十五 鱼类过坝技术研究

十五 鱼类过坝技术研究
1 调研背景概述
水利水电工程对河流的阻隔导致河流生态系统受到严重的影响，其中工程对鱼类的影响尤其为人们所关注。

筑坝后河流的渔业资源发生下降是一个相当普遍的现象。

经济鱼类渔获物产量下降明显，如葛洲坝建坝后长江上四大家鱼的产量下降了接近一个量级。

由于大坝的阻隔，鱼类种群规模缩小、种群之间的基因交流受到限制，珍稀、特有鱼类遗传多样性降低。

对洄游鱼类，大坝阻隔了洄游通道，鱼类不能顺利地通过洄游来完成生活史过程。

为减少大坝对河流生态系统尤其是鱼类种群的干扰，人们往往通过在大坝上修建过鱼设施来改善河流的连通性，使鱼类能顺利上行或下行过坝。

人类在大坝上修建鱼道等过鱼设施已经有几百年的历史。

事实证明，鱼类过坝设施对维持河流生态系统的连通性、保护珍稀鱼类、提高河流的渔获物产量、维持河流的遗传及生物多样性具有重要的意义。

过鱼设施在国外得到了较广泛的应用，但在我国，大坝过鱼问题始终未得到足够的重视，对大坝过鱼技术的研究很少，已建的过鱼工程效果也不尽如人意。

当前我国正面临水电建设大发展的时期，与此同时，生态环保的观念也日益深入人心。

为保护鱼类资源，恢复和维持河流的生物和遗传多样性，迫切需要加强对大坝过鱼技术的研究。

对国外大坝过鱼技术的调研，尤其是针对鱼类过坝的生态水力学需求、主要大坝过鱼技术、过鱼设施的设计等方面的调研具有十分重要的意义。

本报告调研资料主要来源于近年的相关国际期刊和学术会议论文，有关专著，以及相关研究机构的科研成果等，具体包括：
国内期刊包括：水力发电学报、水利发电技术、中国水利水电科学院学报、长江科学院院报、水利水电快报等。

国际期刊包括：Ecology of Freshwater Fish、Ecological Management and Restoration、Journal of Fish Biology、North American Journal of Fish Management、River Research and Applications、Hydraulic Engineering、Fisheries Management and Ecology、Hydrobiologia、Journal of Hydraulic Engineering、Journal of Aquatic Animal Health、International Journal on Hydropower & Dams、Journal of Experimental Marine Biology and Ecology、Fisheries Management and Ecology、Fish and Fisheries、Applied Animal Behaviour Science；等。

主要网站：/；/；/；等。

另外还参阅了部分相关的专著和报告等。

2 选择本专题进行调研的原因、必要性和意义
水电开发为我国的现代化建设提供了巨大的电能，有效地缓解了我国快速的经济发展导致的电力需求和电力供应不足之间的矛盾。

水电是重要的清洁能源，在实现我国节能减排目标上必将发挥更大的作用。

水电还具有防洪、航运、灌溉和供水等功能，为经济发展和社会安全提供了必要保障。

但是水电站建设对生态环境，尤其是水生态环境会产生重要影响。

大坝使河流生态系统被阻隔，导致河流纵向连通性降低；水库对径流的调节使河流天然的水文节律发生变化，对水生动物的生活有严重的影响；水库可能淹没鱼类的产卵场；由于水流流速降低，有可能会影响水体的自净能力，在一定条件下水库水体可能发生富营养化现象；适应静水环境的鱼类会更适应水库环境而在生态系统中占优势，为此有可能导致外来物种入侵；筑坝后水库水体可能发生水温分层而导致低温水下泄，大坝泄水可能导致下游河道溶解气体过饱和或溶解氧不足，导致鱼类发生气泡病或由于溶解氧不足而死亡等等。

对这些严重的水环境和水生态问题应当予以足够的重视。

在上述的各影响因素中，有些不易调控，如水库对径流的影响是由水库的性质（如库容相对于年径流量的比例、水库兴利调洪运用的目的等）所决定的，另外水库对大坝上游鱼类产卵场的淹没不可避免等等。

但有些是可调控或者人类能采取措施缓解的，如水库下泄低温水的问题可调控大坝的分层取水来改善，水库下泄水流溶解气体过饱和或溶解氧不足可通过合适的泄流和消能方式来改善。

