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乌东德“鱼歌”畅想曲
2021-06-17 14:12:44 来源: 浏览:2138

我愿意是激流/是山里的小河/在崎岖的路上/ 岩石上经过/只要我的爱人/是一条小鱼/ 在我的浪花中/快乐地游来游去……这是匈牙利诗人裴多菲的《我愿意是激流》,是一首爱情诗,寓意着自由。

“鹰击长空,鱼翔浅底,万类霜天竞自由”。从小,生长在淮河边的王翔就喜欢呆在河边,看着河水流淌,鱼儿畅游,自从大学选择生态专业,他的命运真的就同鱼连到一起了。

序    曲

乌东德水电站是金沙江下游四个梯级电站(乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝)的最上游梯级,为中国第四、世界第七大水电站,其挡水建筑物为混凝土双曲拱坝,最大坝高270米,底厚51米,厚高比仅为0.19,是世界上最薄的300米级特高拱坝,也是世界首座全坝应用低热水泥混凝土浇筑的特高拱坝。发电为主,兼顾防洪、航运的乌东德水电站,对川、滇两省经济社会发展和"西电东送"具有重要战略意义。

乌东德水电站

江河是鱼类赖以生存的故乡。人类在利用自然改造自然时候,对自然生态的损害是难以避免的。长江中的不少鱼类都是洄游性鱼类,大坝在大江上一拦,势必阻挡了鱼类的洄游通道,影响了鱼类繁衍生长,人们在采取多种措施来挽救鱼类。如早在修建葛洲坝时,为了挽救洄游鱼类——中华鲟,就开展过长时间的论证研究,还在宜昌兴建了中华鲟繁殖放流基地。总之,修水电站时对救鱼措施的探索从来没有停止。

如今,在日益重视生态文明的大背景下,兴修水电工程的一系列批复中,环境影响评价是至关重要的一票。2015年,环保部在乌东德水电站环评报告批复中专门提出:“针对电站建设和运行对鱼类的影响,采取集运过鱼系统过鱼、鱼类增殖放流、设置人工鱼巢等补救措施,蓄水前完成各项鱼类保护措施建设。”

然而,环评批复的落地实施却并非易事。2016年开始,工程环评单位联合多家科研单位即开始对怎样落实环保要求,建设集运鱼系统进行论证研究。经过1年多的论证研究,发现金沙江河道狭窄、水流湍急,在这样凶险的河段,传统的集运鱼系统技术(集鱼船及集鱼平台)作业安全无法保障,而且从已实施的案例来看,效果也很难保证。乌东德集运鱼系统一时难以推进下去,随着工程蓄水日期的邻近,过鱼问题已成为工程迫切需要解决的技术难题。

2017年12月,三峡集团召开会议,专家一致认为,现有技术无法适应乌东德过鱼需求。在大家都一筹莫展的时候,三峡集团总工程师陈文斌说,过鱼是项系统工程,需要生态、水工、水力学等多专业协同配合才能做好,这个问题就让设计院来想办法吧。就这样,高坝过鱼这个硬骨头让长江设计院来“啃”。

面对这个以前没有遇到过的难题,翁永红并没有推辞,他说,作为项目设总,解决工程技术难题,推进项目实施是他义不容辞的责任。同时,一直倡导科研创新的翁永红认为,乌东德过鱼既是巨大挑战,也是难得的机会。一旦攻克了这个难题,破解的就不光是乌东德的过鱼难题,很可能会推动行业技术的进步。

接下硬骨头后,翁永红开始思考怎样更好地做到工程与生态的完美结合,从钢筋混凝土浇筑,到确保洄游通道不被阻断,要通过他的组织领导,及每个参与者的共同努力,将这一强一弱,一硬一软的矛盾化解到最小,尽量做到和谐相处。

谁来担任鱼类通道的“友善大使”?翁永红首先想到的是毕业于暨南大学生态专业的王翔。

特殊人才有特殊使命,乌东德水电站需要王翔,王翔的心也飞到乌东德,作为长江设计院枢纽院通航与过鱼设计部的工程师,他义不容辞地接过这副担子,一切为了给金沙江鱼类通过乌东德大坝时找出路,让鱼翻坝!

