楼梯,本来是人修来方便自己的工具。但你敢相信吗?人类不仅要方便自己,还要造福鱼类,专门为它们在水中打造了“鱼梯”!

扶梯、直梯我们都见过,鱼梯是用来做什么的?难道水下的鱼也要走楼梯它们爬得上去吗?

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挽救洄游路

挽救洄游路

在人类工业文明中,水利工程的发展始终是一项巨大的成就。然而,在另一方面,这些庞大的设施也带来了一系列不可忽视的生态问题,尤其给洄游鱼类造成了严重的挑战。

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然而,想象一下,假如你是一条鱼,每到春天,你都会踏上一场跨越江河山川的大迁徙,为的就是找到一个安全的河床产卵

可是,就在你沿着河流游动的时候,突然发现面前是一道百米之高的大坝,它像一堵巨大的墙一样挡住了你前进的路。

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这就是洄游鱼类面临的困境。在各种大型水利工程中,洄游鱼类的迁徙路线常常被切断,它们无法完成正常的迁徙,繁殖和生存环境都受到了极大威胁。

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据统计,仅我国的长江流域就有超过400种鱼类,其中特有鱼类180余种,包中华鲟长薄鳅,以及濒临绝迹的长江四鱼等等,而这其中,大部分都有洄游习惯。

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葛洲坝的建成,切断了这些鱼儿的洄游路线,无论是生活在长江上游,还是栖息于中下游的鱼类,它们的生存都面临着严峻的阻挠,致使种群数量急剧下降,生态平衡也遭受重创。

2022年7月21日,有着“中国淡水鱼之王”之称的长江白鲟被世界自然保护联盟正式宣布灭绝。

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有了这样惨痛的教训,挽救洄游鱼类已成当务之急。

于是,在这个危机关头,人类想出了一个法子——既然鱼儿不能自主游回百米之高的上游河床产卵,那我们就修一座楼梯,让它们能一阶一阶地跳上去!

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这就是“鱼梯”的由来。鱼梯,它不同于我们人类通常所想象的楼梯,它是一种专门为鱼类设计的通道工程,为的就是解决水利工程对鱼类洄游的阻碍问题

通过鱼梯,鱼儿们可以沿着一级级的水平面逐渐向上游移动,最终到达它们需要的产卵场所,完成自然生命周期的循环。

但是,鱼儿真的会像人类设想的那样拾级而上吗?

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如何解决鱼“上楼难”?

如何解决鱼“上楼难”?

鱼梯的建造并不简单,设计师需要考虑到鱼类的生态习性、水流情况以及周边环境等因素。

设计鱼梯时,工程师们通常会模仿自然河流的流动方式,利用逐级上升的水池或者隔板,调节水流速度和水深,为鱼类提供一个实现逆流而上,完成洄游路程的通道。

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鱼梯的结构设计也要考虑到鱼类的大小、形态和游泳习惯,确保不同种类的鱼类都能够顺利通过。

为了确保水流的顺畅,鱼梯设计中通常会设置水流控制装置,如闸门、泵站等,可以根据需要调整水流速度和水位,以适应不同季节和鱼类的迁徙需求。

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虽然鱼儿有“跃龙门”的精神,但连续爬坡百米,就算爬上去了哪还有力气产卵呢?

因此,工程师们在鱼梯中设置了休息区和避障设施,可以帮助鱼类在迁徙过程中休息或躲避危险。同时,鱼梯的建设还需要密切关注水质、水温等环境因素,以确保鱼类的健康和安全。

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其实,鱼梯的历史并不短暂,而且根据时代及科学的发展,也诞生出多种多样的鱼类通道设施。

1830年,苏格兰的蒂斯河附近修建了池式鱼梯。通过一系列小堰坝和定长的池塘,构建出一个长长的斜坡通道,让鱼儿绕过障碍物。通道就像一个固定的船闸,逐渐降低水位,要想向上游游去,鱼儿必须从梯子上的箱子跳跃到另一个箱子。

这就是最古老的鱼梯之一,如今,这个鲑鱼梯仍然存在,苏格兰许多后来修建的鱼梯都受到了它的启发。

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与之类似的是凹槽鱼梯,但每个“堰坝”在通道壁附近都有一个窄窄的缝隙,让鱼类可以游过堤坝而无需跳跃,这就大大造福了许多游泳能力较弱的鱼类。凹槽鱼梯还可以很好地处理堤坝两侧的季节性水位波动。

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第二种则是挡板鱼梯,也是目前应用最广泛的鱼梯。这种鱼梯利用了通道中一系列对称紧密排列的挡板,在鱼梯上创建了一个新的水流路径。

挡板鱼梯不一定需要休息区,但可以设置池塘,提供休息场所或减缓水流速度。挡板鱼梯可以设计得蜿蜒曲折,这样能够减少建造所需的空间

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另一种则是岩坡鱼梯。岩坡鱼梯是一种利用自然地形或结构的鱼类通行方式,这种类型的鱼梯利用自然的岩石坡道、河流、溪流或瀑布等地形特征,为鱼类提供了一个自然而有效的通行路径,使它们能够绕过河流中的障碍物。