当前，人类正在做出各种努力，改善筑坝对河流生态系统尤其是鱼类的影响。

其中通过设置过鱼设施来改善河流生态系统连通性，是减小筑坝对鱼类影响的重要方面。

洄游鱼类上行过坝主要是通过鱼道。

鱼道的设计和应用在国外有悠久的历史，欧洲国家、美国、加拿大、日本等国都有大量的鱼道。

国内有关过鱼设施的研究、设计和应用一直未能得到应有的重视，已经建设的鱼道有不少已经废弃，在使用的鱼道中，有不少过鱼效果不如人意。

鱼类下行过坝有多种通道。

鱼类可通过鱼道、溢洪道、泄洪闸、电站水轮机流道等多种方式过坝。

鱼类下行过坝的高死亡率是长期以来一直被关注的问题，长期以来鱼类下行过坝受伤害的机理并不清晰。

为此，调研和系统了解国外鱼道研究成果和经验，包括鱼类过坝受伤机理、生态友好的鱼道、溢洪道和水轮机的设计等等，对我国新建水电工程鱼道的设计，对江河鱼类的有效保护将具有重要的借鉴意义。

本报告对国外在大坝过鱼领域的研究成果进行了调研。

调研的主要范围主要包括鱼类的过坝
行为、研究过鱼设施的方法以及和过鱼相关的主要技术。

报告对改进鱼类过坝效果的技术进行了总结，归纳了重要过鱼设施设计的主要原则和应注意的问题。

报告可为改进过鱼设施设计、提高大坝过鱼的效果、促进水电可持续发展提供相关的技术参考。

3 近年来该专题发展新动向和值得关注点
3.1 本专题发展的新动向和值得关注点
3.1.1 鱼类过坝的行为与研究方法
3.1.1.1 鱼类游泳能力研究
鱼类的游泳行为是过鱼设施设计中必须考虑的重要因素。

鱼道布置、鱼道进出口设计、鱼道池室设计、进口的诱鱼水流以及鱼道内的设计流速的确定都需要以鱼类游泳能力为依据。

早期的鱼道设计多是凭直觉，并没有进行科学的试验验证，直至比利时丹尼尔运用水力学原理设计出丹尼尔鱼道后，人们才开始了与过鱼设施设计相关的试验研究，这些研究包括鱼类行为学研究（Orsborn，1987）。

根据生物代谢方式和持续时间，鱼类游泳能力主要分为3类，以速度来表示分别为持久游泳速度（sustained swimming speed），亦可称为巡游速度（cruising speed）、耐久游泳速度（prolonged swimming speed）和冲刺速度（burst speed）（Hammer，1995）。

在过鱼设施的设计中，鱼类的耐久游泳速度和冲刺速度相对比较重要。

耐久游泳速度可保持相对较长时间又不会对鱼类造成明显的生理压力，该速度常用于过鱼设施的设计与评估，耐久游泳速度还包括一类临界速度（Critical speed）。

鱼类的冲刺速度通常作为过鱼设施高流速区的设计依据，而鱼类耗尽体力后恢复体力所需的时间则关系到鱼道休息室距离设计。

不同鱼类恢复时间不同，通常冲刺速度越高体力恢复所需时间越长，甚至有的差别可以达到几个数量级（Koed，2001；Boisclair，1993）。

鱼类游泳能力的测定方法包括声纳探测、环形水槽旋转黑白条纹测试、PTI标记放流测量、室内水槽试验、数学模拟等多种（何大仁，1982），其中水槽试验最为常用，又分为固定流速（或疲劳）法、递增流速法和距离测试法（郑金秀，2010）。

临界速度测量采用递增流速法，之后根据该速度的一定倍数或系数设定不同的检测速度，采用固定流速法即保持设定的流速不变测定鱼类所能维持的时间，从而判定持久游泳速度和耐久游泳速度。

判定上述两种游泳速度时通常设定一定的时间阈值，Santos等（Santos et al，2008）以在设定流速下持续游泳超过200min以上，
Fisher等（Fisher et al，2004）以90%鱼类能持续游泳24h等确定为鱼类持久游泳速度。

而冲刺速度由于鱼类维持的时间短、不同鱼类反应不一致，很难对其准确测量，目前的测量方法也较少。

Castro-Santos等（Castro-Santos et al，2005）应用模型对鱼类的冲刺速度进行预测并测定其冲刺的最大距离，Colavecchia等（Colavecchia，1998）用无线电标记遥测、通过计算处理测量游动距离和时间最终计算冲刺速度，还有应用动量守恒原理通过测量鱼类跳跃高度来推测跳跃速度并认定为鱼类的冲刺速度。

