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鱼撞大坝惨剧不再上演 长江鱼有了回家"专线"

发布日期:2021-07-06  查看次数:99 来源:网络  作者:不详

 
 
 

6月的金沙江,碧水蓝天,鱼翔浅底。

站在金沙水电站大坝观景台,只见巍巍大坝怀揽一湾清水,左岸一条形如“U”形槽的水道蜿蜒而出,翻越大坝连通上下,形成一个接续生命的生态廊道。

这就是长江干流首座过鱼通道,长江鱼有了回家“专线”。

“投入使用以来,过鱼效果不错,监测数据显示,平均每月过鱼量3600多尾。”7月2日,长江设计院枢纽院通航与过鱼设计部副主任朱世洪说,看着自己设计的作品,勾勒出鱼跃金沙的生态画卷,十分欣慰。

长江大保护,从设计源头抓起,才能把生态蓝图绘到底。

打通阻碍,让所有鱼儿一路畅游

长江的鱼儿,大多具有洄游产卵的习性。近年来,随着长江上游的金沙江、雅砻江梯级开发进程加快,天然河道被大坝拦截,洄游通道受阻,一定程度上影响了水生物种的繁衍和生态平衡。

几年前,中国工程院院士、长江设计院院长钮新强曾谈过“鱼儿的眼泪”,一群鱼儿逆流而上找不到通道,想越过大坝而撞向混凝土坝体。这引出了一个问题:水利工程如何与生态环境协调发展?

“2011年,金沙水电站在研究论证阶段,我们就考虑到了过鱼问题。”金沙水电站设计总工程师、长江设计院副总工程师鄢双红说,为此他们的第一个专项研究,便聚焦在如何过鱼。

早在20世纪80年代初,过鱼问题就引起相关专家关注。葛洲坝水电站建成后,专家团队曾开展过水轮机过鱼试验,并得出“50厘米以下鱼儿,可以正常通过”的结论。

这一结论,解决了上游的鱼儿向下通行问题,但下游回溯问题仍未解决。

此后,网捕过鱼、升鱼机等手段,逐渐在水电站使用。

朱世洪介绍,网捕过鱼和升鱼机,在一定程度上打破了鱼儿洄游壁垒,但存在一些瑕疵。比如,人工干预过多造成资源损耗,无法满足所有洄游鱼类的需求等。

能否通过一种手段,一劳永逸打通阻碍,让所有鱼儿一路畅游?

查阅大量资料,并去湖南洋塘水电站和广西长洲水利枢纽现场学习过鱼设施后,朱世洪产生了绕大坝岸线布设过鱼通道的想法。

无数次演算、碰撞和论证,朱世洪和设计团队配合长江水资源保护科学研究所完成了《金沙江金沙水电站水生生态影响评价专题报告》。

随后,鄢双红带队,赴京向环保部门做专题汇报,很快得到批复并要求他们:“下阶段深化鱼道水工模型实验研究,优化鱼道设计方案”。长江干流第一座过鱼通道呼之欲出。

科学设计,确保鱼儿“应过尽过”

金沙水电站坝轴线近400米,鱼道似一条玉带,沿下游左岸坝线蜿蜒近200米,穿大坝而上,至上游近300米处,便是鱼道出口。

为减少占用河道岸线资源,鱼道两端三次折叠迂回,以满足鱼儿溯游爬坡需求。

鱼儿如何精准找到大坝下游宽不过1米的鱼道入口?朱世洪说,这是鱼道设计成败关键所在。

“鱼有天生本领,寻找适合自己的流场,并在区域内活动。”朱世洪回忆,方案未审批前,团队就和长科院科研人员一起开始水力学研究,用水力学模型模拟各种流场,找出最合适鱼儿游泳的流速。

一年多时间,他们研究了金沙水电站河段收集到的63种鱼类,最后得出流速数据为每秒0.3米至每秒1米。据此,结合河势、大坝阻水等多方面因素,在左岸下游设计了3个鱼道进口,涵盖大多数鱼类的游泳特性。

鱼道建了,还要确保鱼儿“应过尽过”。为帮助少数“迷路”的鱼儿找到正确的路,朱世洪团队在平行于大坝方向的集鱼补水渠内动起了脑筋。

朱世洪介绍,如果集鱼渠比较宽大,补水口垂直于渠体,就会造成仅在出水口有很小流速,而渠内大部分水流没有形成特别流场,引导鱼儿进入作用不大。反复试验论证,团队创新提出,将补水口向鱼儿游动方向倾斜,通过控制补水流速带动渠内整体流速,形成鱼儿喜欢的流场。

此举大大拓展了集鱼范围,增强集鱼效果,还收获了一项国家专利。

目前,国际国内同类建筑中,鱼道普遍通过暗涵穿坝,导致涵内没有光线,致使趋光鱼类停滞不前。为此,设计团队采用绕坝开槽的方式,更好地使用自然光环境,以满足不同鱼类的趋光特性。

金沙水电站水头高20多米,如何在满足鱼儿洄游条件的前提下,尽可能将鱼道设计得更短?

5年时间,朱世洪团队经过无数次试验,在物理模型上将过鱼池设置成各种坡度,观察鱼类克流能力。最终,将鱼道从研究阶段提出的1755米优化到1486米,仅这一项就节省了鱼道建设五分之一的投资。

同时,在鱼道内每隔3.5米安装一道竖缝效能隔板,380多道竖缝效能隔板,仿造自然河道流态。“鱼道进口和出口接近1比1的过鱼量,验证了设计的科学性。”朱世洪说,鱼儿过坝的成功率大大提升。

提档升级,为洄游鱼配“医院”“产房”

“看,这条是岩原鲤,这是泉水鱼,正在排队过出口。”6月25日,朱世洪通过过鱼监测屏幕认真辨别鱼的种类。突然,他提高音调:“圆口铜鱼,一条圆口铜鱼!”

原来,圆口铜鱼俗名肥坨,是生活在长江的珍稀鱼类,通常很少见到。

“接下来,我们要将鱼道进一步提档升级,加强景观设计,更好呈现鱼跃金沙的美景。”鄢双红说,过鱼通道相当于给鱼儿架上了“鹊桥”,为了更好地繁衍,还需配套合适的“医院”和“产房”。

2015年,在水电站设计方案中,增加了增殖放流和产卵场规划。

实地查勘后,鄢双红团队发现,金沙江中游第八个梯级观音岩水电站的增殖放流站,距金沙水电站仅20余公里,覆盖水域范围,可满足两个梯级的生态需求,“医院”就此落地。

2017年,金沙水电站截流,上述增殖放流站便承担起金沙水电站的放流任务,每年培育放流近20万尾鱼苗。

未来,金沙水电站下游第十个梯级银江水电站,也将加入放流计划,至此,该放流站将成为全国首个三座电站共用的“医院”。

人工介入只是辅助洄游鱼繁殖,更多的鱼洄游后仍是自然繁衍。于是,鄢双红团队在鱼道投运后,开始为鱼儿寻找合适的“产房”。

下一步,他们将通过人工湿地等,进一步净化水质,给鱼儿打造一个舒适的“产房”。

 

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