全 文 ：第 30 卷 第 22 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.22
130 2014 年 11 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2014
基于生态修复的青海湖沙柳河鱼道建设与维护
吴晓春 1，史建全 2
（1. 中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，哈尔滨 150070； 2. 青海湖裸鲤救护中心，西宁 810016）

摘 要：为减少水坝对青海湖裸鲤溯河洄游的阻隔，在入湖的沙柳河上先后建设了导壁式、简易模块式和阶梯型
鱼道。通过对青海湖鱼道建设案例分析，得出鱼道设计需要关注的问题：鱼道进鱼口设计要安排在鱼类洄游通路
并采取集鱼措施，鱼道设计要依据鱼类洄游能力，鱼道运行要注意改进和维护，鱼道设计需要多学科专家共同参
与。结合国内外鱼道设计、建设和运行情况，提出基于生态修复的鱼道建设维护对策：确立生态系统功能价值的
鱼道设计目标，确立从鱼的角度出发，系统性的鱼道设计理念、建设和管护方式。
关键词：生态；修复；建设；鱼道；青海湖；裸鲤
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.22.016
中图分类号：Q16 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2014)-0-0130-07
吴晓春，史建全. 基于生态修复的青海湖沙柳河鱼道建设与维护[J].农业工程学报，2014，30(22)：130－136.
Wu Xiaochun, Shi Jianquan. Construction and management of fish passage on Shaliu River adjacent to Qinghai Lake
based on ecological restoration[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the
CSAE), 2014, 30(22): 130－136. (in Chinese with English abstract)

0 引 言
鱼道和过鱼设施建设是弥补、减缓水坝对河流
生态系统阻隔损害的必要措施。鱼道建设在世界上
已有 200 多年的历史，目前有数千个鱼道分布全
球[1]。中国自 20 世纪 60 年代以来，陆续建设了一
些鱼道，有的鱼道发挥了比较好的效果，如湖南洋
塘鱼道，作为减缓大坝影响的补建措施，经过
1981－1983 年期间 145 d 的监测[2]，过鱼种类达
5 目 13 科 33 属 45 种，过鱼数量达 128 万余尾；连
江西牛鱼道[3]、崔家营航电枢纽工程鱼道[4]等也取
得了明显的过鱼效果。但是，受葛洲坝没有修建过
鱼道的影响，导致 20 多年的中国鱼道建设停顿，
对河流生态损害的补救力度更为有限[5]。
综合国内外的鱼道建设与发挥的效应来看，鱼
道建设投入了大量资金，鱼道设计进行了多种探索,
总体上鱼道建设发挥的作用极为有限。问题在于缺
乏基础研究和应用实践的改进，加之鱼道运行维护
等措施不到位，鱼道在鱼类资源与河流生态修复方
面的作用还缺乏科学证明。水坝对鱼类洄游和河流
生态阻隔和损害影响不可回避，补救和修复措施有
待加强。因此，鱼道建设需要从理论和实践等方面
加以完善，以适应河流生态保护的世界潮流。本文

