張志芳，何岸霞，柯微微，劉 瑞

(西華大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都610039)

1 研究背景

新中國(guó)成立以來，我國(guó)大力發(fā)展水利事業(yè)，水利事業(yè)取得巨大的成就，截至2010 年，我國(guó)水電總裝機(jī)超過2 億kW，位居世界第一，水利工程的建設(shè)給人們帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的影響，其中，大壩的修建阻礙了魚類的洄游，使得洄游能力差的魚類數(shù)量減少甚至滅絕進(jìn)而影響了生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性。為解決魚類洄游問題，目前國(guó)內(nèi)外的各種過魚設(shè)施主要有魚道過魚、魚閘過魚、升魚機(jī)、集魚船等，但在這些過魚設(shè)施中，仍存在不足，如過魚效率低、管理操作難、能耗高等。有的電站雖然有放流增殖站，但是同時(shí)據(jù)有關(guān)報(bào)道:“中華鱘在2013 年沒有自然繁殖活動(dòng)發(fā)生，野生中華鱘種群面臨滅絕危險(xiǎn)，……這是有記錄以來，首次發(fā)現(xiàn)中華鱘沒有自然繁殖活動(dòng)現(xiàn)象。導(dǎo)致這一結(jié)果的原因很多，其中長(zhǎng)江上游的大型水電開發(fā)是主要因素”，因此為更好保護(hù)魚類資源，設(shè)計(jì)高效可行的過魚設(shè)施具有重要意義，因此有了本設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)原理

2.1 設(shè)計(jì)思路

考慮到以前的魚道過魚效果不佳，究其原因，主要有以下幾點(diǎn):一是魚道尺寸小，魚不易找到過魚通道;二是魚道坡度較大，洄游能力較差的魚沒有足夠體力過壩，三是運(yùn)行管理麻煩，過魚沒有得到足夠的重視。本設(shè)計(jì)針對(duì)這些問題，萌生了利用船閘原理(連通器原理)，修建一個(gè)過魚斜井見圖1，并在斜井的兩端設(shè)有進(jìn)魚通道和出魚通道，洄游的魚類通過感應(yīng)水流，進(jìn)入到進(jìn)魚通道后進(jìn)入到斜井進(jìn)口，然后關(guān)閉進(jìn)口處閘門，斜井充水，當(dāng)斜井水位和上游水位齊平時(shí)，通過驅(qū)魚電柵，魚便可自由游到上游庫(kù)區(qū)或者通過。

圖1 過魚斜井

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主要結(jié)構(gòu)有集魚通道、驅(qū)魚電柵，過魚通道、進(jìn)魚出魚閘門等，為了提高設(shè)計(jì)的實(shí)用性，我們?cè)趬误w內(nèi)設(shè)置了多處不同管徑的過水管道，實(shí)現(xiàn)不同流速，從而吸引不同感應(yīng)流速的魚類。另外，考慮到盡可能減少損失水量，我們可以在將過魚通道設(shè)置成一組兩座，當(dāng)其中一座過完魚后，裝滿水的過魚通道可以放一半水去另一座，這樣另一座過魚通道運(yùn)行時(shí)便可以可以節(jié)約一半水。

3 創(chuàng)新特色

3.1 誘魚種類多

在原來過魚設(shè)施的基礎(chǔ)上，增加了不同管徑的的過水管道，可以吸引不同感應(yīng)流速的魚類，因此可以適用多重魚類。

3.2 過魚效率高

由于過魚通道的尺寸比較大，且集魚系統(tǒng)布置在魚類集結(jié)的部位，過魚的效率可以得到明顯的提高。

3.3 用水省

由于本設(shè)計(jì)為一組兩座過魚系統(tǒng)，過完魚蓄滿水的過魚通道科放一半的水去另一座過魚通道，另外，這個(gè)過魚通道的可用于生態(tài)流量用水，因此，可以在一定程度的節(jié)約水資源，比傳統(tǒng)的過魚長(zhǎng)流水和單組的魚閘節(jié)約用水量。

3.4 運(yùn)行簡(jiǎn)單

本設(shè)計(jì)只需通過啟閉進(jìn)魚閘門、出魚閘門、過水管道等處的閘門，另外驅(qū)動(dòng)驅(qū)魚電柵，便可以實(shí)現(xiàn)魚類安全過壩。

4 應(yīng)用前景

雖然我國(guó)水利迎來了發(fā)展的春天，但是絕大多數(shù)大壩、電站等都很少有過魚設(shè)施，即便是有的電站設(shè)置有過魚設(shè)施，但是效率都不太理想，就最近通過環(huán)評(píng)驗(yàn)收的白鶴灘水電站以及剛剛投產(chǎn)發(fā)電的向家壩都只是設(shè)置的是魚類增殖放流站，因此，有一座安全高效的過魚設(shè)施將在今后的工程中有廣闊的運(yùn)用前景。

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