它们有一个显著优势,即可以提供鱼类产卵的栖息地。但由于通常不需要过多的人工维护,由于一些树枝、杂物堆积,使用年限也相对有限。

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除此之外,人类还有很多别的手段来帮助鱼类洄游。

比如说,鱼梯电梯。 与传统的鱼梯设计不同,鱼梯升降机是一种类似电梯的装置,这种设计非常适合应用在较高的堤坝障碍物上。

当足够多的鱼儿聚集在堤坝底部的收集区时,它们会被推入一个斗口,然后被运送到流入堤坝上游的水槽中

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例如,在美国东北部得康涅狄格河上,有两个鱼梯电梯设施,它们每次可升降500条鱼,高达15.85米。2013年,这两个电梯运输了超过40万条鱼

遗憾的是,这些被电梯送到上游的鱼在繁殖上却并不积极,根据研究,它们可能是在运输的过程中受到了惊吓。看来,对鱼类来说,它们还没有做好使用电梯的准备。

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还有一种是虹吸鱼道,这类鱼道是一条封闭的通道,位于两条水道之间。鱼进入虹吸管,虹吸管部分充满水,该管中的流速由虹吸效应控制。虹吸鱼道的好处是内部以小梯度铺设,并且任何大小的鱼种都可以通过,最适合鱼类在洪水期间洄游。

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鱼梯到底有没有用?

鱼梯到底有没有用?

为了解决大坝对鱼类迁徙造成的障碍,人们发明了各种各样的鱼梯设施,这些设施不仅在国际上有着广泛的应用,也在国内得到了推广和应用。

那么,这些鱼梯建设设施保护鱼类资源的效果究竟如何呢?

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事实证明,鱼梯的出现确实挽救了一部分鱼种

国际上,西雅图政府为保护鲑鱼采用了大量绿色建设的方法,如增设自然排水系统减少不透水设施

与此同时,西雅图还在巴拉德地区的拦河堰上建造了鱼梯设施。这些措施不仅有效改善了城市水文系统,还重建了鲑鱼的栖息地

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根据华盛顿州渔业和野生动物部统计,2023年8月8日有537条帝王鲑通过了鱼梯。红鲑通常在夏季早些时候达到高峰,每天有100多条通过闸口

2020年为22492条,2021年为36618条,2022年为43289条。2023年截至到8月8日已经累计了24702条鲑鱼。

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可以看出,鱼梯的设置打破了巴拉德水坝对鲑鱼生存路线的全面阻断,让鲑鱼繁衍后代的希望得以重燃。

此外,西雅图政府还在水下设置了鱼梯观赏空间,该鱼梯全年每天开放时间为上午7点至晚上8点45分,游客可以通过透明玻璃近距离观察鲑鱼通过鱼梯的洄游动态,这是世界上第一座拥有教育和观赏功能的鱼梯。

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那么,国内有没有这样成功的鱼梯案例呢?

当然,在台湾台东县卑南溪,池上圳进水口鱼梯的建设成功抢救了珍稀鱼种——高身鲫。在这里,人们能看到高身鲫鱼、鲴鱼等鱼群利用鱼梯上溯洄游,壮观场景令人赞叹。此外,鱼梯旁也设有观赏空间,这是世界上第三座可以近距离观察鱼类洄游场景的室内观察空间!

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鱼梯作为一种生态工程设施,虽然在保护鱼类资源、恢复鱼类迁徙通道等方面发挥了积极作用,但也存在一些缺点需要弥补

比如说,鱼梯的设计可能存在不足,导致部分鱼类无法顺利通过。某些鱼类对水流速度、水深等环境因素有着特定的要求,如果鱼梯的设计不符合它们的需求,就会影响鱼类的迁徙效果。

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就拿三峡大坝来说,我国为保护鱼种生态,在三峡大坝也设置了鱼梯设施。然而,其效果却并不理想。究其原因,还是因为堤坝太高了

对一些体积较小、游泳能力较弱的鱼类来说,它们很难成功通过鱼梯到达上游。

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因此,要想解决三峡大坝一带鱼种的繁殖问题,需要针对不同鱼类的生态习性进行更为精准的改进,确保鱼梯的通畅性和适用性,保证水流不会对鱼儿造成阻力——这当然是一个很大的挑战。

此外,鱼梯的效果还会受到外部环境因素的影响。例如,气候变化、河流开发等。因此,需要加强生态环境保护,采取措施减少环境污染,保护水域生态系统的完整性,从而为鱼类提供更为适宜的生存环境和迁徙通道。

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人类种下的因,自然要人类来承担责任。我们的行为对生态系统和地球的影响显而易见。正如我们能够创造出水利工程来改善生态环境一样,我们也有责任修复我们造成的破坏。

尽管鱼梯在一些地方面临着挑战和不足,但我们不能因此放弃努力。

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相反,我们应该不断改进和完善鱼梯设计,结合更多的保护措施,比如设置禁渔期和举办增殖放流活动,这样才能最大程度地确保更多的珍稀鱼种不会像白鲟那样与我们告别。