袁灣水庫工程過魚設施選擇

蘭秀乾

（光山縣袁灣水庫建設運行事務中心，信陽 光山 465450）

0 引言

過魚設施設計以不同地區(qū)、不同河道、不同魚群為基礎，采用多種過魚設施進行經濟技術比較更具有針對性。

1 工程概況

袁灣水庫工程地理位置位于光山縣潑陂河鎮(zhèn)和晏河鄉(xiāng)的交界處，流域位置位于淮河一級支流潢河上游，是一座以防洪為主，結合供水、灌溉，兼顧發(fā)電、改善生態(tài)等綜合利用的大（2）型水庫工程。潢河主要過魚對象為長薄鰍、翹嘴鲌、三角魴、四大家魚（青魚、草魚、鰱魚、鳙魚）等，根據各種魚類的上溯期、產卵期、結合主要過魚種類的生活習性，過魚時間主要考慮為魚類產卵季節(jié)，即每年的3-7月。

水庫上游水位受水庫蓄水位影響，正常蓄水位為68.50 m，死水位為62.00 m。袁灣水庫下游水位主要受電站、下游龍山閘影響。根據上、下游水位情況，確定魚道上游設計水位為62.50～68.50 m，水位變幅6.00 m。下游最高水位55.00 m，最低水位53.50 m，水位變幅1.50 m。袁灣水庫魚道設計最大水頭差為15.00 m，最小水頭差為7.50 m。

2 過魚設施選擇

2.1 常用過魚設施

過魚設施主要形式包括：魚道、仿自然通道、升魚機、魚閘以及集運魚系統(tǒng)等。

2.1.1 魚道

魚道又稱魚梯或技術型魚道，應用廣泛，歷史也很長，國內外均有大量工程實例。魚道由進口、槽身、出口等組成。其原理是將過壩高度分解成多個較小的落差，形成一系列的水池，水池間設有隔板，隔板上設有孔、槽或縫，沿程利用水墊、沿程摩阻、水流對沖和擴散來起到消能減緩流速幫助魚類通過的目的。可分為溢流堰式、淹沒孔口式和豎縫式等。

2.1.2 仿自然通道

仿自然通道別稱為仿生態(tài)式魚道，是在壅水建筑物左、右岸上堆填或開鑿出的相似于自然河道的小型溪流，利用漂石與天然河道床沙質構建盡可能接近天然河道的過流流態(tài)。在仿生態(tài)式魚道結構中，通過沿岸由大小石塊堆成障礙物以及溪流底部產生的摩阻力起到減緩和消能流速目的，通常運用于上、下游水位差不大的工程。

2.1.3 升魚機

升魚機的工作原理與電梯相似，又可稱之為魚梯。主要結構由進魚槽、豎井、出魚槽共三大部分構成。升魚梯運行時先在進魚槽口處下方水流，將下游的魚類誘至進魚槽，通過移動驅魚柵，將魚驅趕至豎井，然后關閉進魚槽豎井進口的閘門，對豎井內部充水直至上游側的水位持平，同時開啟豎井內部的水平升魚柵，將魚類提升直至上游水位。最后，打開出魚槽處工作閘門，通過移動出魚槽處的立式驅魚柵，驅魚至建筑物上游水體內。通常適用于水頭較大的工程。

2.1.4 魚閘

魚閘設計原理與船閘相似，由下水槽、閘室、上水槽3部分組成，利用上、下兩座閘門調節(jié)閘室內水位變化而過魚。工作時上閘門微開，下閘門全開，在下閘門口形成水流，吸引下游魚類經下水槽進入閘室，然后關閉下閘門。待閘室內水位上升至上游水位時，打開上閘門，讓魚（或用驅魚柵）進入上游，后關閉上閘門，開啟下閘門放水，再次誘入魚類。魚類通過魚閘時費力不大，對游泳能力差的魚類尤為適用。

2.1.5 集運魚系統(tǒng)

集運魚系統(tǒng)是通過誘魚手段，將下游的魚集中到船體或箱體當中，然后通過船閘或者汽車運輸將魚運輸到壩上，達到翻壩的目的。適合高水頭大壩，也時常作為一種上行過魚設施建設前的過渡措施，缺點是魚在運輸途中容易受到傷害。

