河道修復(fù)-魚道（水生態(tài)修復(fù)課件）

魚道1.魚道的定義2.魚道的作用3.魚道的優(yōu)缺點一、魚道概述供魚類上溯洄游通過水壩、水閘等障礙物的通道，一般由進(jìn)口、槽身、出口和誘魚補(bǔ)水系統(tǒng)組成。1.魚道的定義魚道主視圖水利工程建設(shè)中過魚設(shè)施的建設(shè)已有數(shù)百年歷史，但直到20世紀(jì)30年代，過魚設(shè)施的研究和建設(shè)才得到了比較大的發(fā)展。我國從50年代后期陸續(xù)在水利工程中建設(shè)過魚設(shè)施。過魚設(shè)施主要有魚道、魚閘、升魚機(jī)和集運魚船等類型，可以根據(jù)過壩魚類的品種、數(shù)量和魚的習(xí)性及水利工程的特性等條件選用。1.魚道的定義魚道是最早采用的，也是興建最多的一種形式，一般適用于水頭在20～25m以下的工程。魚閘和升魚機(jī)可適用于水頭比較大的水利工程。魚道最早出現(xiàn)在法國，1662年法國西南部的貝阿爾省頒布規(guī)定要求在堰、壩上建造魚上下通行的通道。我國魚道起步比較晚，大約開始于20世紀(jì)60年代，經(jīng)歷了三個時期：20世紀(jì)60～70年代是初步發(fā)展時期，20世紀(jì)80～90年代是停滯期，2000年以后是二次發(fā)展期。1.魚道的定義2.魚道的作用它是河流生態(tài)系統(tǒng)健康的評價指標(biāo)之一，可減緩大壩的阻隔影響，幫助恢復(fù)魚類和其它水生生物物種在河流中自由洄游。魚道側(cè)視圖2.魚道的作用水壩將河流攔腰斬斷，形成了河流的非連續(xù)性特征，改變了自然水文規(guī)律。國內(nèi)外一些大壩工程運行監(jiān)測資料表明，筑壩可能導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)不同程度的退化。筑壩以后給洄游魚類造成了難以逾越的障礙，如果沒有建設(shè)適合魚類習(xí)性的魚道，對某些瀕危的洄游魚類將是致命的打擊。3.魚道的優(yōu)缺點優(yōu)點:一是魚類通過低水頭的魚道上溯后，一般不會受到傷害，對魚的性腺發(fā)育不會產(chǎn)生不良影響；二是過魚能力大，可以連續(xù)地過魚，保障魚類及時過壩；三是溝通和恢復(fù)了壩上、下水系中魚類的聯(lián)系，在適宜條件下，某些其他水生生物也可通過魚道，對維護(hù)原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡起到一定作用；四是機(jī)械障礙少，運行保證率高。缺點:同魚閘和機(jī)械升魚機(jī)相比，一次性投資較大、占地面積較大、施工較復(fù)雜。1.魚道的定義2.魚道的作用3.魚道的優(yōu)缺點小結(jié)

二、魚道的發(fā)展史

1.我國魚道發(fā)展史2.國外魚道發(fā)展史

我國過魚設(shè)施的研究和建設(shè)大致經(jīng)歷了3個時期：(1)初步發(fā)展期1958年在規(guī)劃開發(fā)富春江七里壟水電站時首次提及魚道,1960年在興凱湖附近首先建成新開流魚道。上世紀(jì)80年代，對魚的生境因素及過魚設(shè)施進(jìn)行了初步研究并相繼建設(shè)了40余座魚道。1.我國魚道發(fā)展史

(2)停滯期自葛洲壩水利樞紐中采取建設(shè)增殖放流站的措施來解決中華鱘等珍稀魚類的保護(hù)問題至此后的20多年，我國在建設(shè)水利水電工程時很少修建過魚設(shè)施，相關(guān)的技術(shù)研究工作幾乎沒有開展，已建過魚設(shè)施多數(shù)運行效果不理想，因而閑置或被廢棄(如湖南洋塘魚道)。1.我國魚道發(fā)展史湖南洋塘魚道（已廢棄）

(3)二次發(fā)展期進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著我國水利水電資源開發(fā)逐漸加深,天然漁業(yè)資源嚴(yán)重退化,甚至危及到我國國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀特有魚類，過魚設(shè)施的研究和建設(shè)重新受到重視，一批過魚設(shè)施已建成運行或在規(guī)劃建設(shè)中。如北京上莊水庫魚道、西藏獅泉河魚道、珠江長灘樞紐魚道和長江小南海魚道等。1.我國魚道發(fā)展史

