卷盘肖玥
【摘 要】随着全球经济的发展,环境问题日益严重,“可持续发展”成为当今我国的主要发展方向.水是国民经济的命脉,水利工程在我国国民经济发展中占据相当重要的位置.如何在开发利用水资源的同时,降低其开发对环境的影响,达到兴利除害的要求?介绍了在水利水电工程中应用的生态护坡和鱼道. 【期刊名称】《四川水力发电》
【年(卷),期】2012(031)006
瑞利信道【总页数】4页(P76-79)
【关键词】水利水电工程;生态护坡;鱼道
【作 者】肖玥
【作者单位】四川大学生命科学学院,四川成都610064
【正文语种】中 文
【中图分类】TV7;X24
1 概述
水利水电工程涉及到修筑拦河大坝，而拦河大坝的修筑过程中势必会引起很多相关的环境问题，例如在开挖山体时因坡度增加而易于导致山体滑坡，增加水土流失;大坝拦断河流后而导致洄游性鱼类无法正常完成生活周期;河道蓄水水位的抬高对两岸生态环境产生不利的影响等。 生态环境是关系到人类生存和发展的基本自然条件，保护和改善生态环境是保障社会、经济可持续发展和水资源良性循环的基础。随着全球经济的发展，环境问题日益严重，水利水电工程中的生态问题也逐渐暴露出来。如何在修筑水坝的过程中做到环境的保护，从而实现经济社会可持续发展已成为水电工程建设上的新方向。［1］
笔者重点阐述了生态护坡和鱼道在水利水电工程中的应用。
2 生态护坡
水利水电工程在建设过程中需要开挖河道周围的山体而形成人工开挖边坡。人工边坡由于其形成快、不稳定，常常引发很多地质灾害问题，严重的可能会形成滑坡和崩塌。护坡系指为防止边坡失稳而产生滑坡或崩塌在坡面上所做的各种铺砌和栽植的统称。
传统的护坡结构往往只片面强调防护和支挡等功能，较少地考虑坡体和河道的生态或环境功能，因此，护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料。［2］
随着全球环境问题的日益严重，人们在越来越注重环境保护和生物多样性的同时，也开始注重水利水电工程带来的环境问题，生态水利的设计理念开始被引入堤防和护岸的结构设计中。
生态护坡是岩土工程与环境工程相结合的产物，兼顾了防护与环境两方面的功效。与传统护坡相比，生态护坡的生态和环境功能更佳，与周围景观相协调。生态护坡具有一定的开放性，能减少水利水电工程对沿岸和河道内生物栖息地的改变和破坏，一定程度上保护当地原本的景观和生物多样性。生态护坡材料以环保材料为主，多数为天然材料，如土壤、草皮等，对环境污染小。
目前，我国开始试验推广的几种生态护坡主要有:植被护坡、土工材料复合种植基护坡、植被型生态混凝土护坡和水泥生态种植基护坡。
生态护坡与传统护坡一样，是为了防止边坡失稳产生滑坡或崩塌，因此，生态护坡的设计首先应满足岸坡稳定的要求。同时，为了保护当地原本的景观和生物多样性，生态护坡设计还应与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。这种协调意味着设计应以尊重生物多样性、减少对资源的剥夺、保持营养和水循环、维持生境质量、有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。
照片1中的绿部分为某正在修建的水电站的生态护坡实验地。该护坡系在传统边坡护坡上采用了水泥生态种植基植草的护坡方式。该生态护坡方式比实验地上方的传统喷混凝土护坡方式要绿环保，从而使水电工程在进行开发的同时减小了对环境的破坏，具有维护环境生态系统的作用。
照片1 某水电站生态护坡实验地
3 鱼道
拦河大坝造成的生态问题之中较为严重的是其阻断了鱼类生长和生殖活动的必经河道，阻碍了鱼类洄游的路径，使鱼类的上溯行为受到非常严重的影响，乃至完全终止。而鱼类的上溯行为常常与生殖行为有关，若遭到阻断，对该种鱼繁殖的影响将非常大，严重时可能会导致种数量的大量减少乃至灭绝，对整个河道生态系统都是重大的打击。移动终端安全
考虑到鱼类洄游习性而产生的鱼道，即水利枢纽中供鱼类洄游的人工水道，是鱼类过坝设施的一种。鱼道并不是环境问题严重后才有的新概念，早在三百多年前，西欧就出现了开凿在河道中的礁石、疏漩急滩等天然障碍以沟通鱼类的洄游路线。