乌东德集运鱼系统研发时间紧,任务重,而且需要开展现场调查、基础研究及模型试验,是一场硬仗。王翔的团队接下任务后,节奏迅速加快,2018年2月,根据工程重点、难点完成了工作大纲,3月开始,就全力投入了集运鱼系统的研究及创新研发中。

乌东德尾水集鱼站

摇篮曲

2006年,王翔进入水利部中国科学院水工程生态研究所工作,喜欢运用生态学理论解决工程实际问题的他后来调入到长江设计院枢纽院通航与过鱼设计部专门从事过鱼设施的研究设计。生态工作者的人内心柔软细腻,王翔的办公室摆放着一个鱼的模型,做乌东德集运鱼系统项目那段时间,王翔常常对着模型思考,鱼喜欢什么样的环境,怎样更好得帮助鱼类过更好地从大坝过去。

为了更加了解鱼类的需求,王翔把近几年乌东德河段的调查资料全都认真梳理了一遍,对有调查记录的79种鱼类的每一种的生态习性进行了分析,详细到栖息在什么深度、吃什么食物、喜欢什么样的水流、在什么季节繁殖等。王翔说,过鱼设施的服务对象是鱼,任何设计都要符合鱼的需求,只有清楚鱼需要什么,才能做出真正好用的过鱼设施。

采集的鱼类标本

对于集运鱼系统而言,能不能集到鱼,是决定整个集运鱼系统成败的基础,集鱼设施选址在哪里,又是决定能否集到鱼最关键因素。王翔根据当地鱼类资源及生态习性,结合工程布置与坝下水流条件,对坝下鱼类会聚集在哪里,沿什么路线洄游进行了大量研究分析。通过研究,王翔发现金沙江鱼类多为喜流性鱼类,趋流性强,繁殖季节会顶着水流上溯,厂房尾水是鱼类密集分布的区域,如果能在尾水设置固定设施进行集鱼,不但安全性能够保障,集鱼效果也更有保证。

然而,王翔到了现场,心立马凉了半截,他发现两岸尾水塔已经基本建成,基本没有水下施工条件,难以修建固定集鱼口。无奈,王翔只好继续思考,他天天在工地转悠。终于,王翔看到尾水塔的检修门槽,心里思索,鱼类会沿水流上溯到尾水洞口,不能在外面修建集鱼口,能否能利用检修门槽,放置集鱼箱进行集鱼,这样就不需要水下施工,而且乌东德12台机组分居两岸,采用尾水集鱼箱可以在任何一个尾水洞进行集鱼,即满足了两岸多点位集鱼的需要,又可以利用发电尾水进行大流量诱鱼,同时集鱼箱可灵活控制深度,满足不同水层鱼类的进入需要,这是非常适合金沙江喜流性及底层鱼类集鱼方式!这时,一起查勘选址的金结同事说,这里流速这么大,你说鱼来鱼就能来啊,王翔解释说,按照计算尾水流速确实很大,但实际上水流紊乱多变,鱼类会利用水流的漩涡及动态变化上溯,到达流速更高的区域,这就是理论研究和工程实际的差别。

坚定这个想法后,王翔立刻把向翁总汇报,翁永红听了十分支持,立马组织坝工、电站、金结等多专业协商讨论,落实集鱼箱方案实施可行性。同时,他告诉王翔,这个方案这么多优点,我支持你做,但你要认真复核尾水洞的水流条件,确保满足鱼类需要,我们要大胆假设,小心求证,必要的话可以加工一个集鱼箱先做试验。另外,你不是没有地方布置集鱼口吗?我给你找块地,右岸4号尾水洞外还有个子围堰,是坝下唯一具备施工条件的区域,你看能不能在这里做点文章。

得到翁总的支持后,王翔放开手脚,对集鱼箱结构进行了进一步优化,并且利用右岸4号尾水洞的子围堰,设计了一个固定集鱼站。王翔说,这里地处尾水渠急流区与二道坝下缓流区的交界地带,能够兼顾急流性和缓流性鱼类,正好与尾水集鱼箱形成互补,适合更多种类。

就这样,通过生态学与工程学的有机融合以及科学家与工程师的共同努力,乌东德形成了国内首创的利用发电尾水实现多点位、大流量、全深度集鱼的集鱼系统。

集鱼系统

这时,翁永红对王翔说,过鱼工程是系统工程,集到鱼是重要一步,但也只是第一步,下一步还需要解决鱼类的转运过坝和鱼类放流问题。乌东德是典型高坝,怎样保证转运过程中鱼类的健康状态?坝前都是静水,过坝的鱼放在静水里能不能找到方向?这些都要整体进行考虑。

根据翁总的要求,王翔设计了能够控制运输水体理化指标的维生系统,保证运输环境满足鱼类需求。并且,通过船舶将鱼类运输至流水江段再进行放流,保证水流及底质环境满足鱼类需求。

