Page 219 - 《水产学报》2025年第7期

石小涛，等
(H=15 m) 和枕头坝一级水电站生态鱼道
我国低水头闸坝或堰的数量庞大，尤其是溪流
小型矮堰 (H<3 m) 数量或已超过百万座 ，但配
套建有鱼道的闸坝数量屈指可数，市场需求巨
大。面对较大需求缺口，修建类似竖缝式、横
隔板式、池堰式和仿自然式鱼道存在河道开挖
面积大、施工程序杂且建设费用高等问题，在
不施工条件下开发辅助鱼类过坝的鱼道是大多
数已建小型闸坝过鱼的目标需求，占地少、成
本低、便携型的鱼道迫切需要建设。
国外较早开始研发便携式鱼道装置并逐步
在野外场景中投入使用。鱼道整体结构主要采
用管道拼接的方式，通过虹吸的原理实现管道
[6]
内水从坝上至坝下流动 。坝下目标鱼可通过
管道上溯至坝上完成关键生命活动
越冬等)。提升管式鱼道过鱼效果关键在于突破
管道进口诱鱼和管道内过鱼难题。管式鱼道运
行原理和结构形式决定流量和管道角度，是影
响管式鱼道过鱼效果的 2 个重要因素。日本和
印度尼西亚鱼道专家在本国溪流中逐渐开始修
建低成本的便携管式鱼道，野外实践中发现管
道内流量、压力分布和进口吸引流等水流条件
对鱼类上溯效果影响较大，鱼类在管道水平段
(管道角度为 0°) 的游泳消耗高于垂直段
度为 90°) 。Wad 等 为辅助日本新河堰
[8]
[7]
River) 的优势种宽鳍鱲 (Zacco platypus) 上行过
坝，设计了便携虹吸管式鱼道，根据游泳能力
数据，提出管流量、管道角度、管内减速器个
数和相邻减速器之间距离的配置要求，以控制
管内流速辅助目标鱼上溯克流过障。尽管国外
已设计开发便携管式鱼道装置并在低水头闸坝
进行了少量应用，但总体研究水平仍处在初级
阶段，已在野外安装的鱼道也因长期无人监测，
过鱼效果评估数据严重缺失。已有的少量数据
又只量化了管式鱼道的吸引率和通过率，实际
的鱼道过鱼效果是受多因素影响且随时间而变
化，需构建具有时间效应的过鱼效果评价模型，
识别影响鱼道过鱼效果的关键因素，为优化鱼
道提供方法策略。基于生存分析法的
比例回归模型已成为国内外鱼道重要的效果评
价数据分析工具。Castro-Santos 等 利用了生
存分析的 Cox 风险比例回归模型，发现了流速、
鱼的体型和昼夜节律是影响溪红点鲑
https://www.china-fishery.cn
水产学报, 2025, 49(7): 079517
(H=34 m)。 fontinalus) 上溯动机的驱动因子。然而，国内管
式鱼道研究还处在有待“破土”阶段，迫切需要
先从室内试验开始摸索针对我国特有鱼种在管
[5]
式鱼道中的上溯行为规律，评估其过鱼效果。
鉴于此，本研究以四大家鱼代表之一鲢 (Hyp-
ophthalmichthys molitrix) 为对象，在室内水槽中
仿造堰坝工程场景，借鉴国外设计经验，自主
开发了便携管式鱼道，通过在管道进口段、管
道内部和出口段安装视频监控系统实时记录鲢
上溯通过管式鱼道的全过程，分析了管式鱼道
过鱼效果，构建了基于“时间-事件”分析法的
Cox 风险比例回归尝试率、通过率和最大上溯
距离的过鱼效果评价模型，识别了影响管式鱼
道过鱼效果的关键因素，确定了各影响因素与
(产卵、索饵、 过鱼效果之间的相关关系，为我国低水头闸坝
鱼道设计提供了新思路和新方案。
1 材料与方法
1.1 管式鱼道设计原理
本实验装置参照国外已有虹吸管式鱼道进
行设计，由上游段、中间段、下游段、鱼道进
口和鱼道出口 5 部分管道组成，管道直径为
10 cm，管道内部设置有不等数量的流速减速器
(管道角
以满足实验工况需求。管道工作原理：使用真
(Neo-
空泵将管道内空气排尽，形成一定的真空环
境，利用管道上游水面与管内的压强差，将水
从管道上游引向下游，利用上下游水位变化及
管内减速器调节管道内流速，吸引鱼类进入管
道并成功完成上溯。管式鱼道设计原理如图 1
所示。
1.2 实验装置
实验水槽 (长×宽=1 000 cm×400 cm) 主要由
上游进水段、水槽实验段和下游出水段组成，
利用水泵及连接的管道实现上游进水段与下游
出水段水的循环；水管上设置水阀用于调控水
槽内流量和水深，同时利用电磁阀辅助控制流
量。下游出水段前设有拦网 (长×宽×高=400 cm×
Cox 风险 5 cm×150 cm) 防止鱼进入出水口，水槽实验段
末端靠左壁设有网箱 (长×宽×高=30 cm×30 cm×
[9]
30 cm) 形成实验鱼的适应区。水槽实验段中间
区域设置有挡水堰，堰高为 70 cm，用于阻隔
(Salvelinus 水流上下游连通性。挡水堰上方安装管式鱼道，
中国水产学会主办 sponsored by China Society of Fisheries
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