本文摘要：摘要：越來越多的水利工程的修建，阻礙了魚類上游遷移，嚴(yán)重地破壞了魚類棲息地，阻斷了河流與魚類棲息地之間的連通，造成了一系列河流生態(tài)問題。過魚設(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，論文分析了過魚設(shè)施的類型以及國內(nèi)外
摘要：越來越多的水利工程的修建，阻礙了魚類上游遷移，嚴(yán)重地破壞了魚類棲息地，阻斷了河流與魚類棲息地之間的連通，造成了一系列河流生態(tài)問題。過魚設(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，論文分析了過魚設(shè)施的類型以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀并提出了展望。
關(guān)鍵詞：過魚設(shè)施;類型;研究現(xiàn)狀
1魚道的研究背景
為了達(dá)到灌溉、市政用水、防洪、娛樂以及航運(yùn)等目的，世界上大多數(shù)河流已經(jīng)或正在修筑水壩，過多地修筑擋水建筑物勢必會對河流連續(xù)性產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。這其中就包括魚類。魚類棲息地是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，然而，修建水工建筑物阻礙了魚類上游遷移，嚴(yán)重地破壞了魚類棲息地，阻斷了河流與魚類棲息地之間的連通，造成了一系列河流生態(tài)問題[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)已被證明會顯著影響魚類的行為。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)境遭到破壞會對生物多樣性產(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)魚類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，過魚設(shè)施建設(shè)一直是恢復(fù)魚類洄游通道和溝通破碎化棲息地的有效工具，尤其重要的是，過魚設(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魚道的研究類型
魚道的類型大致可以分為工程技術(shù)型魚道、仿自然型魚道和專用魚道。
2.1工程常用魚道特點(diǎn)
大量地統(tǒng)計表明，目前工程上通常主要使用的三種魚道類型是丹尼爾式、池堰式和豎縫式，幾種典型的魚道結(jié)構(gòu)。
三種普遍應(yīng)用的魚道類型的特征可以概括為以下幾點(diǎn)：
(1)池堰式魚道中，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，這種類型的魚道不適用較大的水位波動，而且不能允許魚類通過整個水流橫截面。
(2)丹尼爾式魚道占用空間較小，不受空間限制;但是容易受到水位波動的影響，通道容易被沉積物和碎屑雜物堵塞，與其他類型魚道設(shè)計相比，這種魚道設(shè)計需要更高的水位。
(3)豎縫式魚道能夠很好地適應(yīng)大而頻繁的水位波動，它具有寬敞的內(nèi)部池室空間，能夠?yàn)轸~類提供平滑區(qū)域，這種設(shè)計可以使魚類通過整個水流橫截面，不容易發(fā)生沉積物淤積的情況。
3國內(nèi)外研究狀況
3.1國外研究現(xiàn)狀
相關(guān)資料顯示，截止20世紀(jì)中期，北美地區(qū)的過魚建筑物已達(dá)到200余座，這其中包括第一座擁有集魚系統(tǒng)和大規(guī)�，F(xiàn)代過魚建筑物的美國哥倫比亞河上的邦維爾壩(Bonnveille);當(dāng)時世界上水頭最高的北汊壩魚道，提升高度達(dá)到60m和長度最長的帕爾頓魚道，全長達(dá)到了4800m。西歐、日本及蘇聯(lián)地區(qū)各種過魚建筑物也已達(dá)150座以上。進(jìn)入上世紀(jì)90年代，隨著人們對于河流生態(tài)環(huán)境認(rèn)識地加強(qiáng)及魚道相關(guān)問題研究的日益深入，魚道工程建設(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，伊泰普魚道在巴拿馬運(yùn)河上成功建成并投入使用，它是當(dāng)時世界上水頭最高、長度最長的魚道。世界上現(xiàn)有魚道種類很多，其中以丹尼爾式、溢流堰式、淹沒孔口式、豎縫式魚道較為常見。近幾年，國外建設(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道，與其它的過魚設(shè)施相比，仿生態(tài)魚道更貼近于自然河流生境條件，能夠?yàn)轸~類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國內(nèi)研究現(xiàn)狀
