青海湖洄游魚道設計

郭守財

(海北州水利局，青海 海北 810229)

1 概述

青海湖湟魚，學名裸鯉，棲于青海湖及環湖各河流，為國家二類保護動物，同泰山的赤鱗魚、富春江的鰣魚、洱海的弓魚和油魚，并稱為我國五大名魚。裸鯉處于青海湖“水—魚—鳥—草地”生態系統核心地位，分布區極其狹窄，其資源衰竭極易導致這個物種滅絕，將會破壞整個青海湖生態系統的穩定，且是我國生物多樣性及漁業種質資源的重大損失。由于20世紀50年代到70年代過度捕撈和80年代青海湖周邊生態環境惡化，青海湖裸鯉資源數量銳減。為此從1994年開始青海省政府進行了3次封湖育魚措施，2001年又第四次對青海湖實施封湖育魚，為期10年。經十幾年對裸鯉的保護，青海湖的裸鯉種群及數量逐漸增長。但由于水利工程修建和取水的影響，以及現有魚道設施不能有效發揮作用，嚴重影響了裸鯉洄游和繁殖。為保障青海湖的生態環境系統，修復青海湖漁業生態環境刻不容緩、迫在眉睫。

2 影響裸鯉洄游的主要因素

因為高鹽度、高堿度的青海湖水對裸鯉的性腺發育成熟是致命的，只有逆流而上直到產卵地，裸鯉的性腺才會逐漸發育成熟。而由于國民經濟發展對水資源的需求不斷增大，人類對大自然的影響也在不斷增加，這些都對裸鯉的洄游產生了負面影響。尤其是哈爾蓋河、沙柳河、泉吉河這三條河青海湖周邊開發利用強度較大的河流。

2.1 灌區引水影響

哈爾蓋河、沙柳河、泉吉河三條河流上共修建了7座引水樞紐設施，布置了7個灌區，設計灌溉面積16萬多畝。灌區內主要種植油菜、青稞、燕麥等農作物。根據農作物生長需求，其灌溉用水主要集中在3月、5月、7月、8月，而裸鯉洄游時間主要集中在5～8月。各灌區的設計引水量均在1.0m3/s以上，在裸鯉洄游期，由于灌溉引水，導致河道內流量減小，河流水位下降，從而使得裸鯉的躍力下降，致使裸鯉無力上溯產卵。同時在裸鯉洄游期進行農業灌溉時將大量的裸鯉及魚卵帶入農田，導致裸鯉死亡，魚卵無法孵化。

2.2 引水樞紐設施影響

灌區引水樞紐的攔河壩高1～3m。攔河壩的修建阻斷了青海湖裸鯉產卵繁殖洄游的通道。大量的親魚不能上溯產卵而聚集在攔河壩下，導致最終擱淺缺氧死亡。而攔河壩的修建也相當于縮減了裸鯉的洄游長度至使裸鯉性腺不能發育成熟，無法排卵，產卵率下降，裸鯉的繁殖受到嚴重影響。

2.3 現有魚道效果不佳的影響

現有的魚道為水池式魚道，因管理不到位、凍脹等因素，大部分已損壞，無法正常運行。又因魚道中的隔板損壞，魚道現已變為泄水槽，其魚道內流量較大、損壞的隔板填堵魚道、魚道進口偏離主河道，裸鯉無法在現有的魚道中上溯。大量的裸鯉聚集在攔擋壩下。

