泉州白瀨水利樞紐工程升魚機進魚口位置選擇研究

王聰敏

摘要：水庫大壩建設會對魚類洄游造成阻隔影響，為減少大壩阻隔對魚類遺傳交流的影響，大壩應建設過魚設施。福建省泉州白瀨水利樞紐工程采用升魚機過魚設施，而進魚口位置選擇是影響過魚設施設計成敗的關鍵因素。根據白瀨水利樞紐布置特點，從壩下流場、工程條件、過魚效果等方面進行進魚口位置比選研究，為類似水庫工程過魚設施進魚口位置選擇提供參考和借鑒。

關鍵詞：大壩阻隔;過魚設施;升魚機;進魚口

中圖分類號：X176 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.116

Abstract：Reservoir dam construction will cause barrier effects on fish migration. In order to reduce the impact of dam barriers on fish genetic communication， dams should be constructed with fish facilities.The Bailai Water Conservancy Project in Quanzhou，Fujian Province uses a fish-lifting machine to pass fish.The choice of the location of the fish inlet is a key factor affecting the success of the fish-passing facility design.According to the layout characteristics of the Bailai Water Conservancy Project， the location of the fish inlets is selected from the aspects of the dam flow field， engineering conditions，and fish passing effects， etc.， and it provides a reference for the selection of fish inlet locations for fish passing facilities in similar reservoir projects.

Key words：Dam barrier;Fish passage facilities;Fish lift;Fish inlet

水庫工程具有供水、防洪、發電等多種功能，但大壩建設會對魚類洄游造成阻隔影響。為減少大壩阻隔對魚類遺傳交流的影響，大壩應建設過魚設施[1]。

白瀨水利樞紐工程位于福建省泉州市安溪縣境內，開發任務以供水為主，結合防洪，兼顧發電，并為改善下游灌溉、生態用水創造條件。水庫大壩最大壩高106.00m，電站裝機容量57MW，為壩后式水電站。白瀨水庫屬高壩大庫，根據已有工程經驗，從過魚效果、工程技術及布置條件、運行管理等方面進行比較，采用升魚機作為過魚方案具有一定的優勢，而合理布設進魚口是升魚機設計和建設取得成功的關鍵[2]。

1 過魚對象分析

1.1 過魚種類

工程區內有少數幾種屬于江湖洄游性魚類（半洄游性魚類），這些魚類在繁殖季節產卵時溯河而上到淺水急流中產卵，如黑脊倒刺鲃、半刺光唇魚、寬鰭鱲、細鱗鲴、翹嘴鲌等，對于這些魚類而言，雖然其生活史過程中不需要進行大范圍的遷移和洄游，但在不同阻隔板塊之間的魚類進行交流繁殖會豐富各板塊之間的基因庫，對于種群穩定發展非常重要。綜合考慮本工程魚類的過魚需求、過魚有效性、過魚價值，并結合魚類資源量現狀，確定本工程的主要過魚對象為黑脊倒刺鲃、半刺光唇魚、赤眼鱒、細鱗鲴、寬鰭鱲、翹嘴鲌。

1.2 魚類游泳能力

魚類游泳能力參數對升魚機等過魚設施的設計至關重要。本工程通過魚類游泳能力測試實驗并參考幾種魚類的感應流速、喜好流速和極限流速[3]，對泉州白瀨水利樞紐主要過魚對象的游泳能力進行預估，見表1。通過以上數據分析，本工程主要過魚對象的游泳能力參數為：黑脊倒刺鲃、半刺光唇魚、赤眼鱒、細鱗鲴、寬鰭鱲、翹嘴鲌的突進流速>0.89m/s，感應流速>0.15 m/s。

2 進魚口下游河道流場結構分析

白瀨水利樞紐工程發電廠房布置在右岸，采用壩后式地面廠房型式。廠內布置三臺混流式水輪發電機組（1#、2#機組為引水發電機組，3#機組為生態發電機組），電站尾水以及生態機組尾水對下游魚類均具有較好的吸引效應。根據樞紐電站不同運行方式，對下游河道的流場結構進行數值模擬分析，具體數模計算工況見表2。

通過各工況下游河道流場結構數值模擬數據分析可知：各工況壩下水深范圍1.27～2.42m，樞紐下游河道流場整體結構較為平順，下游河道河中主流流速約為0.1～2.00m/s，各工況下左岸岸邊主流邊緣均有約1～2m寬的0.2～0.5m/s的低流速區，目標魚類可由此上溯至壩下電站廠房尾水導墻附近聚集。壩下流場（工況9）詳見圖1。

3 進魚口位置比選

根據進魚口位置選擇原則[3]、魚類喜好沿主流邊緣進行上溯[4]的行為習性和樞紐布置特點，結合進魚口流場分析結果，擬定左右岸2個進魚口方案進行綜合比選，其中方案一進魚口位置位于壩下右岸廠房尾水處，方案二進魚口位于左岸導流明渠下游段210m處，詳見圖2。

3.1 壩下流場條件

方案一：魚道進口位于廠房尾水渠左側導墻出口處，處于電站尾水主流邊緣0.2～0.5m/s的流速區域，是魚類能夠上溯到達的最前沿。由于電站運行及生態補水，電站尾水提供了必要的誘魚流量，電站各運行工況下尾水下游河道的流場形態良好，能夠為魚類提供良好穩定的上溯流態。廠房尾水區通過魚道進口的適當補水后，進一步形成較理想的誘魚流態。