相比于國外而言，國內(nèi)魚道建設(shè)起步較晚，中國的魚道研究在經(jīng)歷最初發(fā)展的一段時期之后陷入了瓶頸期(1958-1983)，而后出現(xiàn)了停滯期(1984-2001)。發(fā)展前期國內(nèi)的魚道設(shè)計和建設(shè)多采用了其他國家的成功魚道設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)、理論和計算公式，這也就使得像其他國家一樣，豎縫式魚道成為魚道工程建設(shè)的主要模板。然而，大量的過魚試驗(yàn)表明，大多數(shù)魚道的過魚效果并不理想，其主要原因是國外的魚道多根據(jù)本土魚類的游泳能力及遷徙行為設(shè)計建造，更多地是針對鮭魚、鱘魚等游泳能力強(qiáng)的洄游性物種，而國內(nèi)魚道更多地是針對游泳能力弱的淡水洄游性鯉科魚類及珍貴水生物種。
進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著國內(nèi)水利工程事業(yè)的蓬勃發(fā)展，水工建筑物對河流縱向連續(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)意識不斷提高，魚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)評資料顯示，2000年以來對24個國家級水利工程項(xiàng)目下的12個魚道建設(shè)子項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查，豎縫式魚道達(dá)到了7座，占比58.3%;仿自然型式的過魚通道有3個，占25%;其他形式的魚道有2個，占16.7%。顯然，豎縫式魚道在國內(nèi)魚道建設(shè)中較為常見，更多地針對壩高介于6.0~39.7m的中、低水頭的壩體;仿自然型過魚通道雖然數(shù)目并不太多，但隨著研究人員對其內(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，仿自然型魚道勢必會在以后的魚道建設(shè)運(yùn)行中大有作為。2006年，水利及環(huán)境相關(guān)部門召開了與水利工程相關(guān)的水環(huán)境生態(tài)保護(hù)技術(shù)政策研討會，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、低溫水和過魚設(shè)施環(huán)境影響評價技術(shù)指南(試行)》的函”(環(huán)評函〔2006〕4號，此后，我國的水利工程及生態(tài)保護(hù)事業(yè)進(jìn)入了大發(fā)展時期。
水利論文投稿刊物：《水利學(xué)報》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年召開了“建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價魚類保護(hù)(魚道專題)技術(shù)高級研討會”，一系列的政策措施有力地推動了魚道建設(shè)的發(fā)展，使魚道建設(shè)規(guī)劃設(shè)計及相關(guān)技術(shù)研究逐漸趨于標(biāo)準(zhǔn)化。2012年，國家環(huán)境保護(hù)部組織環(huán)評工作組對新建的數(shù)個水利工程下的魚道項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，并對魚道運(yùn)行效果進(jìn)行了技術(shù)評價，實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)廣東連江西牛航運(yùn)樞紐魚道、廣西長洲水利樞紐魚道和吉林琿春老龍口水利樞紐魚道等多個魚道經(jīng)過數(shù)次結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后，過魚效果有了明顯地改善。
4結(jié)論
我國水能資源開發(fā)利用的歷史源遠(yuǎn)流長，建國以來我國的水電開發(fā)事業(yè)蓬勃發(fā)展，然而，水能資源的開發(fā)伴隨著對河流生態(tài)系統(tǒng)脅迫的日益加劇，與之配套的過魚設(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)，加快過魚設(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在必行。
(1)進(jìn)行新型過魚設(shè)施的研制和魚類下行設(shè)施的研究。
(2)盡快建立一部過魚設(shè)施規(guī)范，并將過魚設(shè)施納入河流健康運(yùn)行評價體系，維護(hù)河流健康。
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作者：江慧汪星孟席
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