影响鱼类游泳能力的因素有生理因素和环境因素等（Farrell，2001），在设计过鱼设施时一般考虑鱼类摆尾频率、体长、疲劳时间、温度、耗氧量等因素影响（郑金秀，2010），上述因素与鱼类的游泳速度存在一定的关系。

根据国内外大量研究结果，普遍认为鱼类的游泳速度与摆尾频率呈线性关系（李丹，2008），1955年Bainbridge还通过环形水槽试验得出鱼类每摆动1次身体所前进的距离为其体长的0.6~0.8倍。

鱼道设计时，若没有鱼类游泳能力的相关资料，一般根据鱼类体长对其估算，即鱼类的持久游泳速度每秒约为体长的2~4倍。

该值仅为粗略值，不同鱼类其游泳速度不同。

鱼类在适宜的温度范围内，温度越高其游泳能力越强；Nikora等（Nikora et al, 2003）认为温度改变对鱼类冲刺速度基本不产生影响。

而当水体溶解气体过饱和度达到一定程度（如110%）时，鱼类就可能患气泡病，影响鱼类的游泳能力。

3.1.1.2 鱼类行为及其过鱼设施的研究方法
鱼类对通过过鱼设施的流量、流场等水力学特性有较为严格的要求，水流条件是鱼类能否顺利通过过鱼设施的关键影响因素，是设计成功与否的关键。

国内外学者利用模型试验、数值模拟、经验公式，及运行监测等方法对过鱼设施进行研究，获得适合鱼类溯河的理想流速和流态等，为后续过鱼设施的设计、优化及其改造提供依据。

目前，国内外较多地选择利用数值模拟与模型试验相结合的方法研究鱼道等过鱼设施。

（1）模型试验
Wu 等（Wu et al，1999）通过对竖缝式鱼道的试验研究认为，通过竖缝的流动可看作平面射流，但同时与平面射流又有很大区别。

Tarrade等（2008）通过对单侧导竖式鱼道的紊流研究表明，随着池长或池宽的变化和坡度的不同，池室内的水流出现2种流态。

Puertas（2004）等通过对多种不同形式单侧导竖式鱼道的研究发现，无量纲流量和相对水深之间存在线性关系。

董志勇等（2008a；2008b）大比尺鱼道模型中分别对同侧竖缝式鱼道和异侧竖缝式鱼道的水力特性进行了试验研究，认为同侧竖缝式鱼道适用于中等流量情形，若流量较大，水池内射流、漩涡的作用
均较强而不利于鱼类上溯时，宜采用异侧竖缝式鱼道；而异侧竖缝式鱼道的主流轨迹呈S形曲线，沿程变化表现为在前半池长、速度逐渐减小，在后半池长主流速度逐渐增加，而水池横向流速分布特征几乎不随流量的变化。

（2）数值模拟
从发展趋势来看，在已知鱼类习性的前提条件下利用数值手段已经成为设计和优化鱼道结构的重要途径。

Katopodis等（2003）用RIVER2D模型计算了加拿大Assiniboine河４个区域的流态，发现适合当地鱼类生活习性的最小流量为2~5m3/s，最佳流量为16~30 m3/s。

Barton等（2003）用Fluent 软件计算了单侧竖缝式鱼道内的流速分布以及自由水面特征。

Young等（2003）用ADV、GPS 以及非恒定非结构化的雷诺平均N-S（U2RANS）模型，采集、计算了密西西比河上游的流态，详细分析了淡水蠓生活区域的水力特性，讨论了建坝对它们分布的影响并提出了相应的改进措施。

Ceal等（2007）用沿水深平均的二维浅水方程的混合长模型和代数应力模型对单侧竖缝式鱼道中的紊流场进行模拟。

Cook等（Cook et al，2007）应用声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler，ADCP）测定运行中的电站水轮机尾水管出口的流速。

解析出的三维速度向量显示，靠近下游水轮机出口处产生了非常复杂的、螺旋状的流型；对出口的速度向量进行积分，计算出通过两个尾水管的中等范围的水轮机下泄水流为一个不均匀的水流百分比（67%/33%），与模型试验结果一致。

此外，在研究鱼类过水轮机的受伤机理时，计算流体力学（Computational Fluid Mechanics，CFD）得到了广泛的应用。

例如沃依斯西门子水电公司（V oith-Siemens Hydro, VSH）和乔治亚理工学院合作，利用CFD技术对水轮机中的湍射流进行了模拟，以了解鱼类过水轮机时所经受的压力。

