鱼道的发展现状与应用研究进展
刘智航
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刘智航,. 鱼道的发展现状与应用研究进展[J]. 中国水产学报,2025.4. DOI:10.12721/ccn.2025.157026.
摘要: 在过去的几十年里,随着经济的飞速发展,水利工程的大肆兴起,对河流的生态保护也迫在眉睫。而鱼道和过鱼设施建设是弥补、减缓水坝对河流生态系统阻隔损害的必要措施,使河流能保留原有的生态系统,同时也能满足各种需求。本文详细论述了鱼道目前的研究现状以及各种鱼道的类型与其不同的优缺点和适用条件。最后,总结了现有鱼道的理论与技术,并对其未来的发展做出了展望。
关键词: 鱼道;过鱼设施;生态系统
DOI:10.12721/ccn.2025.157026
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引言

鱼道是供鱼类溯河通过闸、坝等建筑物或天然建筑物的一种人工通道,其生态学意义是减缓大坝建设对受阻隔鱼类的影响,帮助受到阻隔的鱼类顺利上行或下行通过大坝或其他障碍物,以到达其繁殖地、索饵场或越冬场等重要生活场所。鱼道建设的成功与否是河流生态系统健康的评价指标之一,也是水利水电工程环境影响评价中生态环境保护的重要评价指标。[4]

1 鱼道的国内外研究现状

鱼道是一种保护水生物种资源的工程措施,要研究和建设鱼道首先要确定保护的对象。国外鱼道的主要过鱼对象一般为鲑鱼(salmon)和鳟鱼(trout)等具有较高经济价值的洄游性鱼类。它们通常生活在纬度较高的地区(如北美、北欧、俄罗斯、日本北部、我国东北的黑龙江和吉林两省的入海河流),在海水里生长,淡水里产卵孵化。这些鱼类个体较大,克服流速的能力很强,对复杂流态的适应性也较好。从统计资料来看,世界上水头最高、长度最长的鱼道分别是美国在20世纪50年代建设的北汊坝(NorthFork)鱼道(提升高度60m,全长2700m)和帕尔顿鱼道(提升高度57.5m,全长4800m)[1]

据不完全统计,美国和加拿大已经建设各种过鱼建筑物200座以上,欧洲100座左右,日本约35座,前苏联约15座,其中比较著名的鱼道有美国的邦纳维尔坝鱼道、加拿大的鬼门峡鱼道以及英国的汤格兰德坝鱼道等。鱼道最早出现于法国[5-6],其设计原理基于水位落差过大,造成鱼类洄游困难,为开辟通路,调整其水位及流速,以利水生生物溯游[7]。据不完全统计,至20世纪60年代初期美国、加拿大两国,有过鱼建筑物200座以上,西欧各国各种过鱼建筑物100座以上,日本约有35座,苏联有15座以上,并且这些过鱼建筑物基本采用鱼道方式[8-9]

2 鱼道的功能

2.1过鱼的功能

鱼类溯河产卵需长途跋涉,往往必须通过许多潜在的障碍才能到达其产卵场,工程建设带来的障碍会使鱼类受到显著影响。通过阻止鱼类回到原有重要栖息地,产生大量被隔离的异质种群,以致河流系统的某些鱼类数量大量减少甚至灭绝,并最终破坏生态系统的稳定性和完整性。

鱼道不但要使上、下游的鱼类得到交换,维持原有种群的完整性,同时还要保持过道鱼类的体力,在过道过程中延续其性腺发育。最终使通过鱼道的鱼有充沛的体力,并且不致影响其后续的觅饵、产卵等生理环节。同时能够在一定程度上帮助降河洄游鱼类免受水轮机的伤害。

2.2 通过有机质、泥沙和其它水生生物的功能

鱼道另一个重要的功能就是使有机质、泥沙和其它水生生物通过自然或人工障碍物。通过水力学设计和建筑材料选择,使上游聚集的有机质能通过生态鱼道输送至下游,以满足下游鱼类肥育的需要,同时形成饵料诱鱼。同样,通过水流挟沙使泥沙通过生态鱼道,以满足下游的冲刷平衡以及一些鱼类对悬沙或底沙的需求。通过对河床质的调整,使河床质适应底栖生物的生活,在鱼道内部建立稳定的底栖生物群落,并且使底栖生物能够通过鱼道进行交流。通过对悬移质进行调整,沟通上游的藻类和微生物群落,使鱼道中形成稳定的微生物群落,以完善河流中的食物链。

2.3在横断面上恢复河流廊道(生态交错带)的功能

由于枢纽将原有的河流廊道截断,造成河流廊道的局部缺失。因此,生态鱼道还有一个重要功能就是与河岸带的植被一起重新构建河流廊道。完成河流廊道的生态环境、通道、障碍、过滤、源和汇6项功能。

3鱼道未来研究与展望

鱼类具有独特的生命繁衍规律,洄游鱼类在生命周期中的繁殖、生长和性成熟的不同阶段,需要有不同的水域环境,洄游路径成为完成生命过程的关键环节。鱼类是生命体,对其生活的水域环境敏感。鱼类对水域环境的反应等行为方式等鱼类行为尚不为人类所了解,这些基础研究的缺乏,往往导致鱼道设计的失败。近年来,仿生态鱼道越来越受到重视和广泛应用,仅仅根据有限的鱼类学知识进行鱼道设计是很不够的,确立为鱼服务的鱼道设计理念,就是要能够从鱼的视角研究如何有利于鱼的洄游,而不是简单地了解鱼的体长、体重、游泳和克流能力等基础数据,更要从鱼类洄游习性等鱼类行为学角度加以研究、探索和改进,营造适合鱼类洄游的通道环境[2-3]

参考文献(References)

[1]BILLENG.AtlanticriversystemofEurope[C]//CUSHINGCE.RiverandStreamEcosystem.Amsterdam:Elsevier,1995:35-65.

[2]方真珠,潘文斌,赵扬.生态型鱼道设计的原理和方法综述[J].能源与环境,2012(04):84-86.

[3]张东亚.水利水电工程对鱼类的影响及保护措施[J].水资源保护,2011,27(05):75-77.

[4]王桂华,夏自强,吴瑶,蔡玉鹏,余文公.鱼道规划设计与建设的生态学方法研究[J].水利与建筑工程学报,2007(04):7-12.

[5]边永欢,孙双科.竖缝式鱼道的水力特性研究[J].水利学报,2013,44(12):1462-1467

[6]杨宇,严忠民,陈金生.鱼道的生态廊道功能研究[J].水利渔业,2006(03):65-67.

[7]刘洪波.国外鱼道建设的启示[J].安徽农业科学,2010,38(14):7566-7567

[8]张辉,KYNARDBod,JUNHORicardo,等.亚马逊流域玛代拉河SantoAntônio鱼道设计与建造的启示[J].水生态学杂志,2013,34(4):95-100.

[9]于广年,王义安.低水头枢纽仿生态鱼道水流条件研究[J].水道港口,2013,34(1):61-65.

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