本文摘要：摘要：越來(lái)越多的水利工程的修建，阻礙了魚(yú)類(lèi)上游遷移，嚴(yán)重地破壞了魚(yú)類(lèi)棲息地，阻斷了河流與魚(yú)類(lèi)棲息地之間的連通，造成了一系列河流生態(tài)問(wèn)題。過(guò)魚(yú)設(shè)施可以恢復(fù)河流連通性和生物多樣性能夠有效地改善河流的生態(tài)環(huán)境，論文分析了過(guò)魚(yú)設(shè)施的類(lèi)型以及國(guó)內(nèi)外
摘要：越來(lái)越多的水利工程的修建，阻礙了魚(yú)類(lèi)上游遷移，嚴(yán)重地破壞了魚(yú)類(lèi)棲息地，阻斷了河流與魚(yú)類(lèi)棲息地之間的連通，造成了一系列河流生態(tài)問(wèn)題。過(guò)魚(yú)設(shè)施可以恢復(fù)河流連通性和生物多樣性能夠有效地改善河流的生態(tài)環(huán)境，論文分析了過(guò)魚(yú)設(shè)施的類(lèi)型以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀并提出了展望。
關(guān)鍵詞：過(guò)魚(yú)設(shè)施;類(lèi)型;研究現(xiàn)狀
1魚(yú)道的研究背景
為了達(dá)到灌溉、市政用水、防洪、娛樂(lè)以及航運(yùn)等目的，世界上大多數(shù)河流已經(jīng)或正在修筑水壩，過(guò)多地修筑擋水建筑物勢(shì)必會(huì)對(duì)河流連續(xù)性產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。這其中就包括魚(yú)類(lèi)。魚(yú)類(lèi)棲息地是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，然而，修建水工建筑物阻礙了魚(yú)類(lèi)上游遷移，嚴(yán)重地破壞了魚(yú)類(lèi)棲息地，阻斷了河流與魚(yú)類(lèi)棲息地之間的連通，造成了一系列河流生態(tài)問(wèn)題[1]。此外，水工結(jié)構(gòu)改變了物理河流環(huán)境，例如，水位、流速和水溫等，這些性質(zhì)已被證明會(huì)顯著影響?hù)~(yú)類(lèi)的行為。生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性與棲息地的環(huán)境好壞有著直接的關(guān)系，棲息地環(huán)境遭到破壞會(huì)對(duì)生物多樣性產(chǎn)生重大的負(fù)面影響[2]。因此，為了保護(hù)河流生物多樣性及河流生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)魚(yú)類(lèi)洄游通道就顯得至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)天然漁業(yè)資源的可持續(xù)性發(fā)展，過(guò)魚(yú)設(shè)施建設(shè)一直是恢復(fù)魚(yú)類(lèi)洄游通道和溝通破碎化棲息地的有效工具，尤其重要的是，過(guò)魚(yú)設(shè)施可以恢復(fù)河流連通性和生物多樣性能夠有效地改善河流的生態(tài)環(huán)境[3-4]。
2魚(yú)道的研究類(lèi)型
魚(yú)道的類(lèi)型大致可以分為工程技術(shù)型魚(yú)道、仿自然型魚(yú)道和專(zhuān)用魚(yú)道。
2.1工程常用魚(yú)道特點(diǎn)
大量地統(tǒng)計(jì)表明，目前工程上通常主要使用的三種魚(yú)道類(lèi)型是丹尼爾式、池堰式和豎縫式，幾種典型的魚(yú)道結(jié)構(gòu)。
三種普遍應(yīng)用的魚(yú)道類(lèi)型的特征可以概括為以下幾點(diǎn)：
(1)池堰式魚(yú)道中，池室中的水流橫截面積較小，容易出現(xiàn)沉積物淤積和碎屑雜物的累積，使得池室的底部孔口極易被堵塞，嚴(yán)重的可能影響水位變化，這種類(lèi)型的魚(yú)道不適用較大的水位波動(dòng)，而且不能允許魚(yú)類(lèi)通過(guò)整個(gè)水流橫截面。
(2)丹尼爾式魚(yú)道占用空間較小，不受空間限制;但是容易受到水位波動(dòng)的影響，通道容易被沉積物和碎屑雜物堵塞，與其他類(lèi)型魚(yú)道設(shè)計(jì)相比，這種魚(yú)道設(shè)計(jì)需要更高的水位。
(3)豎縫式魚(yú)道能夠很好地適應(yīng)大而頻繁的水位波動(dòng)，它具有寬敞的內(nèi)部池室空間，能夠?yàn)轸~(yú)類(lèi)提供平滑區(qū)域，這種設(shè)計(jì)可以使魚(yú)類(lèi)通過(guò)整個(gè)水流橫截面，不容易發(fā)生沉積物淤積的情況。