據(jù)不完全統(tǒng)計,至2O世紀(jì)6O年代初期，美國和加拿大有過魚設(shè)施2OO座以上,西歐各國1OO座以上，前蘇聯(lián)15座以上，這些過魚設(shè)施主要為魚道。至上世紀(jì)晚期，魚道數(shù)量明顯上升，在北美有近4O0座,，日本則有1400余座。世界上水頭最高、長度最長的魚道分別是美國在20世紀(jì)50年代建設(shè)的北汊壩(NorthFork)魚道(提升高度60m，全長2700m)和帕爾頓魚道(提升高度57.5m，全長4800m)。2.國外魚道發(fā)展史

國外魚道的主要過魚對象一般為具有較高經(jīng)濟(jì)價值的洄游性魚類,，比如美國大西洋鮭魚、鱒魚，法國西鯡魚和日本香魚等。它們通常生活在緯度較高的地區(qū)(如北美、北歐、俄羅斯、日本北部、我國東北的黑龍江和吉林兩省的入海河流),在海水里生長,淡水里產(chǎn)卵孵化。這些魚類個體較大,克服流速的能力很強(qiáng),對復(fù)雜流態(tài)的適應(yīng)性也較好。2.國外魚道發(fā)展史

20世紀(jì)50年代，美、加兩國共同修建了圣勞倫斯水電站和深水航道。水電站修建阻隔了美國幼鰻從大西洋到上游安大略湖的洄游。20世紀(jì)70年代，在大壩的加拿大岸加裝了鰻魚魚道后，緩解了鰻魚洄游的障礙，90年代末，聯(lián)邦能源調(diào)節(jié)委員會(FERC)向圣勞倫斯大壩美方即紐約電力局(NYPA)提出，在大壩的美國沿岸建設(shè)鰻魚魚道。2.國外魚道發(fā)展史

加拿大安大略省建有魚道42座，魚道的壩高都不高，一般壩高不超過15m，但有水壩的地方基本都修建了魚道。針對上行鮭魚類等洄游特性要求，魚道采用了池式、丹尼爾式、具有自然河道特性的旁側(cè)渠道等，水流的流速和流態(tài)與所要通過魚類的生活習(xí)性相適應(yīng)。魚道運行過程中的現(xiàn)場跟蹤評估表明，這些魚道幾乎都是有效的，達(dá)到了預(yù)期的過魚目標(biāo)。2.國外魚道發(fā)展史小結(jié)魚道發(fā)展史1.我國魚道發(fā)展史2.國外魚道發(fā)展史三、魚道的常見形式1.水池式魚道2.槽式魚道3.梯級魚道4.丹尼爾式魚道5.豎縫式魚道6.管道式魚道1.水池式魚道水池式魚道由一連串連接上下游的水池組成，各水池用短渠連接，接近天然河道情況，利于魚類通過，但抬高水頭不大，一般為3～10m，且要有合適的地形，否則開挖量很大。1.水池式魚道水池式魚道的短渠道內(nèi)流速較大，水池內(nèi)流速較小。水流從短渠道流入臨近的下游水池中時容易形成紊流，流速降低。水流從水池內(nèi)流入下一個短渠道中時，勢能轉(zhuǎn)換為動能，流速增大。水池式魚道對魚類休息補(bǔ)充體力比較合適，魚類通過短渠道洄游時消耗體力較大，在水池內(nèi)可以稍作休息。2.槽式魚道槽式魚道是一種最簡單的過魚建筑物，為矩形斷面的傾斜水槽，按其是否有消能設(shè)施分為簡單槽式魚道和加糙式魚道兩種。右圖為加糙式魚道。2.槽式魚道簡單槽式魚道僅利用延長水流途徑和槽壁自然糙率來降低流速，加糙式魚道在槽壁和槽底設(shè)有間距較密的阻板和底坎，水流流經(jīng)阻板和底坎時遭到反向作用力，從而降低流速。簡單槽式魚道內(nèi)水流平順，但消能效果差，使用受到較大限制，只能用于低水頭水利設(shè)施。加糙式魚道寬度?。?m以下）、坡度陡（1：4～l：10）、長度短。但流量大、流態(tài)較差、紊流嚴(yán)重，并且缺少為魚類提供休息的場所，僅適用于較強(qiáng)勁的魚，常用在2m以下的水位落差處。3.梯級魚道梯級魚道是以水池式魚道為原形發(fā)展來的，它由階梯式底板和橫隔板的水槽組成，形成一系列梯級水池。為了過魚，在隔板上設(shè)孔。3.梯級魚道

