长洲水利枢纽工程鱼道观测系统的设计思考

功 ，在 国内算得上是首例 ，引起了国内外有关专家 的高度关
注 。相应 ， 其鱼道观测 系统的设计 也成 为本工程 的重要课题 。
２ 工 程 介 绍
２１ 工 程 介 绍 ．
Fra Baidu bibliotek
２２ 技术背景 ．
随着现代科 学技术的发展 ， 尤其是计算机技术 、 通信技术 和光学 、 声学 成像技术 的发展 ， 使现代化观测设备 的研发制 造
国内的鱼 道建设 ， 由于诸多原 因起步较 晚 、 发展较 慢 ， 相 应的鱼道观测系统的使用 经验 也不 多 ，在 国内已经多年没有 相关报道。鱼道观测设备又与当前 的科技水 平和制造水平密
切相关 ， 其发展 可谓与时俱进 ， 以 ， 以借鉴 的工程 经验也 所 可
极少 。
本文 以长洲水利枢纽工程鱼道观测系统的招标和设计工
长洲水利 枢纽工程 可供鱼道 观测 系统 上位 机布置的地点 有两个 ： 鱼道上游侧 闸门启闭机室和水 电站 中央控制室。
作为必要功能 ， 水下设备所探信号应能转换 为二 维图像。
所有信号均应能正常上传至主控单元和上位机 ，能通过各种
鱼道上游侧 闸门启闭机室 位于鱼道上游 闸 门正 上方 ， 布
建筑 物， 是保护天然渔业资源 ， 达到生物多样性及 可持续发 展
的一 种 措 施 。
鱼道 观测 系统是 为鱼道过鱼而研制 的针对鱼类洄游 现象 进行观察 、 存储 、 分析和处理的相关 探测 和处 理设 备。对观察 记录鱼类涸游现象 ， 分析并提供鱼类生态保护资料 ， 具有重要
的作用。是水 电站 自动化系统 的重要部分。
强大 的软件系统。 独立摄像机 主要用 于特殊情况下 的人工拍摄 ，也能上传 数据 至上位机。
３２ 上 位 机 的布 置 ．
选择计算 。探测设备的探测范围应能覆盖鱼道 中某一过 鱼的
全部横断面。 探测设备应能准确判断过鱼现象 ，应将鱼类和其他 物体 有效区分 。根据 当前探测设备 的发展状况 ， 较好的进 口设 备对 鱼类的识别精度基本能够达到 ２ｍ以内。 ｅ
店 景 它
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研究与探讨
长洲水利枢纽工程鱼道观测系统的设计思考
甘 磊
５０ ２ ） ３ ０ ３ （ 广西电力工业勘察设计研究 院， 西 南宁市 广
【 摘 要 】本 文 以长 洲 水 利 枢 纽 工程 鱼 道 观 测 系统 的 招 标和 设 计 工作 为例 ， 据 当前技 术 发展 现 状 ， 合 水 电站 调 度 运 行 和 根 结 鱼道运行特性 ， 绍 了鱼道观测 系统 的主要设计思路 ， 介 分析 并讨论 了鱼道观测 系统在水利水 电工程 实际应用 中所存在的技术要
成为了现实。国外已经研制 出性能 良好的水下鱼类探测器 ， 结
广西 长洲水利枢纽 位于珠江流域 西江干流浔 江河段 ， 是
一
合高处理能力计算机 ，可以为观测 鱼道 内过 鱼现象提供有效
座 以发电为主 ， 兼顾航运 、 灌溉等综合利用效益的大型水利
围 ２．（ １１期 ０２总 ４４ ） １、 第 ２３ ２３ 、
鱼道观测 系统 主要 由鱼探设备 、 上位机系统等组成 ， 另可
配置独立摄像机 。 鱼探设备安装 于鱼道 内水下 ， 对过往鱼类进行记 录 ， 并上 传相关数据 ， 主要包括主控单元 、 换能器等。
鱼探设备长期浸泡在水 中工作 ， 设备本体 、 通信 电缆及其 通信接 口的防水性能必须做到万无一失 。
作为例 ， 根据当前技术发展 现状 ， 结合水 电站调度运行和鱼道
运行特性 ， 绍了鱼道 观测 系统 的主要设计思路 ， 介 分析并讨论 了鱼道观测系统在水利水电工程实际应用 中所存在 的技术要
点。
图 １ 长洲水利枢纽鱼道鸟瞰 图
２１年， ０ １ 鱼道投运之后 ， 鱼道过鱼 现象 良好 ， 运行 比较 成
根据 专家建议 ， 鱼类是冷 血动物 ， 不宜用 红外探测设 备 ；
鱼类又是容易受惊吓的动物 ， 也不宜使用辅 助光 源。基于此 ，
鱼道 中选择采用水下超声波（ 声纳或 回声 ） 技术更为合理。 设备配置数量 ，应根据单个探测器有效探测范 围来进行
上位 机系统一般布置 于室内，对鱼探设备 上传数据进行 分析处理 ， 是高性能 的计算机 ， 置有 相应 的通 信接 口和功能 配
置有鱼道上游闸门的电控柜和卷扬机。距离鱼道最近 ， 内有 室
方式满足在传输距离 内信号不衰减 的要求 。 水下设备在鱼道的安装位置 ， 无严格要求 ， 但应尽量使通 信信号传输距离较短 ， 在任何位置安装 ， 只要探测范 围能覆盖 某一 横断面， 都能够做 到准确记录。
研究与探讨
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詹 景 它
的服 务 。
运行情况。 基于上述原因 ，又鉴于鱼道观测系统在生态保护方 面的
３ 设 计 思路
３１ 鱼 道观 测 设 备 组 成 ．
重要作用 ， 其地位不 言而喻 ， 上位机 的布置必须在水利枢 纽范 围内整体 考虑 ， 所以 ， 选择布置于中控室 。 ３３ 水下设备的选择 要求 ．
点。
［ 键 词 ］鱼 道 ； 测 关 观
１引 言 ．
隔流 闸坝修建后 ， 鱼类栖息地环境将会 出现变化 ， 可能会 直接导致某些洄游鱼类种群 的灭绝 。随着人们环境保护 意识
的 日益增强 ， 为了更有效的提高河流连接度 与连通 性 ， 进行 河
枢纽工程 。电站装设 １ ５台 ４ Ｍ 灯泡贯流式机组 ， ２Ｗ 总装机容 量 ６０ ３ＭＷ，为 当今世界装机 容量 最大的灯泡贯流式 电站 ， 也 是珠江 口以上第一座大型水 电工程 。 长洲 水利枢纽从左 至右依次 为内江 、 长洲岛 、 中江 、 化 泗
州 岛和外江 ， 其鱼道位 于泗化州 岛上 ， 鱼道全 长 １２ ｍ， ４ ３ 上下 游水头差 １ｍ， ５ 为国内设计的第一 座大 型鱼道。鱼道鸟瞰图见
图 １ 。
流生态修复 ， 如何给予水生态环境更 多的保护 和关 注 ， 为水 成
生态领域和水利工程的迫切需求。 鱼道是 闸坝 和天然 障碍处为鱼类涸游而兴建 的一种过 鱼