孙 宾

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

阿尔塔什水利枢纽工程的修建带来了巨大效益，起到了防洪、灌溉、发电和促进地方经济等作用，但同时也对水生生态系统产生了一定的不良影响，主要表现为大坝阻断了河流连通性，使鱼类生境破碎化。为减少大坝对河流生态系统尤其是鱼类种群的干扰，通过修建鱼类过坝设施，改善河流连通性，使鱼类能够顺利上行，维护了河流生态系统的连通性。本文结合阿尔塔什水利枢纽工程的工程特点及主要建筑物布置特性，考虑对保护鱼类的影响程度，研究设计出较合理的过鱼设施。

1 工程概况

阿尔塔什水利枢纽工程位于新疆喀什地区莎车县霍什拉甫乡和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县的库斯拉甫乡交界处，是叶尔羌河干流梯级规划中“两库十四级”的第十一个梯级，在保证塔里木河生态供水条件下，具有防洪、灌溉、发电等综合利用功能。阿尔塔什大坝结构形式为混凝土面板砂砾石-堆石坝，水库总库容22.49亿m3，正常蓄水位1820.0m，死水位1770.0m，最大坝高164.8m，上游坝坡采用1∶1.7，下游坝坡坡度为1∶1.6，下游坝坡宽310.0m。过鱼季节库水位变幅达50m，坝址区两岸均为近直立的陡壁。

本工程等别为大(1)型Ⅰ等工程。坝址区地震基本烈度为8度。根据NB/T35054—2015《水电工程过鱼设施设计规范》规定，过鱼设施与生态电站厂房相结合，其级别与生态电站厂房一致，为3级建筑物，合理使用年限为50年。

2 过鱼种类的选择和过鱼季节

根据水产科研的调查研究，结合工程所处河段的鱼类分布、特性以及鱼类的保护价值，本工程确定的过鱼对象见表1。

表1 叶尔羌河过鱼对象表

塔里木裂腹鱼等裂腹鱼类的主要产卵季节为4—7月，因此，确定过鱼设施的主要过鱼季节为每年的4—7月。

3 过鱼方案的选择

工程的修建阻断了河流的连通性，使鱼类种群之间的基因交流受到限制，继而引发珍稀、特有鱼类遗传多样性降低。事实证明，鱼类过坝设施对维持河流生态系统的连通性、保护珍稀鱼类、维持河流的遗传及生物多样性具有重要意义。由于不同地区的鱼类的游泳能力及生活习性差异性较大，因而，过鱼设施的型式和参数选择应当与该地区的过鱼对象游泳能力测试结果以及生活习性相结合。

工程不同、过鱼种类不同，过鱼设施的形式也多种多样。目前适用高坝实际运用较多的过鱼设施包括鱼闸、升鱼机以及集运鱼设施。上述过鱼设施方案比较见表2。

根据本工程特点及表2可以分析得出：

表2 不同类型过鱼设施制约因素一览表

(1)鱼闸主要用于混凝土重力坝，与坝体结合垂直运输，本工程为土石坝，不推荐使用鱼闸方案。

(2)集运鱼系统适用于本工程，但过鱼效率低，需要消耗大量的人力资源，不推荐该方案。

(3)综合升鱼机提升过坝装置的工作原理，同时考虑对鱼类的人为干预因素，本工程采用轨道升鱼机方案。轨道升鱼机方案由诱鱼道、集鱼池、集鱼斗、回转吊、坝后升鱼机排架、坝顶轨道卷扬机、坝前运输电动平板车和回转吊等部分组成。利用诱鱼道将鱼诱致集鱼池内的集鱼斗内，通过回转吊将集鱼斗提升至坝后升鱼机排架上，再通过坝顶轨道牵引机将集鱼斗运至坝顶，再由坝前运输电动平板车将集鱼斗运至坝前，通过坝前回转吊将集鱼斗吊至库内死水位1770.0m范围内，满足鱼类洄游过坝。鱼道总体布置示意图如图1所示。

图1 过鱼设施系统总体布置示意图

4 过鱼建筑物的设计

过鱼建筑物由集诱鱼设施+运鱼设施+投鱼点三部分组成。

4.1 集诱鱼设施设计

根据NB/T35054—2015规定，过鱼系统布置应与枢纽建筑物的布置相协调，应充分利用水电工程周边已有设施，过鱼设施选择布置在生态电站厂房尾水渠尾0+297.297桩号左侧。首先运鱼道路顺畅，生态电站厂房的进场道路可直达集鱼池；其次系统供水泵房设置利用尾水渠左侧平台布置。