由于隔板的作用，一系列水池中水位成階梯狀。為了過魚，在隔板上設(shè)孔，有的在隔板頂部一側(cè)，有的可在隔墻底部一側(cè)。梯級水池和魚道路線的拐角處，都是魚通過孔后的休息場所。魚道的尺寸、階梯的數(shù)目、跌水的大小、孔的形狀和位置，都要隨水流流速和洄游魚的習(xí)性確定。4.丹尼爾式魚道

比利時的丹尼爾首先在槽式魚道的槽壁槽底設(shè)置相距很密的阻板和底坎，消能減速，稱為丹尼爾式魚道。5.豎縫式魚道允許不同水深的過魚，豎縫式隔板間形成靜止水流。6.管道式魚道一般布置在河床地下，安放亂石，擋板來阻流。小結(jié)魚道的常見形式1.水池式魚道2.槽式魚道3.梯級魚道4.丹尼爾式魚道5.豎縫式魚道6.管道式魚道1.我國魚道建設(shè)存在的主要問題2.我國魚道建設(shè)的前景展望四、我國魚道的建設(shè)

由于我國很多已建的魚道是參照國外的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計施工，魚道內(nèi)流速偏大，僅僅適合洄游能力強(qiáng)的魚類，導(dǎo)致魚道不能完全發(fā)揮其作用。例如浙江省富春江七里壟電站的魚道，自建成后就從未有魚、蝦、蟹通過，后來被“綠化隱蔽”。湖南洋塘魚道從1984年起便廢棄不用了。1.我國魚道建設(shè)存在的主要問題1.我國魚道建設(shè)存在的主要問題（1）對魚道修建的目的缺乏正確的認(rèn)識。魚道的建設(shè)不但是為魚類保護(hù)而設(shè)，更是為保護(hù)河道水域連通性，補(bǔ)償大壩阻隔帶來的負(fù)面影響。

（2）我國魚道還沒有成型的設(shè)計規(guī)范，有關(guān)魚道設(shè)施有效性的數(shù)據(jù)資料很少，過魚設(shè)施的數(shù)據(jù)主要來源于國外的經(jīng)驗，并不能作為最佳設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

1.我國魚道建設(shè)存在的主要問題

（3）魚道水力學(xué)研究中的問題。魚道入口附近的水流流態(tài)和流速的分布，優(yōu)化魚道內(nèi)部流量、流速、水深和流態(tài)的有效控制，魚道出口附近的流態(tài)及流速設(shè)計等的研究較少。（4）魚道下行問題目前研究尚少，缺乏對魚類的完全了解，沒有提出有效的措施解決。

1.我國魚道建設(shè)存在的主要問題

（5）對人工增殖放流后魚種進(jìn)入水域的生態(tài)系統(tǒng)特點和背景情況缺乏足夠的了解，因此放流個體對自然環(huán)境的生存能力是個未知數(shù)。

（6）魚道監(jiān)測方面的問題。對魚道下行沒有監(jiān)測，對底棲無脊椎動物上溯的有效性缺乏監(jiān)測。

（7）其他方面的問題，諸如法律規(guī)范、認(rèn)識理念等。

我國水能資源開發(fā)利用的歷史源遠(yuǎn)流長，建國以來水電開發(fā)事業(yè)蓬勃發(fā)展。然而，水能資源的開發(fā)伴隨著對河流生態(tài)系統(tǒng)脅迫的日益加劇，與之配套的過魚設(shè)施的研究和建設(shè)卻起步較晚，發(fā)展緩慢，其建設(shè)數(shù)量和運行效果都與要求相差甚遠(yuǎn)，所以加快過魚設(shè)施（魚道）的研究和建設(shè)，建立生態(tài)環(huán)境友好型的水利水電工程體系勢在必行。2.我國魚道建設(shè)的前景展望加快過魚設(shè)施（魚道）的研究和建設(shè)，具體從以下幾個方面進(jìn)行：

（1）加強(qiáng)河段或區(qū)域代表性生物(魚類)的研究,并加強(qiáng)其原型生境要素的監(jiān)測。（2）開展特征魚類生