探析魚道設(shè)施的選擇與設(shè)計論文
1過魚設(shè)施方案論證
1.1過魚設(shè)施類型
過魚設(shè)施型式多樣，各自具有不同的特點和適應條件，上行過魚設(shè)施主要有魚道、升魚機、魚閘、集運魚設(shè)施等。其中，升魚機、魚閘和集運魚設(shè)施一般適合中高水頭工程，魚道則適用于低水頭水利工程，也是國內(nèi)最常見的上行過魚設(shè)施，北引渠首屬低水頭樞紐工程，最大水頭僅7.2m，因此選擇魚道作為本工程的過魚設(shè)施。
1.2魚道型式選擇
1)方案1:泄洪閘右側(cè)布置原生態(tài)式魚道及橫隔板豎縫式魚道。橫隔板豎縫式魚道布置在泄洪閘右側(cè)第三節(jié)溢流壩處，總長495.5m。原生態(tài)式魚道布置于泄洪閘溢流壩外側(cè)施工導流明渠處，總長824m。2)方案2:泄洪閘兩側(cè)分別布置原生態(tài)式魚道及橫隔板豎縫式魚道。泄洪閘右側(cè)利用導流明渠布置原生態(tài)式魚道，左側(cè)布置橫隔板豎縫式魚道。魚道布置在預留船閘左側(cè)，魚道總長904.30m。3)方案3:泄洪閘右側(cè)布置一條較大的原生態(tài)式魚道方案。盡量利用導流明渠以節(jié)省投資，通道總長1004m。通過從工程投資、結(jié)構(gòu)復雜程度、施工條件、運行管理、水力條件與天然過魚條件相近度以及魚類適應性等方面分析比較，最終推薦方案3，即泄洪閘右側(cè)布置一個較大的原生態(tài)式魚道。另外，從北引渠首運行及渠首并未截斷諾敏河南支魚類洄游通道等方面來看，在北引渠首處設(shè)計一條原生態(tài)式魚道是可行的。
2魚道設(shè)計
2.1工程布置
原生態(tài)式魚道位于泄洪閘右側(cè)、導流明渠部位，與樞紐軸線交叉樁號2+875.5。魚道由進口、水池、休息池、出口、誘魚攔魚設(shè)施、檢修閘門及觀察室等組成。
2.2原生態(tài)式魚道設(shè)計
1)魚道進出口魚道進口布置在泄洪閘出口海漫下游110m處，進口底高程169.00m。進口底板與河床平緩相接，以使底層魚類可以沿河床找到魚道進口。魚道出口水位為176.20m，魚道出口底高程為174.20m，上游正常運行水深為2m。出口段設(shè)置閘室段控制魚道水位及流量。2)結(jié)構(gòu)尺寸魚道兩側(cè)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，成為體型較小魚類或幼魚上溯的通道。兩岸可以種植樹木以使兩岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。3)通道寬度綜合考慮壩址處的魚類資源量和工程壩址地形、工程布置等因素，為滿足過魚需要，本通道寬度取18m，正常水位運行時水面寬度為16m。4)池室長度池室長度與水流的消能效果和魚類的休息條件關(guān)系密切。較長的池室，水流條件較好，休息水域較大，對于過魚有利。同時，過魚對象個體越大，池室長度也應越大。由于本魚道進出口距離較遠，有條件將池室的長度做大，故本通道池室長度取L=8m。5)池室深度國外原生態(tài)式魚道深度一般為1～2.5m，本工程要兼顧表層魚和底層魚類，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，防止通道運行時水流波動溢出。6)池間落差過魚斷面的流速V，是由上下游水頭差Δh來決定:Δh=V2/2g，通道的最大設(shè)計流速為1m/s，所以Δh=0.05m。魚道進口底板高程為169.0m，出口高程為174.2m;普通池室數(shù)量N=H/Δh－1=103;原生態(tài)式魚道底坡i=Δh/L=1/160。7)休息池考慮魚類上溯途中要設(shè)置一定的休息場所，水頭每提升0.5m須設(shè)一個休息池，休息池無底坡，形狀可為圓形或橢圓形，半徑≥6m，可以根據(jù)地形進行開挖。休息池供魚類上溯過程中暫時休息，恢復體力，有利于魚類的繼續(xù)上溯，本通道休息池半徑為10m，共設(shè)置9個休息池。8)魚道全長魚道的全長L=1004m。
2.3誘導設(shè)施及其它輔助設(shè)施
1)誘魚設(shè)施過魚設(shè)施進口能否誘集魚是過魚設(shè)施成功與否的最關(guān)鍵因素，北引渠首泄洪閘運行時，可通過閘門的啟閉調(diào)整下游河道的流態(tài)，為進口位置創(chuàng)造更佳的`誘魚集魚條件。2)觀察室及觀測計數(shù)設(shè)備魚道設(shè)有2個觀察室:①觀察主進口和集魚槽的集誘魚效果;②統(tǒng)計成功上溯魚類的種類和數(shù)量，評估過魚設(shè)施的過魚效果，以便將來改進過魚設(shè)施的結(jié)構(gòu)改善過魚效果，同時兼具宣傳和演示功能。
3結(jié)語
過魚設(shè)施設(shè)計是個復雜的過程，很難做到一次設(shè)計完全滿足所有魚類長期的過壩要求，若想發(fā)揮其最佳效果，必須對其投入運行后的實際效果進行跟蹤監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對通道局部環(huán)節(jié)進行適當?shù)男薷暮屯晟啤１币坠こ淘鷳B(tài)式魚道將是嫩江修建的第一個魚道，這將為嫩江后續(xù)的水資源開發(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(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
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