水利水电工程将完整的河流环境分割成不同的河道片段,阻断了洄游性鱼类的洄游通道,破坏了河流系统的完整性,阻隔了当地鱼类种群的交流,导致这个开放、连续的系统在能量流动、物质循环及信息传递等方面发生一系列的改变,使生活在其中的鱼类生存所需的生境条件、水文情势发生变化。同时也降低了被隔离种群的遗传多样性和活力,最终对鱼类资源产生影响。因此,为了保护鱼类,恢复河流生态多样性,修建过鱼设施是十分必要的。
本书就过鱼设施修建的关键技术和部分案例进行解析,总结出有效的过鱼设施需要注意的几个关键技术包括体包括过鱼对象分析、水利参数确定、辅助诱驱鱼技术方案设计以及过鱼效果监测与评价等。本书通过对关键技术的解析和相关案例分析,对过鱼设施的设计和运行提供了一定的参考依据。
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1.基于鱼类行为学和水力学的过鱼设施环境营造技术及应用,2019年,湖北省科技进步奖二等奖,排名第1。
2.长江上游重大水利工程影响下鱼类保护关键技术研究与应用,2018年,中国水力发电工程学会科学技术奖一等奖,排名第3。
第1章 绪论 8
1.1过鱼设施发展概要 8
1.1.1过鱼设施的发展背景与现实需求 8
1.1.2过鱼设施的发展 9
1.1.3过鱼设施的改进与完善 11
1.2我国过鱼设施主要特征 12
1.3过鱼设施设计关键问题 17
1.3.1过鱼对象的确定 17
1.3.2鱼道进口设计 17
1.3.3过鱼通道流量保证 18
1.3.4鱼类游泳行为研究 19
1.3.5过鱼效果评估 19
第2章 主要过鱼设施简介 21
2.1上行过鱼设施 21
2.1.1 鱼道 21
2.1.2升鱼机 26
2.1.3上行集运鱼系统 30
2.1.4鱼闸 35
2.1.5鱼泵 37
2.2下行过鱼设施 42
2.2.1表面旁路通道 42
2.2.2生态友好型水轮机 48
2.2.3溢洪道 52
2.2.4下行集运鱼系统 54
第3章 过鱼设施设计标准 61
3.1国外设计标准 61
3.1.1上行过鱼设施 61
3.1.2下行过鱼设施 69
3.1.3辅助补水设施 72
3.2国内标准 73
3.2.1鱼道设计 73
3.2.2仿自然通道设计 74
3.2.3集运鱼系统设计 75
3.2.4辅助设施设计 77
3.2.5设施运行管理设计 78
3.2.6鱼道案例分析 79
第4章 过鱼设施设计与运行管理要点解读 84
4.1 过鱼对象分析 84
4.1.1过鱼目标 84
4.1.2过鱼规模 85
4.1.3过鱼季节 85
4.2 水力参数确定 86
4.2.1关键参数选择 86
4.2.2克流能力分析 87
4.2.3复杂流场分析 88
4.2.4应用 89
4.3 辅助诱驱鱼技术方案设计 91
4.3.1环境因子分析 91
4.3.2方案比选 94
4.4 过鱼效果监测与评价 94
4.4.1过鱼效果监测基本方法 94
4.4.2过鱼效果评价指标体系 98
4.4.3过鱼效果案例分析 100
4.5 运行管理 101
4.5.1过鱼设施运行管理意义 101
4.5.2国外过鱼设施运行管理效果分析 102
4.5.3国内过鱼设施运行管理案例分析—以果多水电站集运鱼系统为例 103
第5章 过鱼设施鱼类行为学基础与应用 116
15.1鱼类洄游及集群效应观测 116
1.鱼类洄游 116
2.鱼类集群行为 118
1.鱼类洄游标识技术 120
4.集群效应观测 124
5.2鱼类游泳行为及特征 127
5.2.1鱼类游泳能力的研究意义与应用前景 127
5.2.2国内外研究进展与研究方法 128
5.2.3鱼类游泳能力与行为测试方法 129
5.2.4研究实例 131
5.2.5 鱼类游泳能力指标的应用 141
5.3鱼类对光的趋避行为研究与应用(光) 141
5.3.1鱼类对光的行为反应的研究意义与应用前景 142
5.3.2鱼类趋光性的国内外研究进展与研究方法 142
5.3.3研究实例 143
5.3.4光诱驱鱼技术的工程应用 155
5.3.5小结 156
5.4鱼类对声音的趋避行为研究与应用 156
5.4.1鱼类对声音的趋避行为研究意义与应用前景 156
5.4.2鱼类对声音的趋避行为国内外研究进展与研究方法 157
5.4.4 鱼类对声音的趋避行为相关应用 158
5.4.5小结 167
5.5鱼类对气泡幕的趋避行为研究与应用 167
5.5.1鱼类对气泡幕趋避反应的研究意义及应用前景 167
5.5.2鱼类对气泡幕趋避反应的国内外研究进展及研究方法 168
5.5.3气泡幕驱鱼研究实例 169
5.5.4气泡幕驱鱼技术的工程应用 177
5.5.5小结 178
5.6 鱼类对底质类型的偏好 179
5.6.1鱼类对底质类型偏好的研究意义及应用前景 179
5.6.2鱼类对底质类型偏好的研究进展与研究方法 180
5.6.3鱼类对底质类型偏好的研究进展与研究方法 180
5.6.4 小结 185
5.7电诱驱鱼技术研究 185
5.7.1电诱驱鱼技术研究意义和应用前景 185
5.7.2电诱驱鱼技术国内外研究进展与研究方法 186
5.7.3电诱驱鱼技术研究实例 187
5.7.4 小结 195
第6章 典型案例分析 206
6.1国内过鱼设施 206
6.1.1汉江崔家营鱼道工程 206
6.1.2广西长洲鱼道 212
6.1.3贵州马马崖集运鱼系统 217
6.1.4黄登升鱼机 219
6.2 国外过鱼设施 222
6.2.1美国Bonneville过鱼设施 222
6.2.2美国Holyoke坝升鱼机 226
6.2.3GateHouse鱼道和Cabot鱼道 231
6.2.4 SodaSprings坝过鱼设施 234