美國雅基馬河魚道項目

［美國］J.哈勃

在美國華盛頓州實施的一項魚道工程將使過去一百多年來都沒有出現(xiàn)過的溯河鮭魚和本地鮭魚回到719.4 km2的湖泊和47.3 km2的河道中，其具有重大的生態(tài)意義和文化意義。

該項目是為雅基馬(Yakima)河上的克利埃勒姆(Cle Elum)壩計劃的，參與項目的有美國墾務局(USBR)、華盛頓州生態(tài)管理部(WDC)、華盛頓州魚類及野生生物局(WDFW)和當?shù)氐难趴爽斎?。該項目由兩部分組成，一部分為美國墾務局牽頭設計的魚道設施，另外一部分是在WDFW 援助下由雅克瑪人提出的放魚計劃。

1907 年，美國墾務局在克利埃勒姆湖出口處修建了一座臨時木龍?zhí)钍瘔?，該壩額外增加了3 200萬m3灌溉蓄水。1933 年在克利埃勒姆河上建成克利埃勒姆壩，庫容量增至53 800 萬m3。

大壩為分區(qū)填土壩設計，壩高50 m，壩頂長549 m。其最高水位為683 m，溢洪道頂高程678 m。由于未建上下游魚道設施，從而導致克利埃勒姆上游各支流流域溯河產(chǎn)卵的鮭魚和鱒魚滅絕。

1 項目最新進展

2002 年，作為與WDFW 簽訂的一項緩解協(xié)議以及與雅克瑪人簽訂的和解協(xié)議的一部分，啟動了雅基馬壩魚道研究，并成立了雅基馬流域魚道技術工作小組，聯(lián)合USBR，啟動了克利埃勒姆壩，以及雅基馬河流域泰頓(Tieton)壩等其他4 座蓄水壩的魚道可行性研究工作。

在提出第1 階段評估計劃期間，核心小組對全部5 座壩興建的上行過魚設施和下行過魚設施的眾多概念性設計進行了評價。這些概念性設計考慮了以下物理、運行、生物因素。

1.1 物理因素

(1)冬季氣溫在零度以下;

(2)冬季降雪過多，積雪過深;

(3)冬季庫面部分結(jié)冰或全部結(jié)冰。

1.2 運行因素

(1)水庫水面高程波動范圍很大;

(2)擬建魚道設施不能影響雅基馬工程總的可供水量，也不能影響向雅基馬工程用水戶定時、容量供應灌溉用水。

1.3 生物因素

(1)溯河產(chǎn)卵的小鮭魚洄游的高峰期為3 月15 日～6 月20 日;

(2)溯河產(chǎn)卵的半大鮭魚洄游的高峰期為9～11 月;

(3)溯河產(chǎn)卵的大鮭魚洄游的高峰期為4～12月;

(4)從行為方面上看，小鮭魚容易被水面溢流所吸引，更喜歡從3 m 高的水柱上洄游;

(5)大鮭魚和半大鮭魚需要足夠的水流才能成功洄游。

工作小組還根據(jù)棲息地的質(zhì)量和數(shù)量研究了5座水壩興建魚道所獲得的生物效益?？紤]每個概念性設計的估計費用和生物效益，核心團隊為每座水壩的每一種概念性設計定出每英里河道棲息地的單位成本。克利埃勒姆壩和泰頓壩的估算單位成本并列最低，但經(jīng)綜合比較，前者更優(yōu)。

2 魚道設施

工作小組為下游魚道首選的概念性設計是一個多級進水結(jié)構物，而下游魚道則采用一種傳統(tǒng)的抓放魚設施。下游魚道設施主要包括一座在前池里設置的多級進水結(jié)構物、一座到多級進水結(jié)構物的交通橋以及一條小過魚通道。上游魚道設施包括一個裝有柵欄的導水壩、魚梯和成魚集魚設施。墾務局成立了一個由來自多家研究機構工程學、地質(zhì)學和生物學專家組成的價值規(guī)劃小組，對原概念設計重新進行審視，并另辟捷徑建設魚道或改進原設計。該小組建議對原設計作如下修改:

