鱼道的发展综述

杨子慧　朱永英　周易　王巧玲　翁思钰　曲仕奇

【摘 要】 在水利水电开发建设中，鱼道作为一项生态补偿措施具有非常重要的作用。本文简单介绍了鱼道的起源，总结了国内外鱼道建设发展的概况，分析了鱼道设计建设中的几个关键问题，概况了生态鱼道的特点及发展前景。以期在我国的水电开发建设中，借鉴国外鱼道工程成功案例，实现我国水利水电工程及生态环境的可持续发展。

【关键词】 鱼道 发展 生态鱼道

1 引言

随着社会经济的快速发展，发电站与拦洪坝等水利工程建设迎来了蓬勃发展的新局面。这些水利工程在给人类带来巨大经济社会效益的同时也对生态环境造成了严重的不良影响。闸坝具有的拦蓄作用将河流拦腰堵截，形成水位差，阻断了洄游鱼类的自由迁徙：溯回与下行。成年鱼类无法到达上游进行交配产卵，下行时溢洪道也会增大洄游鱼类死亡的概率。生物链紧紧相扣，闸坝不仅直接影响鱼类活动，也间接影响了周边的生态环境，水电开发无意中将这一干相关的链条打乱了。

随着生态环境保护的意识逐渐加强，人们在追求经济效益的同时，开始尝试去保护生态环境，使水电工程与生态融为一体，因此鱼道应运而生。鱼道工程是在保留原水电工程的同时，最大程度地挽回生态受损的局面。鱼道工程本身经济效益不显著，因此其关注度始终不高，发展较为缓慢。但是随着时间的推移，鱼道的有效施行将对于保护河流生态环境，对于水利水电工程的可持续发展有着重大的意义。

2 鱼道的起源与发展

2.1 国外鱼道发展概况

国外的过鱼设施比我国早300多年的历史。最早在相关文献中提及鱼道设施的是法国。1662年法国南部的贝阿尔恩省颁发了规定，要求在堰坝上建造供鱼上、下通行的通道[1]。世界上第一座有集鱼系统的大规模现代过鱼建筑物枢纽的是1938年在美国西部哥伦比亚河上建成的邦维尔坝。据相关资料记载，全球最长的鱼道是横跨巴拉那河的伊泰普水电站鱼道。全长10公里，建成于2002年年底，耗资1200万美元。每年这条鱼道帮助40余种鱼洄游产卵，整个系统已成为巴西其他一些水电站的范例。该鱼道的起始端是巴拉那河的一条细小支流，流量只有10～12m3/s，鱼类在洄游时，会选择靠近河岸的水域，适宜的水流速度使鱼儿自然地游进了鱼道。起始端设计的成功是伊泰普水电站鱼道运行顺利的众多原因之一。再者，相关部门每3个月会组织一次监测，每两公里设置一个采样点，监测整条鱼道中的水温、水质和鱼类自然情况[2]。这为鱼道建成后的长久运行提供了基础保障。

据不完全统计，至20世纪60年代初期，美国和加拿大建有过鱼设施200座以上，西欧各国100座以上，前苏联18座以上，这些过鱼设施主要为鱼道。至20世纪晚期，鱼道数量明显上升，在北美有近400座，日本则有1400余座[3]。如美国邦纳维尔坝鱼道，年平均过鱼65万尾；美国麦克纳里坝鱼道，年均过鱼106万尾；前苏联土洛马电站鱼道，日平均过鱼440尾。这些鱼道的建设为河流生态的修复创造了良好的条件。

2.2 国内鱼道发展概况

与国外鱼道相比，我国关于鱼道的研究起步较晚。最早提及鱼道概念的是在开发富春江七里垅电站时进行的关于科学试验和水系生态环境的调查。1966年7月在大丰县斗龙港闸建成了我国第一个鱼道。到20世纪80年代，我国建成的鱼道设施在40座以上，主要过鱼对象一般为珍贵鱼类、鲤科鱼类和虾蟹等幼苗。然而一直到建造葛洲坝水利枢纽时，出现有关过鱼工程措施的争议，最终采取了建设增殖放流站，通过人工繁殖和放养的方法解决中华鲟等珍稀鱼类的物种保护问题。 这直接导致在接下来的近30年时间里我国在河道上兴修水利工程时几乎都不再考虑修建过鱼设施。而且，之前建造并已经投入使用的各种鱼道也因为管理维护不当、运行效果不理想、重视程度低等问题，渐渐趋于荒废。我国鱼道建设进入停滞期。

进入21世纪以后，我国水利水电工程建设蓬勃发展，天然渔业资源严重退化，我国河流中的珍稀洄游鱼种濒临灭绝，鱼道问题重新被提出，并逐渐得到人们的关注。环境影响报告中要求，具备条件的水利水电工程在新建与修复重建过程中要增设鱼道工程措施，以期达到生态修复与维护生物多样性、减小对鱼类影响的目的。此后修建了如北京的上庄水库鱼道、广西洲水利枢纽过鱼工程、浙江曹娥江挡潮大闸右侧鱼道、西藏狮泉河鱼道、珠江长滩枢纽鱼道和长江小南海鱼道等各种坝上过鱼设施，鱼道建设进入新的发展阶段。