2.2 各過魚設施優(yōu)缺點

各種過魚設施優(yōu)缺點見表1。

表1 過魚設施類型優(yōu)缺點比較表

過魚措施方式選擇需結合樞紐工程區(qū)地形地質條件、工程特性（樞紐布置、壩型、壩高）、魚類生物學特性等方面進行選擇。壩址區(qū)地貌形態(tài)具低山、丘陵和河谷地貌兩個地貌單元；地質結構為土、巖雙層結構，上覆第四系地層具粘、砂、礫（卵）多層結構。潢河自南向北流經壩址區(qū)，河谷呈不對稱“U”型，在左岸靠近隴崗，右岸發(fā)育Ⅰ級階地。河床寬240～330 m，受河道采砂的影響，河底高低不平，高程51.10～55.70 m 左右，勘察期間水深0.50～3.30 m，河水靠左。左岸漫灘不發(fā)育，右岸漫灘寬20～130 m，灘面高程54.50～56.00 m。左岸發(fā)育Ⅰ、Ⅱ級階地，但界線不明顯，Ⅰ級階地階面寬100～250 m，階面高程60～62 m，Ⅱ級階地寬100～300 m，階面高程62～64 m。右岸發(fā)育Ⅱ級階地，Ⅱ級階地階面寬70～130 m，階面高程60～61 m。根據方案比選，推薦均質壩+混凝土壩段方案，壩軸線總長1 780 m，河槽內布置混凝土壩段。主要過魚季節(jié)上、下游水位差7.50～15.00 m，屬于中水頭工程，魚閘、升魚機等投資大、運行復雜。考慮到壩址區(qū)工程布置、過魚設施水頭差及運行管理等方面因素，此工程過魚設施選擇采用魚道方案。

3 魚道選型

3.1 常用豎縫式魚道型式

豎縫式魚道有許多不同的形式，隔板上過魚孔的位置及相鄰兩塊隔板上過魚孔的布置方式，直接影響池室水流條件。分為異側、同側、雙側等型式，其中同側豎縫式見圖1。

3.2 豎縫式魚道型式選擇

同側豎縫式，水流順直，有利于溯游能力強的魚類較快上溯，魚可以不停歇地一次急竄數塊隔板。此類型魚道的布置，應防止前一塊隔板孔口的急流，直沖后一塊隔板的孔前，要適當增加池室長度，使之充分擴散和消能，防止水流逐級增加。異側（左右兩側交叉）豎縫式，主流從上一隔板過魚孔，通過收縮斷面，沖入第二塊隔板與槽壁的角偶，若池室長度不夠長，會形成此區(qū)水流的激烈翻滾，同時，在孔口斷面上側，出現橫向水流，可能加劇孔口水流的左右擺動，影響魚類上溯。其消能效果比同側布置式充分，但池內水流過魚彎折，不利魚類作不停歇的連續(xù)上溯，洄游速度較慢。雙側豎縫式，具有和異側豎縫式相似的消能充分的優(yōu)點，豎縫流速控制相對較好，但室內流態(tài)復雜，不利于魚類休息。

根據同類工程水力模型試驗，魚道采用異側布置時，主流均貼近壁面流動，水池內部則為大范圍回流區(qū)。水流結構顯然不利于魚類的上溯與下行，通過對隔板和魚室長度的調整無法對水流條件進行明顯改善，這表明，導致魚道異側布置存在較大問題。因此，袁灣水庫推薦采用同側豎縫式魚道。

4 結語

一是在中、低水頭工程過魚設施選擇中，魚道具有水力條件好、適應水位變動能力強、占地稍小且魚類易適應等經濟技術優(yōu)勢；二是豎縫式魚道中，同側相較于雙側、異側式，水流順直、主流穩(wěn)定、流態(tài)良好、有利于魚類上溯與下行，宜優(yōu)先采用；三是高水頭魚道水頭差大，魚池內水力條件復雜，其流速分布、流態(tài)、相鄰魚池水位差等有待模型試驗進一步驗證。