(1)拆除交通橋和柵欄導水壩;

(2)將多級進水結(jié)構物挪到石壩肩對面;

(3)將在左岸設置的成魚梯和成魚收集設施移至右岸。

通過以上修改，大大節(jié)省了成本，同時還達到了所需的運行和生物目標，并得到了工作小組的認可。

多級進水結(jié)構物包括每隔3 m 垂直安置5 個3 m×6 m 的門孔，為魚類洄游提供一個表面溢流線路，而水庫水位變幅達15 m(668～683 m(蓄滿))。結(jié)構物長49 m、寬28 m、高17.9 m。幼魚旁路通道是一條直徑2 m、長290 m 的非加壓鋼筋混凝土管道，從進水塔底延伸到右壩肩，通過該管道將魚放入位于溢洪道底部的消力池。這種設計的優(yōu)點在于:根據(jù)1981～2003 年紀錄，在3 月15 日～6 月30 日洄游期內(nèi)，當庫水位達到50%和75%設計蓄水位時100%的小鮭魚能夠通過;當水位達到25%設計庫水位時，61%的小鮭魚可以通過。

魚梯可用于使向上洄游的魚游入集魚池。上游魚道的魚梯由12 個長2.4 m、寬1.2 m、高1.2 m的池梯組成。魚將游入集魚池口門區(qū)，在該區(qū)域，用魚閘和水槽系統(tǒng)將魚撈起并轉(zhuǎn)移到一間潮濕的房間里，在該房間進行生物取樣，然后再運到壩上游放生。4 臺200 hp 的水泵向魚道和魚梯泵水，并根據(jù)需要提供額外的吸魚水流。

3 放魚計劃

本項目的第2 個組成部分是確定放魚是否可行。2005 年，雅克瑪人漁業(yè)資源管理計劃(YNFRMP)發(fā)起了一個銀大麻哈幼魚和成年紅鮭的放魚計劃。針對該研究，在大壩現(xiàn)有的混凝土溢洪道上安裝了一個流量為11.3 m3/s的臨時木制水槽。引入銀大馬哈幼魚的目的在于:試驗魚通過臨時魚道設施的能力，并通過從壩上洄游死魚提取營養(yǎng)物來改善鮭魚生態(tài)系統(tǒng)的健康。

結(jié)果證明，這有利于銀鮭魚和小鮭魚順利通過。2009～2010 年，YNFRMP 分別將1 000 條和2 500條成年紅鮭放養(yǎng)到克利埃勒姆湖里。2011 年春，估計有8 萬條紅鮭魚使用臨時木制水槽成功游過克利埃勒姆壩，部分魚還游入雅基馬河下游錢德勒幼魚集魚池。

但該臨時過魚設施還是存在一個局限性，即只有當庫水位高于溢洪道水位(678 m)時才可運行。3 月15 日～6 月30 日小鮭魚洄游期間，從1981～2003 年記錄的資料來看，當庫水位達到25%設計水位時能夠為24%的魚提供溢流水(時間為6 月3 日～6 月28 日);當庫水位達到50%設計水位時能夠為43%的魚提供溢流水(時間為5 月16 日～6 月15 日);當庫水位達到75%設計水位時能夠為65%的魚提供溢流水(時間為4 月22 日～6 月30 日)。

4 結(jié) 語

許多致力于改善雅基馬流域現(xiàn)有鮭魚種群或重建已滅絕溯河產(chǎn)卵的鮭魚種群的自然資源專業(yè)人員，均對克利埃勒姆壩過魚充滿信心。盡管首選方案的總建設成本預計將達8 400 萬美元(2008 年價格)，將克利埃勒姆上游各支流流域與雅基馬河其余流域重新連接所產(chǎn)生的生態(tài)效益和社會效益仍然不可估量。

該規(guī)劃下一步要做的工作是對上行和下行過魚設施首選方案進行水力學模擬，然后為進水建筑物及穿過右壩肩而修的幼魚旁路通道的最終設計收集土力學方面的資料。