3國(guó)內(nèi)外研究狀況
3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀
相關(guān)資料顯示，截止20世紀(jì)中期，北美地區(qū)的過(guò)魚(yú)建筑物已達(dá)到200余座，這其中包括第一座擁有集魚(yú)系統(tǒng)和大規(guī)模現(xiàn)代過(guò)魚(yú)建筑物的美國(guó)哥倫比亞河上的邦維爾壩(Bonnveille);當(dāng)時(shí)世界上水頭最高的北汊壩魚(yú)道，提升高度達(dá)到60m和長(zhǎng)度最長(zhǎng)的帕爾頓魚(yú)道，全長(zhǎng)達(dá)到了4800m。西歐、日本及蘇聯(lián)地區(qū)各種過(guò)魚(yú)建筑物也已達(dá)150座以上。進(jìn)入上世紀(jì)90年代，隨著人們對(duì)于河流生態(tài)環(huán)境認(rèn)識(shí)地加強(qiáng)及魚(yú)道相關(guān)問(wèn)題研究的日益深入，魚(yú)道工程建設(shè)數(shù)量急劇攀升，北美地區(qū)就已有近400座，日本的魚(yú)道建設(shè)數(shù)目更是達(dá)到了1400余座。到了21世紀(jì)初期，伊泰普魚(yú)道在巴拿馬運(yùn)河上成功建成并投入使用，它是當(dāng)時(shí)世界上水頭最高、長(zhǎng)度最長(zhǎng)的魚(yú)道。世界上現(xiàn)有魚(yú)道種類(lèi)很多，其中以丹尼爾式、溢流堰式、淹沒(méi)孔口式、豎縫式魚(yú)道較為常見(jiàn)。近幾年，國(guó)外建設(shè)了一批與天然河道的水流和環(huán)境較為相似的仿自然型魚(yú)道，與其它的過(guò)魚(yú)設(shè)施相比，仿生態(tài)魚(yú)道更貼近于自然河流生境條件，能夠?yàn)轸~(yú)類(lèi)及其他水水生物提供近似天然的水流，創(chuàng)造更為舒適的洄游環(huán)境。
3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
相比于國(guó)外而言，國(guó)內(nèi)魚(yú)道建設(shè)起步較晚，中國(guó)的魚(yú)道研究在經(jīng)歷最初發(fā)展的一段時(shí)期之后陷入了瓶頸期(1958-1983)，而后出現(xiàn)了停滯期(1984-2001)。發(fā)展前期國(guó)內(nèi)的魚(yú)道設(shè)計(jì)和建設(shè)多采用了其他國(guó)家的成功魚(yú)道設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)、理論和計(jì)算公式，這也就使得像其他國(guó)家一樣，豎縫式魚(yú)道成為魚(yú)道工程建設(shè)的主要模板。然而，大量的過(guò)魚(yú)試驗(yàn)表明，大多數(shù)魚(yú)道的過(guò)魚(yú)效果并不理想，其主要原因是國(guó)外的魚(yú)道多根據(jù)本土魚(yú)類(lèi)的游泳能力及遷徙行為設(shè)計(jì)建造，更多地是針對(duì)鮭魚(yú)、鱘魚(yú)等游泳能力強(qiáng)的洄游性物種，而國(guó)內(nèi)魚(yú)道更多地是針對(duì)游泳能力弱的淡水洄游性鯉科魚(yú)類(lèi)及珍貴水生物種。
進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著國(guó)內(nèi)水利工程事業(yè)的蓬勃發(fā)展，水工建筑物對(duì)河流縱向連續(xù)性及河流生態(tài)環(huán)境的影響日益凸顯，以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷提高，魚(yú)道方面的研究得以再次受到重視，進(jìn)入第二次發(fā)展期。