该公司还对类似鱼类的物体（“虚拟鱼”）通过水轮机的运动轨迹进行了数值模拟，预测虚拟鱼从水电站前池运动到尾水管的运动轨迹，以获得鱼类经过水轮机时受力的详细信息。

这些研究为设计和改造环境友好的水轮机提供了重要的理论基础（PowergenWebsite，）。

（3）运行监测
近年来，对过鱼设施效果进行监测与评估的重要性被不断认识，并被摆到了非常重要的位置。

过鱼设施的效率是对其性能的定量描述，可定义为大坝附近现存群体何时进入并在可接受的时间内成功通过过鱼设施的比例（Marmulla，2007）。

评估过鱼设施总效率和洄游期间各种大坝的累
积效应的重要技术有标记技术和遥感技术。

另外，还应用传感器和控制系统对水轮机的运行进行实时监测和控制。

1）鱼类声学标记监测
应用声学标记监测鱼类运动已有30多年历史，应用该技术可以评估鱼类的3D游动路径及行为、通过幼鱼旁路建筑物的效率、鱼类的洄游速率及过坝鱼类的存活率等。

1998年声学标记技术开始应用于研究哥伦比亚河大坝处的幼鱼。

2006年，兰塞姆等（2009）为了评估3种幼鲑鱼（国王鲑、红鲑和硬头鳟）向下游迁移到太平洋期间的过坝行为和存活率，采用了声学标记技术，在美国哥伦比亚河中游流域对向下游迁移的幼鲑鱼进行监测和研究。

该研究在水库和河道中安装了HTI 290型声学标志跟踪系统，并采用了2个声学标记模型，即对国王鲑和硬头鳟采用HTI 795型（其标记直径为6.8mm，长18mm，在空气中的平均重量为1.5g，平均使用寿命约为25d），而对个体较小的虹鳟采用HTI795m 型声学标记（其标记直径为6.8mm，长16.5mm，在空气中的平均重量为0.75g，平均使用寿命约为14d）。

研究结果显示，红鲑幼鱼的平均洄游速度为0.2~1.7m/s，通过2座水库和大坝的幼鱼存活率约为94%~96%；在罗基里奇坝的监测表明有64%的硬头鳟通过表面集鱼器过坝，通过表面集鱼器的红鲑比例为39%，而通过表面集鱼器的红鲑大多在浅水中；在普里斯特拉皮兹坝3种鱼种的71%~73%通过了厂房过坝。

Naughton等（2007）对Lower Grantite大坝上改造后的鱼道围堰研究了成年大鳞大马哈鱼和虹鳟通过鱼道围堰时的行为。

首先对试验鱼类应用3V和7V的无线电广播发射机进行无线电标记，该标记每隔5s发出独特的数码信号，然后采用遥感技术进行监测。

监测时使用SRX/DSP接收/处理器与9元件8木天线和水下天线相连，以确定鱼类进出鱼道的时间、活动情况等。

从通过转换池的鱼的深度监测结果来看，大多数大鳞大马哈鱼由潜孔口通过。

2）鱼类过坝设施监测与控制系统
对过鱼设施效果的监测评估包括连续的常规监测评估和专门的监测评估。

美国进行了哥伦比亚蛇河流域所有大坝过鱼设施的逐日大马哈鱼过鱼效果监测，建立了长时间序列监测数据库，供研究人员和河流管理者使用（Lane et al，2007）。

澳大利亚墨里达令河流域管理委员会对其流域内的鱼类洄游通道恢复计划的恢复效果开展了大规模的监测评估工作，并研发了一批监测评估技术和遥感监测设备（Barrett et al，2007）。

欧洲的奥地利、捷克、丹麦等均对其境内的鱼类洄游通道恢复效果进行了大量的监测评估工作（Zitek et al，2004；Vesely，2006；Svendsen et al，2004）。

澳大利亚伯内特河坝，在过鱼设施入口和出口处分别安装无线电频率无源集成收发器（PIT）标志读出系统，用以监测具有标志的肺鱼（或其他感兴趣的鱼和龟）的活动；并在其下行过鱼设施
捕鱼室闸门孔和坝后鱼闸泄水管都装有鱼标志探测天线和闭路电视监测，能监测和记录带有适当标志的鱼和龟通过鱼道的情况；还建成了可编程逻辑控制器（PLC）/监控和数据采集（SCADA）控制系统，用以控制诱鱼水流、过鱼通道系统的内部水位等（泰勒，2007）。