集鱼设施包括诱鱼道、集鱼池、集鱼斗及回转吊。

(1)诱鱼道流速

本工程通过控制鱼道流速进行诱鱼，为确定本工程保护鱼类的耐久游泳流速，根据三峡大学在叶尔羌河开展的鱼类游泳能力测试结果，确定阿尔塔什诱鱼设施感应流速为0.12～0.34m/s，临界游泳速度为1.01～1.44m/s，持续游泳速度为1.0～1.3m/s，爆发(突进)游泳速度为1.35～2.48 m/s。

(2)诱鱼道水位

根据NB/T35054—2015规定，鱼道进口设计水位可选择在单台机组发电和全部机组发电之间。结合本工程厂房尾水布置和水电站运行及防洪成果，诱鱼设施防洪高水位1669.19m(P=0.5%)、正常水位1661.96m(2台机满发流量Q=48.4m3/s)、设计尾水位1661.92m(生态下泄流量Q=41.0m3/s)；

诱鱼道顶高程为便于检修和巡视，取与生态电站厂房尾水渠渠顶高程一致，为1669.60m，满足防洪高水位要求。生态电站厂房尾水渠尾0+297.297桩号渠道底板高程1659.64m，为保证进口水深大于1.0m，将诱鱼道进口底高程确定为1660.00m。

(3)诱鱼道进口及集鱼池

诱鱼道设置两个诱鱼口，1#诱鱼口布置在尾水渠尾0+311.097桩号处，2#诱鱼口布置尾水渠尾0+341.097处；诱鱼口宽为0.7m，长为8.2m；鱼道宽为1.0m，长为11.7m；诱鱼槽宽为1.7m，长为4.4和31.4m；集鱼池及升鱼斗宽4.0m，长12.9m；消力池宽4.0，长7.1m。诱鱼道均设置闸门一道，以满足运行和检修要求。

(4)集鱼池回转吊

集鱼池回转吊考虑起吊鱼道检修闸门、泵房取水口事故检修门和集鱼箱、集鱼斗等设备，将回转吊布置在1#和2#鱼道中间，回转吊臂长30m，起升容量10t。

4.2 运鱼设施设计

运鱼过坝设施主要包括坝后升鱼机轨道排架、坝顶轨道卷扬机、坝前运输电动平板车和回转吊。运鱼过坝设施布置在坝后右侧，具体布置如图2所示。

图2 运鱼设施布置图

(1)升鱼机轨道排架

升鱼机轨道排架分为三段，第一段由集鱼池至大坝下游坡脚线，此段为水平运鱼段，采用单梁吊，长247.0m，排架轨道宽6.0m；第二段由下游坡脚线至坝顶，此段为上坝牵引车段，长32.235m，排架轨道宽8.0m；第三段由坝顶至坝前，此段为转运小车段，将集鱼斗运至投鱼点，长51.7m，排架轨道宽6.0m。

(2)坝顶轨道卷扬机

为将集鱼斗由坝坡脚拉升至坝顶，在坝顶修建卷扬机房，卷扬机房尺寸15.8m×14.0m(长×宽)，卷扬机房内布置有1台卷扬机。

(3)坝前运输电动平板车

转运小车段上设置运输电动平板车，将由坝顶卷扬机房拉升上来的集鱼斗，通过电动平板车运至坝前。

4.3 投鱼点设计

本工程坝址两岸大部分基岩裸露，河谷呈不对称的“U”型，右岸坡陡峻，边坡走向近东西，坝肩范围内坡度在高程1845m以下一般50°～70°，在高程1845m以上近直立，右岸坡高达566m。为避免对右岸边坡因鱼类投放点的布置造成二次开挖，将鱼类投放点布置在右岸施工临时便道上，利用施工便道，回填加高混凝土基座，避开回转吊范围的边坡二次开挖。同时考虑坝前回转吊半径应能适用水库水位的变幅，过鱼季节为4—7月，水位变幅由死水位1770m至正常蓄水位1820m之间，同时应远离电站的泄水和引水建筑物的进口，避免鱼类被高速水流带至泄水建物物。坝前回转吊臂设计长50m，起升容量8t。

5 结语

本文依托于阿尔塔什水利枢纽工程，结合其高坝、水位变幅大、库岸陡等工程特点，通过设计研究，选取生态电站尾水集诱鱼+坝后轨道运鱼+坝前回转投鱼的轨道升鱼机方案，以有效沟通坝址上、下游的鱼类、保护土著鱼类资源。在过鱼季节4—7月，采用机械捕捞的方式采集鱼类，视鱼类集群大小调整捕捞频次，以确保过鱼效果；同时运行期加强监测，以便使过鱼设施达到较好的效果。本文可为相关高坝、高岸坡枢纽工程过鱼设施设计提供参考。