環(huán)評(píng)資料顯示，2000年以來(lái)對(duì)24個(gè)國(guó)家級(jí)水利工程項(xiàng)目下的12個(gè)魚(yú)道建設(shè)子項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查，豎縫式魚(yú)道達(dá)到了7座，占比58.3%;仿自然型式的過(guò)魚(yú)通道有3個(gè)，占25%;其他形式的魚(yú)道有2個(gè)，占16.7%。顯然，豎縫式魚(yú)道在國(guó)內(nèi)魚(yú)道建設(shè)中較為常見(jiàn)，更多地針對(duì)壩高介于6.0~39.7m的中、低水頭的壩體;仿自然型過(guò)魚(yú)通道雖然數(shù)目并不太多，但隨著研究人員對(duì)其內(nèi)部的水力特性、物種遷徙行為和水生生境不斷地深入研究，仿自然型魚(yú)道勢(shì)必會(huì)在以后的魚(yú)道建設(shè)運(yùn)行中大有作為。2006年，水利及環(huán)境相關(guān)部門(mén)召開(kāi)了與水利工程相關(guān)的水環(huán)境生態(tài)保護(hù)技術(shù)政策研討會(huì)，并下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)《水電水利建設(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過(guò)魚(yú)設(shè)施環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)指南(試行)》的函”(環(huán)評(píng)函〔2006〕4號(hào)，此后，我國(guó)的水利工程及生態(tài)保護(hù)事業(yè)進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。
水利論文投稿刊物：《水利學(xué)報(bào)》主要的論文征收范圍包括：水文及水資源、防洪減災(zāi)、灌溉排水、水力學(xué)、泥沙、河港水運(yùn)、巖土工程、水工結(jié)構(gòu)及材料、水利水電施工及監(jiān)理、水力機(jī)電、水利經(jīng)濟(jì)、水環(huán)境、水利史研究等。
2010年召開(kāi)了“建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)魚(yú)類(lèi)保護(hù)(魚(yú)道專(zhuān)題)技術(shù)高級(jí)研討會(huì)”，一系列的政策措施有力地推動(dòng)了魚(yú)道建設(shè)的發(fā)展，使魚(yú)道建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)研究逐漸趨于標(biāo)準(zhǔn)化。2012年，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部組織環(huán)評(píng)工作組對(duì)新建的數(shù)個(gè)水利工程下的魚(yú)道項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，并對(duì)魚(yú)道運(yùn)行效果進(jìn)行了技術(shù)評(píng)價(jià)，實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)廣東連江西牛航運(yùn)樞紐魚(yú)道、廣西長(zhǎng)洲水利樞紐魚(yú)道和吉林琿春老龍口水利樞紐魚(yú)道等多個(gè)魚(yú)道經(jīng)過(guò)數(shù)次結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后，過(guò)魚(yú)效果有了明顯地改善。
4結(jié)論
我國(guó)水能資源開(kāi)發(fā)利用的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，建國(guó)以來(lái)我國(guó)的水電開(kāi)發(fā)事業(yè)蓬勃發(fā)展，然而，水能資源的開(kāi)發(fā)伴隨著對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)脅迫的日益加劇，與之配套的過(guò)魚(yú)設(shè)施的研究和建設(shè)卻起步較晚，發(fā)展緩慢，其建設(shè)數(shù)量和運(yùn)行效果都與要求相差甚遠(yuǎn)，加快過(guò)魚(yú)設(shè)施的研究和建設(shè)，建立生態(tài)環(huán)境友好型的水利水電工程體系勢(shì)在必行。
(1)進(jìn)行新型過(guò)魚(yú)設(shè)施的研制和魚(yú)類(lèi)下行設(shè)施的研究。
(2)盡快建立一部過(guò)魚(yú)設(shè)施規(guī)范，并將過(guò)魚(yú)設(shè)施納入河流健康運(yùn)行評(píng)價(jià)體系，維護(hù)河流健康。
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作者：江慧汪星孟席
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