3）水轮机组动态监测
鱼类过水轮机的死亡率除了和水轮机具体的设计形式有关外，和水轮机的运行条件也有关系。

因此也有必要在水轮机运行时，应用传感器和控制系统对水轮机的运行进行实时监测和控制。

如V oith-Siemens水电公司和美国田纳西流域管理局联合，开发了新的控制系统以更好的操作改良过的环保型水轮机（Powergen Website，），这种控制系统要求：①探测水轮机中是否有鱼，并将水轮机的运转条件限制在鱼类友好的模式；②根据对卡普兰型水轮机实时探测到的信息，使水轮机在每个水头和流动条件下都能最高效的运行，确保对水轮机运行的优化合理，并尽量减小导致鱼类受伤的湍流；③探测空化的发生并将水轮机运转限定在不发生空化的条件下；④基于水轮机内有没有鱼、以及鱼的具体位置、鱼类通过水轮机、溢洪道的死亡率、鱼道的特性、泄洪中产生的总的溶解气体水平，优化电站的运行，以达到所设定的鱼类过坝存活率。

3.1.2 鱼类过坝主要技术进展
过鱼设施是指让鱼类通过障碍物的人工通道和设施。

大坝有无过鱼设施、鱼类能否自行通过过坝设施、鱼类通过过坝设施的效率如何，直接反映了大坝阻隔效应的程度。

最早的过鱼设施是通过开凿河道中的礁石、疏浚急滩等天然障碍，沟通鱼类的洄游路线。

至20世纪60年代初期，美国和加拿大建立了过鱼设施200座以上，西欧各国100座以上，前苏联18座以上，这些过鱼设施主要为鱼道（曹庆磊等，2010）。

之后，由于大坝建设中生态环境保护问题越来越受到重视，水利水电工程过鱼设施的建设得到了迅速发展。

截至上世纪晚期，仅鱼道数量在北美就有近400座，日本有1400座（曹庆磊等，2010），近年来世界上最高、最长的鱼道分别是美国的北汊坝（North Fork）鱼道（60m高，2700m长）和帕尔顿鱼道（57.5m高，4800m长）（王兴勇等，2005）。

目前，国内外对如何帮助鱼类安全过坝十分重视，并采取了多种多样的措施。

过鱼设施主要分为两类：溯河鱼类通过设施和降河鱼类通过设施。

目前，国外鱼类过坝设施的主要对象一般为鲑、鲱、鳟、鳗等（王兴勇等，2005；Schilt，2007）具有较高经济价值的洄游鱼类，而国内过鱼设施的主要对象一般为珍稀鱼类、鲤科鱼类和虾蟹等幼苗（王兴勇等，2005）。

3.1.2.1 溯河鱼类通过技术
溯河鱼类通过过鱼设施的一般原理是将洄游鱼吸引到河流中障碍物下游的一个指定位置，使它们被诱导或主动通过新开辟的一条鱼道洄游，或用一水槽截获并将其转运到上游，利用升鱼机或集运设备使其被动上溯通过。

在北美洲和欧洲，主要包括鲑科鱼类（如鲑、鳟）和鲱科鱼类（如西鲱、灰西鲱、蓝背鲱）在内的某些溯河鱼类的过鱼技术非常发达。

溯河鱼类通过设施主要有卡车/集运渔船、鱼梯/鱼道（如池式鱼道、丹尼尔鱼道等）、类天然鱼道、升鱼机、鱼闸、通航船闸等。

鱼道、类天然鱼道等一般只适用坝高在20~25m以下的低水头水利枢纽，而集运设施、升鱼机、鱼闸等可用于中高水头水利枢纽。

（1）卡车/集运渔船
最原始、最直接并且很有用的方式是在大坝下游截获上溯的洄游鱼类，然后通过卡车、集运渔船或其它拖拉方式转运到大坝上游然后释放。

通常集运设施被用来作为一种过渡性措施，但在坝非常高、鱼道设置很难的情况，或在坝间距很近、坝拦截的河段没有重要繁殖生境的情况下，截获、转运可能是较长期的措施。

Povlov（1989）曾描述过俄罗斯使用的作为截获或转运鱼过坝的一种浮式捕获器，为停泊在适当位置、非自动推进的浮动驳船，在驳船尾和两侧装有水泵提供吸引流，吸引一段时间后，集鱼器集中提升装置上方的鱼，然后该提升装置将鱼提起送往集运箱运货船的转运槽。