3 鱼道设计中的关键问题

3.1 鱼道入口位置

鱼道的入口能否被鱼类很快发现并方便进入是鱼道设计建设成功与否的关键。鱼道入口应尽量设在鱼类洄游路线的途中、有活水下泄的位置。一般采用电站泄水，或者是利用溢洪道侧旁的下泄水流来诱鱼。部分研究资料表明葛洲坝三个船闸的下游是鱼类积聚最多的地方[4]。这也证明了，有流动水下泄的地方容易让鱼类聚集，鱼类方便辨认。但是要保证不应该出现漩涡和水跃[5]。

3.2 水流流速与温度

目前我国的鱼道大多是借鉴国外的鱼道进行设计的，然而我国的鱼种与国外不同，所以要求的水流流速、温度也不一致。因此，应针对不同的鱼道、不同的洄游鱼类进行分析，使鱼道具有兼容性，建设后能适应不同季节不同种类的鱼类洄游。例如，中华鲟适宜的水温阈值是15.3℃～20.5℃，流速阈值在1.07～1.65m/s范围内。已有研究证明，长江四大家鱼的繁殖需要18℃以上的水温以及一定涨速、涨幅和持续时间的水流[6]。

3.3 鱼道出口设计

鱼道的出口应远离溢洪道，靠近河岸，以免沿鱼道溯游的鱼类被卷入水流或进入分水干渠。出口外水流要平顺，流向明确，没有漩涡。

3.4 鱼道的监测与维护

鱼道的内部应设有采样点，监测整条鱼道中的水温、水质和鱼类洄游等情况，并要投入一定经费定期检修维护。我国湖南洋塘鱼道建成于1980年3月，初期过鱼效果良好，但受洪水影响，致使鱼道淤塞、闸门锈蚀。加之经费不足，年久失修，从1987 年起就一直处于停用状态。所以有效的监测与维护是鱼道长久运行必不可少的条件。

3.5 鱼类下行

国外鱼道的过鱼对象多为鲑鱼和鳟鱼的亲鱼，在上游产卵后绝大多数会死亡。而我国常见的过鱼对象是鲤科鱼，是多次产卵的鱼类，在产卵后会有下行的行为。所以我们的鱼道还需考虑鱼类下行的问题。我国对鱼类下行问题研究较少，目前主要是通过溢洪道或者水轮机直接下坝，对鱼类造成很大影响。不同的水轮机对鱼类的影响不一样，如冲击式水轮机，下行鱼类的死亡率几乎达到100%[7]。目前国外研究设置鱼栅及其他改进措施，可以使游过水电站的鱼类存活率提高到约94%。

4 生态鱼道

生态鱼道是在原有鱼道研究的基础上进行改进，使之符合生态学原理，最大化地构建出与水利工程建造前鱼类天然洄游通道近似的环境。尽可能使用当地的天然建筑材料，不使用化工合成物质。充分利用两岸自然生长的植物，使鱼道最大化地融入环境。采用天然漂石构建阶梯水池或过鱼竖缝，以模拟天然河流的水流流态，再通过结构型式和断面型式的优化以达到修复河流上下通鱼的目的[8]。

在生态鱼道设计中，在条件适宜的情况下，若能将鱼类通行的自然鱼道与人造鱼道相结合，则更能贴合鱼类习性，进一步提高过鱼效率。前面提及的伊泰普水电站鱼道，全长10公里，其中自然鱼道6公里，人工修建的鱼道4公里。两类鱼道的有效结合为该鱼道的高效运行提供了基本条件。

与传统鱼道相比，虽然生态鱼道的研究起步较晚，相关的研究也较少，但已有研究的实践证明，生态鱼道由于提供了鱼类更为适宜的水流条件，更加贴近自然条件，因而具有更好的过鱼效果。

5 结语

随着我国水能资源开发事业的蓬勃发展，为建立生态环境友好型的水利工程，保护鱼类资源及河流生物的多样性，鱼道建设任重而道远。我们应在借鉴国外成功案例的同时，结合我国的鱼类保护政策，将鱼道建设纳入水利水电工程建设规划中。针对鱼道建设中存在的关键问题，积极采取措施不断改进和完善鱼道建设，从而发挥鱼道的最大效益，实现水利水电工程及河流的可持续发展。

参考文献：

[1]刘志雄，周赤，黄明海.鱼道应用现状和研究进展[J].长江科学院院报，2010（4）：28-31.

[2]陈凯麒，常仲农，曹晓红，葛怀凤.我国鱼道的建设及展望[J].水利学报，2012，43（2）：182-188.

[3]曹庆磊，杨文俊，周良景.国内外过鱼设施研究综述[J].长江科学院院报，2010，27（5）：39-43.

[4]王琲，杨文俊，陈辉.生态水工建筑物—鱼道的建设及研究进展[J].人民长江，2013，44（9）：88-92.

[5]戚印鑫，孙娟，邱秀云.水利枢纽中的鱼道设计及试验研究[J].水利与建筑工程学报，2009，7（3）：55-58.

[6]刘洪波.鱼道建设现状、问题和前景[J].水利科技与经济，2009，15（6）：477-479.

[7]王兴勇，郭军.国内外鱼道研究与建设[J].中国水利水电科学研究院学报，2005，3（3）：222-228.

[8]刘圣尧，谢鸿.生态鱼道在低水头堰坝工程中的应用[J].浙江水利科技，2014（4）：60-62.