金沙水电站垂直射流鱼道建成评估：水力与生物多维监测的整合分析

《Water》：Integrated Hydraulic and Biological Monitoring Reveals Stage-Specific Passage Performance in a Vertical-Slot Fishway in the Upper Yangtze River

　　

摘要

大坝割裂了河流水系网络，但鱼道的建成后评估往往将水力适宜性和生物学表现分开处理。本研究对金沙水电站（位于长江上游）一条全长1486米、包含326个池室的垂直射流鱼道进行了首运行季的评估。评估整合了上下游鱼类群落调查、竣工几何检查、现场水力测量、诊断性三维计算流体力学（CFD）模拟、水下视频记录、围网采样以及95尾代表12个物种的无源射频识别（PIT）遥测追踪。投运前的检查发现垂直射流宽度存在较大偏差，已在运行前进行了修正。实测入口平均流速约为0.40 m/s，代表性射流流速为0.90–1.08 m/s；诊断性CFD再现了射流速度量级约0.9–1.1 m/s，并显示射流过渡区域附近局部流速加速度量级约为1.9 m/s²。PIT检测数从下游监测点（T1）的57尾降至大坝中部监测点（T2）的34尾，再到上游出口监测点（T3）的12尾。据此，60.0%的放流鱼在T1被检测到，T1检测到的鱼中21.1%随后到达T3，监测期内12.6%的放流鱼从放流点到达T3。具有普遍可接受性的代表性流速与PIT标记试验组中较低的观测路径完成率相结合，表明仅符合名义水力标准不足以评估长距离鱼道。PIT检测数的逐步下降、局部水力异质性、竣工几何变异以及未优化的运行状态成为自适应测试的优先假设。因此，建成后评估应将结构质量控制和分阶段生物监测与引流水、闸门设置及水位的受控运行试验相结合。