枢纽过鱼设施建设关键技术研究与应用

主要完成单位：交通运输部天津水运工程科学研究所、中国科学院水生生物研究所、四川大学、中交水运规划设计院有限公司、广西壮族自治区港航发展中心

1、项目基本情况

过鱼设施是补偿枢纽工程生态环境不利影响的主要工程措施， 对于保护渔业资源、恢复水域生态功能具有重要意义，但围绕过鱼设施运行的效果监测尚未系统、全面的开展，有关鱼道过鱼效果监测评估的报道相对于建设的鱼道数量少之又少，也未形成符合流域特色的过鱼设施效果评价技术体系。该项研究重点解决枢纽过鱼设施建设与运营阶段的重大关键技术、共性技术和公益技术难题，构建过鱼设施过鱼效果监测评估与集诱鱼理论方法和技术支撑体系，作为我国枢纽过鱼设施工程建设的重要组成部分，经过近几年攻关，攻克了4 项关键技术难题，取得了专利、专著、软件著作权及学术论文 4 大类科研成果，自主创新技术在总体技术中所占比重超过90%。

2、技术难点和特点

过鱼设施设计有赖于鱼类上溯行为习性，需研究鱼类上溯集群 与水流条件的关系，研发集诱鱼流态塑造技术和鱼群行为预测模型；为解决鱼道自进口至出口不同的技术难点，需开发不同尺度鱼  道水工模型实验方案，并提出鱼道水工模型比尺选择和放鱼验证性实验技术体系。过鱼效果评价是衡量过鱼设施建设优劣和优化改进的依据，需基于高精度高效智能的监测技术，并构建相应的评价技术体系。

3、主要成果和创新点

（1）研发了三维扫描动态重建、几何测量技术，建立了鱼类多模态特征基线数据库，开发了鱼类智能识别监测技术，实现了鱼道内鱼的种类、数量及分布等参数快速精准识别和数据输出。

（2）揭示了鱼类上溯集群适宜流速范围和鱼类集群效应对坝下流态的响应机理，研究了流态对鱼类资源及密度空间分布的影响机制，提出了鱼类集群的指标体系及集群维持的流速阈值，为过鱼通道设计提供参数。

（3）提出了适宜鱼类生态行为特征的集诱鱼流态塑造设计方法与水工模型试验标准，研发了具有主动诱鱼功能的过鱼设施进口结构型式，构建了上溯通道预测模型，为鱼道设计提供了依据。

（4）构建了符合我国流域特色的过鱼设施效果评价体系，通过“坝下-鱼道-库区”多区域监测，建立了鱼群信息、水流条件与鱼道结构之间的耦合模型，从鱼类过坝效率-过坝行为-生理条件三个层次揭示了影响鱼类过坝效果。

4、成果应用

该项研究依托“湘江二级航道二期工程过鱼通道工程”、“信江界牌枢纽船闸改建工程鱼道工程”、“信江双港航运枢纽防自然鱼道工程”、“袁河笏洲鱼道工程”、“袁河龙尾洲枢纽鱼道工程”和“袁河石洲枢纽鱼道工程”，研发了基于鱼类多模态特征基线数据库的鱼类智能识别监测技术；研发了鱼类上溯集群适宜流速和鱼类集群效应对坝下流态响应；提出了多尺度鱼道水工模型设计技术；提出了适宜鱼类生态行为特征的集诱鱼流态塑造设计方法；构建了符合流  域特色的过鱼设施效果评价技术体系，全面提升我国枢纽过鱼设施的建设水平，为我国枢纽过鱼设施建设与运营管理提供全方位技术支撑。

5、经济和社会效益

该项研究成果提升了湘江、赣江等航运枢纽鱼道的过鱼监测与集诱鱼水 平，有效促进了枢纽鱼道的过鱼效果和过鱼效率，推进了绿色航运枢纽顺利实施，节省了工程投资，缩短约15%左右的设计周期，贯彻  落实了“交通运输+绿色”的发展理念；过鱼种类、规模和轨迹的监测准确率与效率分别提升了 60%和 80%，工程建设的经济效益超过20%，经济和社会效益显著。