该系统的优点是可放在尾水渠中的任意位置及鱼类洄游路线中。

尽管就当前而言集运设施对于重建上溯的洄游鱼类种群非常有效，但是捕捉和拖拉不但费用昂贵、实施起来比较困难，而且对鱼类也产生不利的影响（Schmetterling，2003）。

此类方式目前在世界上的应用不多。

（2）传统鱼道/鱼梯
鱼道/鱼梯（fishways，或者fish ladders）是过鱼设施中最重要的一种技术，在世界上应用比较广泛，是具有坡度并带有障板或其它形式的水沟，更多的采用自然坡度，由漂石和其它结构为鱼类休息或其它活动提供类似于“上行电梯”的水力避难所。

跟楼梯一样，鱼道一般设计地较长，以逐渐缓和其坡度。

鱼道能够吸引上游的洄游鱼类到下游，还能够通过提供适当的水流来引导上溯的洄鱼。

最早的鱼道于300多年之前在欧洲建成，比水电站的建设还要早（Clay，1995），进入20世纪，随着水利水电工程的蓬勃开展，这些工程对鱼类资源的影响也日益突出，鱼道的研究和建设随之发展起来。

为了降低从大坝上游前池泄到下游退水槽的水能，隔板、水池和围堰的设计类型比较多。

大多数鱼道用木材或混凝土建成，主要的过鱼对象为大西洋鲑、褐鳟等经济价值高的鱼类，该鱼类长得强壮、跳跃能力好（Larinier，1998）。

近年鱼道的建设多见为各种水生生物
直接通过而设计（Eberstaller et al，1998；Laine，1998）。

鱼道在哥伦比亚蛇河流域的应用也非常成功（Schilt，2007；Monk et al，1989）。

流域中鱼梯主要为上溯产卵的洄游鱼类（尤其是鲱鱼、鲑鱼）通过而设计，但仍然可以通过其它类型的鱼类（Bunt et al，1999）。

在西太平洋，鱼梯经过近半个世纪发展，不仅个体大、游泳能力强、主动产卵的鲑鱼成鱼能成功通过，非本地美洲西鲱也能成功通过（Monk et al，1989）。

鱼道按其结构型式主要分为池式鱼道、丹尼尔鱼道、组合式鱼道等几种形式（南京水利科学研究所，1982；华东水利学院，1982；刘志雄，2010）。

①池式鱼道
池式鱼道是从水库下游开始，通过一级级水池克服水利枢纽阻隔形成的水头差，向上延伸至水利枢纽上游。

水池型鱼道的设计参数是水池的长、宽、深和分割水池的隔板的几何特征（包括堰、凹口、狭槽及孔口的尺寸和高度），其与设施上下游水位共同决定鱼道的流量、水池间的水位差、水池内水的流态等。

池式鱼道设计标准依据鱼类的游泳能力、行为、水力模型及野外经验。

全世界有各种各样的水池尺寸、水池间互连类型、水池间压差和流量不同的池式鱼道：水池长度范围在0.5m到10.0m 以上；水深范围在0.5m至2.0m以上；流量从数十个L/s到数m3/s不等；坡度从大于20%到小于5%不等，但坡度一般在10%~12%之间；水池间的落差视洄游种类而定，其变动在0.10m至0.45m以上，一般在0.30m；水池容积由水池中限制湍流度和曝气程度的最大能量耗散来确定（Larinier，1998；Clay，1995；Marmulla，2007）。

池式鱼道可为鱼类提供良好的休息条件，还可保证水的能量充分耗散，不会将能量从一个水池带入另一个水池。

虽然池式鱼道比较接近天然鱼道的情况，但其适应的水头很小且平面上占用的空间较大，因此其实用性受到一定限制。

②隔板型鱼道（或丹尼尔鱼道）
隔板型式为目前国内外鱼道的主要应用型式，世界上第一个隔板鱼道由比利时土木工程师丹尼尔为大西洋鲑设计，其原理是在坡度较陡（10%~25%）的矩形水槽的底板或侧壁上安装隔板以降低平均流速。

隔板型鱼道一般不设鱼的休息室，鱼必须不停地通过，但如果鱼道长度过大，超过鱼的耐力极限，可在适当的位置提供鱼类休息区，对成年鲑鱼可每隔10~12m，对于较小的成年鳟类或其它河湖洄游种类可每隔6~8m修建一个水池（Marmulla，2007）。

由于隔板型鱼道具有流速、湍流度及曝气程度都高的水流特点，同时对鱼类具有较强的选择性，该类鱼道一般用于体长大于。