时，需修建挡水围堰及施工临时路，施工区位于河道中间部位，汛期施工受洪水影响较大，施工难度大、工期长。

4）运行管理

方案一有闸门及上、下游边墙的保护，受洪水影响小，运行可靠；方案二洪水期淹没于水下，对水位变动的适应力差[5]，易产生淤积及受到冲刷破坏，且无闸门控制，检修不便。

5）过鱼效果

从过鱼效果上看，方案一布置有灯光水流诱鱼措施，集鱼效果好；方案二适应生态恢复原则，水流条件更为鱼类所熟悉，过鱼种类多。

6）工程投资

方案一投资为2 847.14 万元，方案二投资为4 228.31万元，方案一比方案二投资少1 381.17万元。

7）比选结论

方案一运行可靠、施工方便、工期短、投资小，综合考虑推荐方案一。

4 结语

本文根据松原市生态环保型壅水坝的工程条件，提出了隔板式鱼道和仿生态鱼道两个方案，并进行比选。在比选过程中，充分考虑了地形及地质条件、施工条件及工期、运行管理、工程投资等多方面因素，最终选择了隔板式鱼道作为推荐方案。建设松原市生态环保型壅水坝过鱼设施，不仅可以为鱼类提供上、下游基因交流的通道，同时保持了河道水域的连通性，为补偿拦河雍水坝阻隔带来的负面影响提供了重要的技术手段。这一举措对于保护水生生物的生态系统和维护水域的生态平衡具有重要意义，松原市生态环保型壅水坝过鱼设施建设的必要性不言而喻。