河道修复-鱼道（水生态修复课件）

鱼道1.鱼道的定义2.鱼道的作用3.鱼道的优缺点一、鱼道概述供鱼类上溯洄游通过水坝、水闸等障碍物的通道，一般由进口、槽身、出口和诱鱼补水系统组成。1.鱼道的定义鱼道主视图水利工程建设中过鱼设施的建设已有数百年历史，但直到20世纪30年代，过鱼设施的研究和建设才得到了比较大的发展。我国从50年代后期陆续在水利工程中建设过鱼设施。过鱼设施主要有鱼道、鱼闸、升鱼机和集运鱼船等类型，可以根据过坝鱼类的品种、数量和鱼的习性及水利工程的特性等条件选用。1.鱼道的定义鱼道是最早采用的，也是兴建最多的一种形式，一般适用于水头在20～25m以下的工程。鱼闸和升鱼机可适用于水头比较大的水利工程。鱼道最早出现在法国，1662年法国西南部的贝阿尔省颁布规定要求在堰、坝上建造鱼上下通行的通道。我国鱼道起步比较晚，大约开始于20世纪60年代，经历了三个时期：20世纪60～70年代是初步发展时期，20世纪80～90年代是停滞期，2000年以后是二次发展期。1.鱼道的定义2.鱼道的作用它是河流生态系统健康的评价指标之一，可减缓大坝的阻隔影响，帮助恢复鱼类和其它水生生物物种在河流中自由洄游。鱼道侧视图2.鱼道的作用水坝将河流拦腰斩断，形成了河流的非连续性特征，改变了自然水文规律。国内外一些大坝工程运行监测资料表明，筑坝可能导致河流生态系统不同程度的退化。筑坝以后给洄游鱼类造成了难以逾越的障碍，如果没有建设适合鱼类习性的鱼道，对某些濒危的洄游鱼类将是致命的打击。3.鱼道的优缺点优点:一是鱼类通过低水头的鱼道上溯后，一般不会受到伤害，对鱼的性腺发育不会产生不良影响；二是过鱼能力大，可以连续地过鱼，保障鱼类及时过坝；三是沟通和恢复了坝上、下水系中鱼类的联系，在适宜条件下，某些其他水生生物也可通过鱼道，对维护原有的生态系统平衡起到一定作用；四是机械障碍少，运行保证率高。缺点:同鱼闸和机械升鱼机相比，一次性投资较大、占地面积较大、施工较复杂。1.鱼道的定义2.鱼道的作用3.鱼道的优缺点小结

二、鱼道的发展史

1.我国鱼道发展史2.国外鱼道发展史

我国过鱼设施的研究和建设大致经历了3个时期：(1)初步发展期1958年在规划开发富春江七里垄水电站时首次提及鱼道,1960年在兴凯湖附近首先建成新开流鱼道。上世纪80年代，对鱼的生境因素及过鱼设施进行了初步研究并相继建设了40余座鱼道。1.我国鱼道发展史

(2)停滞期自葛洲坝水利枢纽中采取建设增殖放流站的措施来解决中华鲟等珍稀鱼类的保护问题至此后的20多年，我国在建设水利水电工程时很少修建过鱼设施，相关的技术研究工作几乎没有开展，已建过鱼设施多数运行效果不理想，因而闲置或被废弃(如湖南洋塘鱼道)。1.我国鱼道发展史湖南洋塘鱼道（已废弃）

(3)二次发展期进入21世纪后,随着我国水利水电资源开发逐渐加深,天然渔业资源严重退化,甚至危及到我国国家级自然保护区珍稀特有鱼类，过鱼设施的研究和建设重新受到重视，一批过鱼设施已建成运行或在规划建设中。如北京上庄水库鱼道、西藏狮泉河鱼道、珠江长滩枢纽鱼道和长江小南海鱼道等。1.我国鱼道发展史

据不完全统计,至2O世纪6O年代初期，美国和加拿大有过鱼设施2OO座以上,西欧各国1OO座以上，前苏联15座以上，这些过鱼设施主要为鱼道。至上世纪晚期，鱼道数量明显上升，在北美有近4O0座,，日本则有1400余座。世界上水头最高、长度最长的鱼道分别是美国在20世纪50年代建设的北汊坝(NorthFork)鱼道(提升高度60m，全长2700m)和帕尔顿鱼道(提升高度57.5m，全长4800m)。2.国外鱼道发展史

国外鱼道的主要过鱼对象一般为具有较高经济价值的洄游性鱼类,，比如美国大西洋鲑鱼、鳟鱼，法国西鲱鱼和日本香鱼等。它们通常生活在纬度较高的地区(如北美、北欧、俄罗斯、日本北部、我国东北的黑龙江和吉林两省的入海河流),在海水里生长,淡水里产卵孵化。这些鱼类个体较大,克服流速的能力很强,对复杂流态的适应性也较好。2.国外鱼道发展史

20世纪50年代，美、加两国共同修建了圣劳伦斯水电站和深水航道。水电站修建阻隔了美国幼鳗从大西洋到上游安大略湖的洄游。20世纪70年代，在大坝的加拿大岸加装了鳗鱼鱼道后，缓解了鳗鱼洄游的障碍，90年代末，联邦能源调节委员会(FERC)向圣劳伦斯大坝美方即纽约电力局(NYPA)提出，在大坝的美国沿岸建设鳗鱼鱼道。2.国外鱼道发展史

