樞紐過魚設(shè)施建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

主要完成單位：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所、中國科學(xué)院水生生物研究所、四川大學(xué)、中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司、廣西壯族自治區(qū)港航發(fā)展中心

1、項(xiàng)目基本情況

過魚設(shè)施是補(bǔ)償樞紐工程生態(tài)環(huán)境不利影響的主要工程措施， 對于保護(hù)漁業(yè)資源、恢復(fù)水域生態(tài)功能具有重要意義，但圍繞過魚設(shè)施運(yùn)行的效果監(jiān)測尚未系統(tǒng)、全面的開展，有關(guān)魚道過魚效果監(jiān)測評估的報(bào)道相對于建設(shè)的魚道數(shù)量少之又少，也未形成符合流域特色的過魚設(shè)施效果評價(jià)技術(shù)體系。該項(xiàng)研究重點(diǎn)解決樞紐過魚設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營階段的重大關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和公益技術(shù)難題，構(gòu)建過魚設(shè)施過魚效果監(jiān)測評估與集誘魚理論方法和技術(shù)支撐體系，作為我國樞紐過魚設(shè)施工程建設(shè)的重要組成部分，經(jīng)過近幾年攻關(guān)，攻克了4 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，取得了專利、專著、軟件著作權(quán)及學(xué)術(shù)論文 4 大類科研成果，自主創(chuàng)新技術(shù)在總體技術(shù)中所占比重超過90%。

2、技術(shù)難點(diǎn)和特點(diǎn)

過魚設(shè)施設(shè)計(jì)有賴于魚類上溯行為習(xí)性，需研究魚類上溯集群 與水流條件的關(guān)系，研發(fā)集誘魚流態(tài)塑造技術(shù)和魚群行為預(yù)測模型；為解決魚道自進(jìn)口至出口不同的技術(shù)難點(diǎn)，需開發(fā)不同尺度魚  道水工模型實(shí)驗(yàn)方案，并提出魚道水工模型比尺選擇和放魚驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系。過魚效果評價(jià)是衡量過魚設(shè)施建設(shè)優(yōu)劣和優(yōu)化改進(jìn)的依據(jù)，需基于高精度高效智能的監(jiān)測技術(shù)，并構(gòu)建相應(yīng)的評價(jià)技術(shù)體系。

3、主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）研發(fā)了三維掃描動(dòng)態(tài)重建、幾何測量技術(shù)，建立了魚類多模態(tài)特征基線數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了魚類智能識別監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了魚道內(nèi)魚的種類、數(shù)量及分布等參數(shù)快速精準(zhǔn)識別和數(shù)據(jù)輸出。

（2）揭示了魚類上溯集群適宜流速范圍和魚類集群效應(yīng)對壩下流態(tài)的響應(yīng)機(jī)理，研究了流態(tài)對魚類資源及密度空間分布的影響機(jī)制，提出了魚類集群的指標(biāo)體系及集群維持的流速閾值，為過魚通道設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

（3）提出了適宜魚類生態(tài)行為特征的集誘魚流態(tài)塑造設(shè)計(jì)方法與水工模型試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了具有主動(dòng)誘魚功能的過魚設(shè)施進(jìn)口結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)建了上溯通道預(yù)測模型，為魚道設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

（4）構(gòu)建了符合我國流域特色的過魚設(shè)施效果評價(jià)體系，通過“壩下-魚道-庫區(qū)”多區(qū)域監(jiān)測，建立了魚群信息、水流條件與魚道結(jié)構(gòu)之間的耦合模型，從魚類過壩效率-過壩行為-生理?xiàng)l件三個(gè)層次揭示了影響魚類過壩效果。

4、成果應(yīng)用

該項(xiàng)研究依托“湘江二級航道二期工程過魚通道工程”、“信江界牌樞紐船閘改建工程魚道工程”、“信江雙港航運(yùn)樞紐防自然魚道工程”、“袁河笏洲魚道工程”、“袁河龍尾洲樞紐魚道工程”和“袁河石洲樞紐魚道工程”，研發(fā)了基于魚類多模態(tài)特征基線數(shù)據(jù)庫的魚類智能識別監(jiān)測技術(shù)；研發(fā)了魚類上溯集群適宜流速和魚類集群效應(yīng)對壩下流態(tài)響應(yīng)；提出了多尺度魚道水工模型設(shè)計(jì)技術(shù)；提出了適宜魚類生態(tài)行為特征的集誘魚流態(tài)塑造設(shè)計(jì)方法；構(gòu)建了符合流  域特色的過魚設(shè)施效果評價(jià)技術(shù)體系，全面提升我國樞紐過魚設(shè)施的建設(shè)水平，為我國樞紐過魚設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營管理提供全方位技術(shù)支撐。

5、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

該項(xiàng)研究成果提升了湘江、贛江等航運(yùn)樞紐魚道的過魚監(jiān)測與集誘魚水 平，有效促進(jìn)了樞紐魚道的過魚效果和過魚效率，推進(jìn)了綠色航運(yùn)樞紐順利實(shí)施，節(jié)省了工程投資，縮短約15%左右的設(shè)計(jì)周期，貫徹  落實(shí)了“交通運(yùn)輸+綠色”的發(fā)展理念；過魚種類、規(guī)模和軌跡的監(jiān)測準(zhǔn)確率與效率分別提升了 60%和 80%，工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益超過20%，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。