葛洲壩船閘過魚能力及其改進措施研究.pdf

1、大壩對魚類洄游的阻隔問題得到社會的廣泛關(guān)注,魚道等過魚設(shè)施的建設(shè)也如火如荼的展開,船閘作為水利樞紐固有結(jié)構(gòu),配備了專業(yè)管理人員,有著其它過魚設(shè)施無法比擬的優(yōu)勢,且船閘具有上下游大體積水體交換,理論上可以代替魚道成為新型過魚建筑物。本研究以葛洲壩水利樞紐船閘為研究對象,于2013年4月、6月、8月、10月,運用DIDSON進行船閘魚類水聲學探測,并同步進行水質(zhì)水動力參數(shù)取樣,分析船閘天然情況下的過魚能力及規(guī)律,同時結(jié)合水質(zhì)水動力及船閘運行

2、方式,探究船閘過魚能力的影響因素,并有針對性的提出船閘過魚的改進措施。具體結(jié)果如下:
　　1)船閘過魚時空特性及能力評估
　　船閘夜晚過魚數(shù)量多于白天時段,上行魚類多于下行魚類的時刻多發(fā)生在夜晚時段;6月是魚類主要繁殖季節(jié),兩船閘過魚數(shù)量均較大且體長均值較小,而10月大江魚類仍有繁殖,三江魚類則處于生長期,因而一號船閘過魚大于二號船閘,其他兩個月份過魚情況較相似;兩船閘下閘首過魚在6月及10月差異顯著,6月二號船閘大于一號船

3、閘,10月則相反;在跟船過閘探測中,下游水位—充水—上游水位—上閘首行進中,魚類密度不斷減小;船閘過魚在垂向上多集中在水體表層通過。
　　經(jīng)估算,年過魚數(shù)量一號船閘上行為26萬尾,下行為31萬尾,二號船閘上行為12萬尾,下行為23萬尾;一號船閘過魚主要以銅魚、圓口銅魚、瓦氏黃顙魚為主,二號船閘主要以?、鯉、鱖等為主;一號船閘閘室內(nèi)主要以10cm體長小魚規(guī)格為主(25％),二號船閘25~40cm體長規(guī)格也占有一定比重(18%);船閘

4、過魚上行數(shù)量比為30%,過閘所用時長為55min。
　　2)船閘過魚能力影響因素
　　水質(zhì)因子中,僅水溫與過魚存在顯著相關(guān)性,魚類處于適宜溫度時活動更活躍;DO含量大于魚類正常需求量,不是魚類活動的限制因素;pH在日變幅中與船閘過魚相關(guān)性不顯著。二號船閘水位流量與過魚相關(guān)性顯著,但僅為中度相關(guān)(R2=0.27);閘前流速與過魚相關(guān)性顯著,且相關(guān)程度高,是影響船閘過魚的關(guān)鍵因素。
　　船閘上游閘門檻,阻擋了底層大個體及底

5、棲性魚類出閘,是魚類過閘的天然屏障;下閘首底板排水孔,在泄水過程中引起水體流速及流態(tài)發(fā)生改變,對魚類有一定的吸引效果,且下泄水體對DO及營養(yǎng)物質(zhì)的補充,為魚類活動提供了基礎(chǔ);單次開閘時長的延長,可有效增大過魚總數(shù),但對過魚效率的增大無益;單次開閘時段內(nèi),單位時間過魚數(shù)呈拋物線變化,在開閘后10min達到峰值。
　　3)船閘過魚能力改進措施
　　提出在閘門檻上開孔,便于中層及底層魚類通過;船閘泄水孔應(yīng)分散多個布置,可使單孔下泄

6、水流變緩,產(chǎn)生最佳誘魚效果。提出船閘單向通行的改進方案,保證單次開閘魚類的高效通過,頻繁泄水也可對下游水體溶氧與營養(yǎng)物質(zhì)進行及時補充;船閘應(yīng)在船只全部進出閘后延緩一定時間關(guān)閉閘門,以減小船只機械振動對魚類的驅(qū)趕作用;另外船閘在無船只過閘時,可繼續(xù)空閘運行,提高船閘過魚量。
　　利用魚類趨流特性,提出水流誘魚方案,閘室內(nèi)原有輸水廊道系統(tǒng),可在下游閘門開啟時繼續(xù)工作,提供閘室內(nèi)水流流速誘魚,對于上下閘首及閘室上游水位情況下,可采用附加