加拿大安大略省建有鱼道42座，鱼道的坝高都不高，一般坝高不超过15m，但有水坝的地方基本都修建了鱼道。针对上行鲑鱼类等洄游特性要求，鱼道采用了池式、丹尼尔式、具有自然河道特性的旁侧渠道等，水流的流速和流态与所要通过鱼类的生活习性相适应。鱼道运行过程中的现场跟踪评估表明，这些鱼道几乎都是有效的，达到了预期的过鱼目标。2.国外鱼道发展史小结鱼道发展史1.我国鱼道发展史2.国外鱼道发展史三、鱼道的常见形式1.水池式鱼道2.槽式鱼道3.梯级鱼道4.丹尼尔式鱼道5.竖缝式鱼道6.管道式鱼道1.水池式鱼道水池式鱼道由一连串连接上下游的水池组成，各水池用短渠连接，接近天然河道情况，利于鱼类通过，但抬高水头不大，一般为3～10m，且要有合适的地形，否则开挖量很大。1.水池式鱼道水池式鱼道的短渠道内流速较大，水池内流速较小。水流从短渠道流入临近的下游水池中时容易形成紊流，流速降低。水流从水池内流入下一个短渠道中时，势能转换为动能，流速增大。水池式鱼道对鱼类休息补充体力比较合适，鱼类通过短渠道洄游时消耗体力较大，在水池内可以稍作休息。2.槽式鱼道槽式鱼道是一种最简单的过鱼建筑物，为矩形断面的倾斜水槽，按其是否有消能设施分为简单槽式鱼道和加糙式鱼道两种。右图为加糙式鱼道。2.槽式鱼道简单槽式鱼道仅利用延长水流途径和槽壁自然糙率来降低流速，加糙式鱼道在槽壁和槽底设有间距较密的阻板和底坎，水流流经阻板和底坎时遭到反向作用力，从而降低流速。简单槽式鱼道内水流平顺，但消能效果差，使用受到较大限制，只能用于低水头水利设施。加糙式鱼道宽度小（2m以下）、坡度陡（1：4～l：10）、长度短。但流量大、流态较差、紊流严重，并且缺少为鱼类提供休息的场所，仅适用于较强劲的鱼，常用在2m以下的水位落差处。3.梯级鱼道梯级鱼道是以水池式鱼道为原形发展来的，它由阶梯式底板和横隔板的水槽组成，形成一系列梯级水池。为了过鱼，在隔板上设孔。3.梯级鱼道

由于隔板的作用，一系列水池中水位成阶梯状。为了过鱼，在隔板上设孔，有的在隔板顶部一侧，有的可在隔墙底部一侧。梯级水池和鱼道路线的拐角处，都是鱼通过孔后的休息场所。鱼道的尺寸、阶梯的数目、跌水的大小、孔的形状和位置，都要随水流流速和洄游鱼的习性确定。4.丹尼尔式鱼道

比利时的丹尼尔首先在槽式鱼道的槽壁槽底设置相距很密的阻板和底坎，消能减速，称为丹尼尔式鱼道。5.竖缝式鱼道允许不同水深的过鱼，竖缝式隔板间形成静止水流。6.管道式鱼道一般布置在河床地下，安放乱石，挡板来阻流。小结鱼道的常见形式1.水池式鱼道2.槽式鱼道3.梯级鱼道4.丹尼尔式鱼道5.竖缝式鱼道6.管道式鱼道1.我国鱼道建设存在的主要问题2.我国鱼道建设的前景展望四、我国鱼道的建设

由于我国很多已建的鱼道是参照国外的标准进行设计施工，鱼道内流速偏大，仅仅适合洄游能力强的鱼类，导致鱼道不能完全发挥其作用。例如浙江省富春江七里垄电站的鱼道，自建成后就从未有鱼、虾、蟹通过，后来被“绿化隐蔽”。湖南洋塘鱼道从1984年起便废弃不用了。1.我国鱼道建设存在的主要问题1.我国鱼道建设存在的主要问题（1）对鱼道修建的目的缺乏正确的认识。鱼道的建设不但是为鱼类保护而设，更是为保护河道水域连通性，补偿大坝阻隔带来的负面影响。

（2）我国鱼道还没有成型的设计规范，有关鱼道设施有效性的数据资料很少，过鱼设施的数据主要来源于国外的经验，并不能作为最佳设计标准。

1.我国鱼道建设存在的主要问题

（3）鱼道水力学研究中的问题。鱼道入口附近的水流流态和流速的分布，优化鱼道内部流量、流速、水深和流态的有效控制，鱼道出口附近的流态及流速设计等的研究较少。（4）鱼道下行问题目前研究尚少，缺乏对鱼类的完全了解，没有提出有效的措施解决。

1.我国鱼道建设存在的主要问题

（5）对人工增殖放流后鱼种进入水域的生态系统特点和背景情况缺乏足够的了解，因此放流个体对自然环境的生存能力是个未知数。

（6）鱼道监测方面的问题。对鱼道下行没有监测，对底栖无脊椎动物上溯的有效性缺乏监测。

（7）其他方面的问题，诸如法律规范、认识理念等。

我国水能资源开发利用的历史源远流长，建国以来水电开发事业蓬勃发展。然而，水能资源的开发伴随着对河流生态系统胁迫的日益加剧，与之配套的过鱼设施的研究和建设却起步较晚，发展缓慢，其建设数量和运行效果都与要求相差甚远，所以加快过鱼设施（鱼道）的研究和建设，建立生态环境友好型的水利水电工程体系势在必行。2.我国鱼道建设的前景展望加快过鱼设施（鱼道）的研究和建设，具体从以下几个方面进行：

（1）加强河段或区域代表性生物(鱼类)的研究,并加强其原型生境要素的监测。（2）开展特征鱼类生