3 魚道設計方案

針對影響裸鯉洄游的主要因素，設計的魚道需要解決由于攔河壩修建和灌區引水導致的河道流量減小和落差較大不能上溯產卵的問題。裸鯉洄游季是每年的5—8月，在青海屬于春夏之交。裸鯉經過一冬較虛弱，而且在整個逆流而上的過程中不進食。為了減小裸鯉通過魚道的阻力，本次設計利用原引水樞紐的攔河壩，將溢流壩按1∶10的坡度改造成溢流堰型梯級式的魚道。魚道主要由魚室、休息室、魚坎、消力池及池后拋石等組成。魚道長度根據攔河壩的高度確定。魚室為1.4m寬平臺；為了給體力較弱的魚在通過魚道的過程中提供一個休息的平臺，每6級魚室后修建休息室一座，休息室為5m寬平臺；魚坎高30cm，前后魚坎高差為15cm。魚道基礎采用M10漿砌石；魚室及消力池均采用C25W6F200鋼筋混凝土結構。魚道漿砌石基礎縱、橫向每10m設置5cm厚伸縮縫，采用瀝青杉板填筑；魚室縱、橫向每10m設置5cm厚伸縮縫，采用PTN止水密封膏填筑。

圖2 設計結構示意圖

消力池采用現澆鋼筋混凝土結構，消力池后接拋填塊石護底，防止河道沖刷，后與天然河道相銜接。根據灌區的布置在溢流堰式魚道左岸或右岸布置引水閘與沖砂閘。同時為保護魚道及引水樞紐的安全，將兩岸河道進行護坡處理。工程的建設即保護了裸鯉正常洄游繁殖，同時保證農業生產灌溉用水。設計平面圖和結構圖示例見圖1和圖2。

圖1 設計平面示意圖

4 魚道設計

4.1 溢流堰型階梯式魚道

在哈爾蓋河、沙柳河、泉吉河等河道內修建溢流堰型階梯式魚道7座。

(1)哈爾蓋河青海湖農場塘曲渠魚道

在原哈爾蓋河青海湖農場塘曲渠引水樞紐處修建1座2.0m高溢流堰型階梯式魚道，魚道寬90m，魚道長32.4m；魚道建魚室12個、休息室1個。左右岸各修筑重力式混凝土魚道邊墻32.4m，邊墻頂寬30cm，高5.5～3.5m，底寬1.3～1.8m。更換引水閘(PG2.0×2.0m的鋼鐵復合閘門)1座，沖砂閘(PG2.0×2.0m的鋼鐵復合閘門)2座，8t啟閉機3臺。消力池池長9.0m，池寬90.0m，池深1.0m，底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長5.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為2.0m，拋石直徑50～100cm，與天然河道相銜接。

(2)哈爾蓋河塘曲村塘曲渠魚道

在哈爾蓋河塘曲村塘曲渠引水樞紐處修建1座1.5m高溢流堰型階梯式魚道，魚道寬90m，長34.84m。魚道建魚室13個、休息室1個。左右岸各修筑重力式混凝土魚道邊墻34.84m，邊墻頂寬30cm，高4.7～3.5m，底寬1.0～1.5m。更換引水閘(PG2.0×2.0m的鋼鐵復合閘門)2座，沖砂閘(PG2.0×2.0m的鋼鐵復合閘門)2座，8t啟閉機4臺。消力池池長7.0m，池寬90.0m，池深1.0m，底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長3.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度1.0m，拋石直徑50～100cm，與下游天然河道相銜接。

(3)沙柳河剛北干渠魚道

在剛北干渠引水樞紐沖砂閘出口修建溢流堰型階梯式魚道。魚道寬10.6m，長13.65m；魚道建魚室6個。修筑重力式混凝土魚道邊墻27.3m，邊墻頂寬30cm，底寬1.2m，高2.5～4.55m。更換引水閘門(PG2.0×2.0m)2座，沖砂閘門(PG1.5×3.0m)3座，8t啟閉機5臺。消力池池長5.0m，池寬10.60m，池深1.0m，底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長3.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為1.0m，拋石直徑為50～100cm，與天然河道相銜接。

(4)沙柳河永豐渠魚道

在原永豐渠引水樞紐處修建1座1.5m高溢流堰型階梯式魚道。魚道寬51.50m，魚長23.8m。魚道建魚室8個、休息室1個。根據地形，左右岸各修筑混凝土矩形邊墻23.8m，邊墻寬30cm，墻高2.5～5.0m。消力池池長7.0m，池寬51.50m，池深1.0m，底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長5.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為1.0m，拋石直徑為50～100cm，與天然河道相銜接。