收稿日期：2014-09-15 修订日期：2014-10-30
基金项目：农业财政专项（农业部，物种资源保护项目 201054008）
作者简介：吴晓春，男，特聘教授，水生生物资源养护。哈尔滨 中国
水产科学研究院黑龙江水产研究所，150070。
Email：wuxiaochunhaha@163.com
结合青海湖沙柳河的鱼道建设与改进，探讨基于生
态修复的鱼道建设理念与方法。
1 青海湖裸鲤资源及其产卵河流
青海湖是中国最大的内陆半咸水湖泊，面积
4 300 km2。湖中有鱼类 5 种，其中，青海湖裸鲤（G.
przewalskii 以下简称“裸鲤”）是青海湖唯一的大
型鱼类，并被列为省级重点保护物种。
青海湖裸鲤[6-7]，俗称“湟鱼”，仅分布于中国
青海湖及其水系。为高原低温盐碱性水域鱼类，适
应在半咸水（青海湖水含盐量 15.2‰）和淡水中生
活，栖息水体中下层，杂食性，主要摄食硅藻和浮
游动物。裸鲤为溯河洄游性鱼类，每年 4－7 月繁
殖群体由青海湖溯河洄游到河道中，一般在流速缓
慢平稳，pH 值 7.8～8.2，底质为石砾、卵石、细纱，
水深 0.1～1.1 m，水温在 6～17℃的水域中产卵繁
衍。
青海湖在 20 世纪 50 年代有入湖河流 108 条，
60－70 年代尚有 80 余条，90 年代初减少到 40 多
条，现入湖河流不足 10 条；青海湖湖面面积也由
50 年代的 4 580 km2 下降到 4 282 km2，水位海拔高
程由 3 196.96 m 下降到 3 193.8 m；可供产卵的河流
长度由 711 km 缩短至 541 km，减少了 24%。
2 青海湖鱼道建设
20 世纪 70 年代环湖地区农业开发，在注入青
海湖的沙柳河、泉吉河和哈尔盖河等河流上修建了
拦河水坝。拦河坝的修建，阻隔了裸鲤的生殖洄游，
第 22 期 吴晓春等：基于生态修复的青海湖沙柳河鱼道建设与维护

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减少了裸鲤产卵场面积，降低了新增裸鲤群体数
量，对裸鲤后备补充群体造成极大的损害。至新世
纪初，青海湖裸鲤资源下降到 2.6×106 kg，不足上
世纪 50 年代末原始资源蕴藏量 3.2×108 kg 的
0.813%。
为补救因筑坝截流对裸鲤资源的损害和修复
青海湖渔业生态系统，在注入青海湖的河流上修建
了过鱼通道。
2.1 导壁式鱼道建设
2006 年，在裸鲤溯河产卵的沙柳河、泉吉河、
哈尔盖河上分别修建了 3 座导壁式过鱼通道。导壁
式鱼道照搬了通常的设计，鱼道布置在坝体向下沿
河道的左侧，鱼道宽 5 m，长 150 m，见图 1a。鱼
道进口在坝下 150 m 处，见图 1a 和图 1b。

a. 导壁式鱼道设计与实物图
a. Design and real diagrams of guide wall type fish passage

b. 导壁式鱼道进鱼口
b. Inlet location of fish passage of guide wall type
图 1 导壁式鱼道
Fig.1 Diagram of guide wall type fish passage