2020年6月29日,乌东德首批机组提前发电,整个乌东德建工地都在庆祝,一片欢腾。王翔的心里却一直有颗石头没有落地,创新方案已经落地了,下一步就看能不能取得效果了,各方努力了这么多,如果方案没有效果,失败了,自己怎样面对江中父老?那段日子,王翔表面镇定,内心忐忑不安,大众面前从容淡定,但回到寝室又坐卧不宁。

王翔按照1:1比例加工了一个试验集鱼箱,在发电工况下开展试验。7月5日上午9点50分,试验集鱼箱首次下水。此时水流工况超过了王翔设计的集鱼箱的设计工况,设定时间是10分钟,主要验证发电工况下集鱼箱的操作。

现场检测

这一刻,一直坚守现场的王翔心里就像揣着一只兔子,扑通得跳个不停。他的心情复杂,一边是期待,万一集到鱼,能有多少呢?一边又担心没有鱼,心里只好自己不断地安慰自己:“这次是主要验证集鱼箱下放是否顺畅,时间很短,没有鱼是正常的。”

10分钟后,集鱼箱提起来,王翔自己反倒不敢看,将眼睛移到别处。集鱼箱提到一半,听到旁边的工人兴奋得叫了起来:

“有鱼唉,有鱼唉!”

王翔一看,集到了5尾鱼,中华金沙鳅、中华沙鳅和犁头鳅。虽然数量不多,但都是乌东德过鱼目标种类,而且是在超设计工况下集到的,时间也只有10分钟,足以验证创新方案技术上是可行的。看到眼前这一刻,王翔心里的一块大石头终于落地了,长叹一口气,这真是功夫不负有心人,试验期共收集到鱼类15种361尾,其中13种为过鱼目标种类,数量占比超过90%,这充分说明之前的假设已经成立,创新集鱼方案已取得初步效果。

进行曲

一幅照片:鱼在人的手掌中,略有粗糙的手掌与滑嫩鲜活的小鱼形成鲜明对比,就像摇篮与婴儿,荡漾生命之歌……这幅照片,王翔百看不厌。

时间已过去三年了,王翔在翁永红的带领下干得风声水起,不仅为鱼找到了过坝方案,而且已付诸实施,其中的酸甜苦辣只有过来者深知。“过鱼的脚步,尽管起步得仅三年,但迈得是那样坚定从容。尽管方法各异,但乌东德水电工程在保护鱼类方面却成为生态与工程相结合的开拓者。”

手掌中的鱼儿

2020年6月29日,乌东德水电站首批机组正式投产发电 ,国家对金沙江乌东德水电站首批机组投产发电作出重要指示:乌东德水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。希望同志们再接再厉,坚持新发展理念,勇攀科技新高峰,高标准高质量完成后续工程建设任务,努力把乌东德水电站打造成精品工程。要坚持生态优先、绿色发展,科学有序推进金沙江水能资源开发,推动金沙江流域在保护中发展、在发展中保护,更好造福人民。

王翔和他的团队深受鼓舞,趁势而上,右岸集鱼站于2021年进入调试,3月开始调试运行,截至2021年6月15日,在兼顾调试期的间歇性集鱼作业中,共收集到鱼类39种数量超过千尾,与尾水集鱼箱一起,乌东德集运鱼系统已收集到鱼类43种,其中过鱼目标种类29种,另有9种为近年来调查未发现的种类。并且收集到了长鳍吻鮈、长薄鳅、齐口裂腹鱼、细鳞裂腹鱼、昆明裂腹鱼、短须裂腹鱼、白甲鱼、泉水鱼等性成熟大规格鱼类,最大体长52cm。乌东德集运鱼系统已取得良好集鱼效果,创新方案已开始发挥生态效益。

中国工程院院士、长江设计院院长钮新强将乌东德这种高坝过鱼方式总结为“尾水集鱼、仿生集运、库尾放殖”十二个字,并提出,力争将尾水集鱼这种创新过鱼设施产品化,在已建水利水电工程推广应用,发挥更大生态效益。

“有时,往往有利于人的不一定有利于物,应该将生态工程结合起来,用生物需求来服务我们的对象,生态与工程完美结合才是我们追求的目标。”只要工程师们有一种大爱,有一种与自然和谐相处的胸怀,就会实现工程与自然完美结合的目标。

人是自然界最有爱心的生灵。翁永红、王翔和他的同事们倾心倾力为鱼编织生命摇篮倾情,做了大量的科学研究,鱼若有知,也当感动!(刘军  郑雁林  秦建彬)

Tags:乌东德 鱼歌 畅想曲 发布者:晨晨
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