(5)沙柳河尕曲渠魚道

在沙柳河尕曲渠引水樞紐修建1座1.5m高溢流堰式魚道，魚道寬60m，長41.1m。魚道建魚室17個，休息室2個。消力池池長10.0m，池寬147.50m，池深1.0m，底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長5.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為1.0m，拋石直徑為50～100cm，與天然河道相銜接。

(6)泉吉河泉吉渠魚道

在泉吉渠引水樞紐處修建1座1.5m高溢流堰型階梯式魚道，魚道寬91.0～51.14m，魚道長25.0m。魚道建魚室11個、休息室1個。修筑重力式混凝土魚道邊墻50.0m，邊墻頂寬30cm，高5.0～3.5m，底寬1.3～1.8m。消力池池長7.0m，池寬51.14～41.90m，池深1.0m；底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長3.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為1.0m，拋石直徑為50～100cm。改建引水閘(PG2.0×2.0m的鋼鐵復合閘門)1座，沖砂閘(PG2.0×2.0m的鋼鐵復合閘門)1座。8t啟閉機2臺。消力池后接長5.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為1.0m，拋石直徑為50～100cm，與天然河道相銜接。

(7)泉吉河黃玉渠魚道

在原黃玉渠引水樞紐處修建1座1.0m高溢流堰型階梯式魚道，魚道寬33.0m，長22.25m。魚道建魚室10個、休息室1個。修筑重力式混凝土魚道邊墻22.25m，邊墻頂寬30cm，高4.5～2.5m，底寬1.0～1.5m；修筑矩形鋼筋混凝土魚道邊墻22.25m，邊墻頂寬60cm，高4.5～2.5m。消力池池長5.0m，池寬33.0m，池深1.0m，底板厚0.5m，邊墻厚0.3m。消力池后接長5.0m的拋填塊石護底，防止河道沖刷，拋填深度為1.0m，拋石直徑為50～100cm，與天然河道相銜接。

4.2 防洪堤設計

設計魚道時，對魚道上、下游左右岸坡進行防護；左、右岸防洪堤均采用護坡式蜂巢網箱結構，護坡采用蜂巢網箱，基礎采用M7.5漿砌石結構。網箱護坡高1.0m，護坡迎水面邊坡1∶1.5，網箱護坡厚度0.5m。基礎均為重力式M7.5漿砌石結構，埋深2.5m。網箱護坡后為砂礫石土堤，堤頂寬3.0m，堤外坡1∶1，土堤須分層碾壓，壓實干密度不小于1.95t/m3。馬道回填砂礫石需先進行篩分，為了防止被洪水淘刷壓實干密度不小于2.1t/m3。

5 結論與建議

(1)結論

魚道是減弱水利工程對魚類繁殖影響的重要設施，越來越受到社會各方的關注。如何因地制宜的設計魚道，發揮作用是每個水利設計工作者關心的問題。該工程的建成，將極大地改善青海湖裸鯉產卵場遭到嚴重破壞的狀況，恢復產卵場地，使產卵魚群能夠進入各河道產卵場產卵繁殖。這不僅促進青海湖漁業生態環境的恢復，而且還保障了流域內少數民族自治區經濟社會的可持續發展。

(2)建議

加強工程維護、養護。每年魚類洄游前，應對魚道進行清淤、維修；為確保親魚洄游，每次發生洪水后應對河道進行整治，疏浚，確保進魚口正常進魚。組織專業人員定期對對魚道及建筑物等進行巡查，及時發現、清除隱患；合理調配農業引水，在魚苗返湖、魚類洄游期間嚴禁農田灌溉；要加大宣傳力度，加強法制管理，依法護漁。