探析魚(yú)道設施的選擇與設計論文
1過(guò)魚(yú)設施方案論證
1.1過(guò)魚(yú)設施類(lèi)型
過(guò)魚(yú)設施型式多樣，各自具有不同的特點(diǎn)和適應條件，上行過(guò)魚(yú)設施主要有魚(yú)道、升魚(yú)機、魚(yú)閘、集運魚(yú)設施等。其中，升魚(yú)機、魚(yú)閘和集運魚(yú)設施一般適合中高水頭工程，魚(yú)道則適用于低水頭水利工程，也是國內最常見(jiàn)的上行過(guò)魚(yú)設施，北引渠首屬低水頭樞紐工程，最大水頭僅7.2m，因此選擇魚(yú)道作為本工程的過(guò)魚(yú)設施。
1.2魚(yú)道型式選擇
1)方案1:泄洪閘右側布置原生態(tài)式魚(yú)道及橫隔板豎縫式魚(yú)道。橫隔板豎縫式魚(yú)道布置在泄洪閘右側第三節溢流壩處，總長(cháng)495.5m。原生態(tài)式魚(yú)道布置于泄洪閘溢流壩外側施工導流明渠處，總長(cháng)824m。2)方案2:泄洪閘兩側分別布置原生態(tài)式魚(yú)道及橫隔板豎縫式魚(yú)道。泄洪閘右側利用導流明渠布置原生態(tài)式魚(yú)道，左側布置橫隔板豎縫式魚(yú)道。魚(yú)道布置在預留船閘左側，魚(yú)道總長(cháng)904.30m。3)方案3:泄洪閘右側布置一條較大的原生態(tài)式魚(yú)道方案。盡量利用導流明渠以節省投資，通道總長(cháng)1004m。通過(guò)從工程投資、結構復雜程度、施工條件、運行管理、水力條件與天然過(guò)魚(yú)條件相近度以及魚(yú)類(lèi)適應性等方面分析比較，最終推薦方案3，即泄洪閘右側布置一個(gè)較大的原生態(tài)式魚(yú)道。另外，從北引渠首運行及渠首并未截斷諾敏河南支魚(yú)類(lèi)洄游通道等方面來(lái)看，在北引渠首處設計一條原生態(tài)式魚(yú)道是可行的。
2魚(yú)道設計
2.1工程布置
原生態(tài)式魚(yú)道位于泄洪閘右側、導流明渠部位，與樞紐軸線(xiàn)交叉樁號2+875.5。魚(yú)道由進(jìn)口、水池、休息池、出口、誘魚(yú)攔魚(yú)設施、檢修閘門(mén)及觀(guān)察室等組成。
2.2原生態(tài)式魚(yú)道設計
1)魚(yú)道進(jìn)出口魚(yú)道進(jìn)口布置在泄洪閘出口海漫下游110m處，進(jìn)口底高程169.00m。進(jìn)口底板與河床平緩相接，以使底層魚(yú)類(lèi)可以沿河床找到魚(yú)道進(jìn)口。魚(yú)道出口水位為176.20m，魚(yú)道出口底高程為174.20m，上游正常運行水深為2m。出口段設置閘室段控制魚(yú)道水位及流量。2)結構尺寸魚(yú)道兩側采用人工堆砌塊石，形成自然支流的河岸。在塊石堆砌中，應保持塊體與塊間形成大小不一、上下連通的空洞，成為體型較小魚(yú)類(lèi)或幼魚(yú)上溯的通道。兩岸可以種植樹(shù)木以使兩岸結構穩定。3)通道寬度綜合考慮壩址處的魚(yú)類(lèi)資源量和工程壩址地形、工程布置等因素，為滿(mǎn)足過(guò)魚(yú)需要，本通道寬度取18m，正常水位運行時(shí)水面寬度為16m。4)池室長(cháng)度池室長(cháng)度與水流的消能效果和魚(yú)類(lèi)的休息條件關(guān)系密切。較長(cháng)的池室，水流條件較好，休息水域較大，對于過(guò)魚(yú)有利。同時(shí)，過(guò)魚(yú)對象個(gè)體越大，池室長(cháng)度也應越大。由于本魚(yú)道進(jìn)出口距離較遠，有條件將池室的長(cháng)度做大，故本通道池室長(cháng)度取L=8m。5)池室深度國外原生態(tài)式魚(yú)道深度一般為1～2.5m，本工程要兼顧表層魚(yú)和底層魚(yú)類(lèi)，所以通道正常運行水深為2m，最小運行水深為1m，池室深度可取2.5m，防止通道運行時(shí)水流波動(dòng)溢出。6)池間落差過(guò)魚(yú)斷面的流速V，是由上下游水頭差Δh來(lái)決定:Δh=V2/2g，通道的最大設計流速為1m/s，所以Δh=0.05m。魚(yú)道進(jìn)口底板高程為169.0m，出口高程為174.2m;普通池室數量N=H/Δh－1=103;原生態(tài)式魚(yú)道底坡i=Δh/L=1/160。7)休息池考慮魚(yú)類(lèi)上溯途中要設置一定的休息場(chǎng)所，水頭每提升0.5m須設一個(gè)休息池，休息池無(wú)底坡，形狀可為圓形或橢圓形，半徑≥6m，可以根據地形進(jìn)行開(kāi)挖。休息池供魚(yú)類(lèi)上溯過(guò)程中暫時(shí)休息，恢復體力，有利于魚(yú)類(lèi)的繼續上溯，本通道休息池半徑為10m，共設置9個(gè)休息池。8)魚(yú)道全長(cháng)魚(yú)道的全長(cháng)L=1004m。
2.3誘導設施及其它輔助設施
1)誘魚(yú)設施過(guò)魚(yú)設施進(jìn)口能否誘集魚(yú)是過(guò)魚(yú)設施成功與否的最關(guān)鍵因素，北引渠首泄洪閘運行時(shí)，可通過(guò)閘門(mén)的啟閉調整下游河道的流態(tài)，為進(jìn)口位置創(chuàng )造更佳的`誘魚(yú)集魚(yú)條件。2)觀(guān)察室及觀(guān)測計數設備魚(yú)道設有2個(gè)觀(guān)察室:①觀(guān)察主進(jìn)口和集魚(yú)槽的集誘魚(yú)效果;②統計成功上溯魚(yú)類(lèi)的種類(lèi)和數量，評估過(guò)魚(yú)設施的過(guò)魚(yú)效果，以便將來(lái)改進(jìn)過(guò)魚(yú)設施的結構改善過(guò)魚(yú)效果，同時(shí)兼具宣傳和演示功能。
3結語(yǔ)
過(guò)魚(yú)設施設計是個(gè)復雜的過(guò)程，很難做到一次設計完全滿(mǎn)足所有魚(yú)類(lèi)長(cháng)期的過(guò)壩要求，若想發(fā)揮其最佳效果，必須對其投入運行后的實(shí)際效果進(jìn)行跟蹤監測，并根據監測結果對通道局部環(huán)節進(jìn)行適當的修改和完善。北引渠首工程原生態(tài)式魚(yú)道將是嫩江修建的第一個(gè)魚(yú)道，這將為嫩江后續的水資源開(kāi)發(fā)工程提供參考，也為保護嫩江的天然漁業(yè)資源、達到生物多樣性及可持續發(fā)展奠定良好的基礎。
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