在中国，开展鱼道研究和建设的历史还比较短。我国的鱼道发展历史大致经历了四个阶段:模拟欧美、日本鱼道的时代(上世纪60～70年代);小型、低水头鱼道整体试验研究，对鱼道的布置、型式、作用等进行了一定研究(上世纪70～80年代);鱼道研究工作的停滞状态(上世纪80年代到上世纪末);鱼道设计的新兴阶段(本世纪开始)。［3］
鱼道可分为两大类:池式鱼道(照片2)和隔板式鱼道(照片 3)。［4］
照片2 池式鱼道
(1)池式鱼道。池式鱼道是从水坝下游开始，通过一级级水池克服水利枢纽阻隔形成的水头差，向上延伸至水利枢纽上游。该型式的鱼道接近天然河道的情况，鱼类在池中的休息条件良好，但其适用水头很小，平面上占用的位置较大，所以其实用性受到一定的限制。
照片3 隔板式鱼道
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(2)隔板式鱼道。横隔板式鱼道是利用水势、沿程摩阻及水流对冲、扩散来消能，改善流态，降低过鱼孔的流速，并能以调整过鱼孔的形式、位置、尺寸来适应不同习性鱼类的需要，主要由进口、池室和出口组成。［3］按隔板过鱼孔的形状及位置，可将鱼道分为溢流堰式(也叫台阶式或阶梯式)、淹没孔口式、竖缝式和组合式 4种。［4］其结构简单，维修方便，近代鱼道大都采用这种形式。
为了使洄游鱼类能到鱼道的进鱼口，并顺利通过水利设施，避免造成溯河洄游鱼类通过水利设施时出现延时、水压或伤害等现象，对于鱼道的设计也有一定的原则。
考虑到鱼类对外界环境的敏感性、到进鱼口的难易等，对于鱼道槽本身的设计就有一定的要求。例如鱼类对环境刺激敏感，鱼道应设置在幽静的环境中;鱼道不应为全封闭的管道，
槽身应处于阳光直射下;进鱼口的位置也应符合鱼类的生活行为特征，使其能尽早发现进鱼口;出鱼口处应傍岸，远离溢洪道、厂房进水口等泄水、取水建筑物并远离水质有污染的水区、嘈杂的码头和船闸上游引航道出口等，出口外水流应平顺，流向明确，没有漩涡，出口还应考虑鱼的回归要求等。
除此之外，对于不同的洄游性鱼类，鱼道的规模、过鱼季节、运行水位、鱼道水流速、鱼道宽度等因素也会有相应的不同。这些鱼道设计中的重要参数可以通过数学公式得到，也可以通过水流模型试验获得。
我国已建鱼道大多布置在江苏、浙江等沿海沿江平原地区的低水头闸坝上，其底坡较缓，上下游水位差大多在10 m以内。隔板孔口流速基本为0.8～1.2 m/s，池室的长度为1～4 m，宽度为1～3 m，对同一鱼道而言，其池室长度和宽度比基本为1.2～1.5，水深在2 m左右。而国外鱼道的过鱼对象主要为常见的鳟鱼和鲑鱼，其在上溯产卵途中，可以克服2～3 m/s以上的流速，甚至可以凌空跳跃4 m之远。因此，相同水头鱼道而言，国外鱼道规模相对要小很多。［4］
4 结语
不论是生态护坡，还是鱼道，中国都还处于起步和试验阶段，还需要进行更多的研究。
在生态护坡方面，材料是重要的研究课题，其中包括了不同的边坡景观、类型、地理位置需采用何种植被、土壤才能达到最佳效果等。这些因素涉及到对当地植被和动物类结构以及各物种生态学特性的充分调查和了解。
在鱼道方面，还需要深入研究的课题大致有:对各大流域主要鱼类的生理特性、洄游规律等有更深的认识，建立主要鱼类的特性档案;要考虑今后鱼道的发展趋势，特别是高水头鱼道的发展，使其能普及使用;加强鱼道的水力学认识，根据一定的现场布置和挡水建筑物特点，以及上下游水流等制约条件，鱼道的布置型式应有一定的适应性;开展生态补偿流量、有利于鱼类生存和过坝条件的水库运行调度方式的研究等。
参考文献:余票查询系统
【相关文献】
［1］ 刘国贤.浅谈基于生态环境的水电厂水库调度运行［J］.科学之友，2010，(2):33 －34.
［2］ 崔政权，李 宁.边坡工程——理论与事件最新发展［M］.北京:中国水利水电出版社，1999.
［3］ 水利部、交通部南京水利科学研究所等，编.鱼道［M］.北京:电力工业出版社，1982.
［4］ 刘志雄，周 赤，黄明海.鱼道应用现状和研究进展［J］.长江科学院院报，2010，27(4):28－31.
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