2.2 钢制简易模块式鱼道建设
2008 年，青海湖裸鲤救护中心同台湾清华大学
生命科学院专家一同进行鱼道设计。在经过实地考
察后，参考台湾等地鱼道设计使用的经验，结合青
海湖裸鲤生物学特性、沙柳河水坝和河道的情况，
在沙柳河设计、制作、安装了简易模块式鱼道。
2.2.1 鱼道设计
依据裸鲤个体大小、游泳能力、跳跃高度确定
设计参数。
青海湖裸鲤产卵个体多为 120～200 g/尾，体长
20～24 cm。
国内通常采用鲤科鱼类克流速度 1.2 m/s 进行
设计，按照青海湖裸鲤体长与普通鲤科鱼类的比
例，确定沙柳河过鱼通道设计流速为 0.5 m/s；考虑
裸鲤的克流和跃升能力，设计流量为 0.1 ～
0.25 m3/s，设计越升高度为 10 cm，比降采用 1∶10；
设计过鱼能力为 30 尾/min。
鱼道入口在坝下上溯鱼类聚集但水流平缓的
区域。
2.2.2 模块拼接
鱼道由 18 只独立模块（金属箱体）组成，见
图 2。每个模块长×宽×高为 1 m×1 m×0.6 m，材
料为 8 cm×0.8 cm 的角钢和 0.4 cm 厚的镀锌板加工
而成。鱼道内隔板上缘倾斜，最高处距箱顶 10 cm，
最低处距箱顶 20 cm，隔板最低处与箱体侧面留有
一宽 20 cm 竖直向下至底部的槽口；隔板交错安置，
使水流在箱体内呈“之”字型运动，并在每个箱体
中形成涡流缓冲区供亲鱼小息。按照 1/10 坡降联接
组合而成。
鱼道阻水板相互交错，称导壁交互式鱼道；鱼
道阻水板相互平行，称为导壁平行式鱼道。
2.2.3 鱼道进鱼口与出鱼口
鱼道架设选择在拦河坝下受阻亲鱼较为集中
的区域。鱼道出鱼口（即进水口）下沿直接镶入坝
顶下 30 cm，进鱼口设在拦河坝底受阻亲鱼集中区
域，进鱼口处用沙包依次围出落差约 10 cm 的 3 级
水池，每级水池进、出水口相互交错，使水流在水
池中亦成“之”字流动，最高一级为鱼道出鱼口
处，水深约 30～40 cm，使进鱼口处部分箱体没入
水中保证洄游亲鱼顺利进入。见图 3。
2.3 阶梯型鱼道建设
2010 年，刚察县人民政府在沙柳河宽约 200 m
的拦河坝上建成开放式阶梯型鱼道。鱼道设计参数
由青海湖裸鲤救护中心依据裸鲤生物学习性提出
具体建议，借鉴了简易模块式鱼道的设计参数。鱼
道采用开放式阶梯型设计，砼建筑。实现了无阻碍
方式的过鱼，坝下已观察不到受阻隔而等待的上溯
集群亲鱼。
阶梯型鱼道设计采用了简易模块式鱼道的相
关参数。设计：每级平台长 80 m，宽 1 m，外沿口
宽 0.3 m，相邻两级外沿高差 0.15 m，外沿与相邻
下级内沿高差约 0.35 m，从而在每级中形成深 0.2 m
水池，供上溯亲鱼歇息和冲刺。见图 4、图 5。相
邻两级平台设计，借鉴了欧美对鲑科鱼类溯河设计
跃升高度应小于 0.3 m，虽然国内鲤科鱼类的跳跃
高度可达 0.3 m 以上，考虑到裸鲤游泳与跳跃能力
相比较小，以水位差 0.15 m 为宜。

农业工程学报 2014 年 132


图 2 钢制简易模块式鱼道设计图
Fig.2 Design diagram of simple steel modular type fish passage


图 3 钢制简易模块式鱼道进口布置及实物图
Fig.3 Inlet location diagram of simple steel modular type fish
passage


图 4 阶梯型鱼道平面设计图
Fig.4 Graphic design diagram of ladder slope type fish
passage

图 5 阶梯型鱼道剖面设计图
Fig.5 Profile design diagram of ladder slope type fish passage
第 22 期 吴晓春等：基于生态修复的青海湖沙柳河鱼道建设与维护

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鱼道合计 18 级，平面宽度（缓冲区）1 m、垂
直总高度 3 m、宽度延展至 80 m。见图 6。

图 6 阶梯型鱼道实物图
Fig.6 Real diagram of ladder slope type fish passage

3 青海湖鱼道建设及维护的关键问题
青海湖沙柳河鱼道建设经历了完善的过程，从
中我们发现容易忽视的鱼道进鱼口、集鱼、洄游鱼
类生物特性和管理维护等问题[8]。
3.1 鱼道进鱼口设计要安排在鱼类洄游通路并采
取集鱼措施
导壁式鱼道存在的突出问题，一是自坝体沿河
道的一侧修建鱼道，所建鱼道仅对河道一侧洄游亲
鱼有效果；二是洄游亲鱼大量积聚坝下，而鱼道进
鱼口距坝下 150 m 处，且进鱼口不在洄游的主要通
道上，亲鱼难以找到鱼道入口；三是沙柳河鱼道进
鱼口外沉积有一些沙砾石，形成了阻碍。2008 年建
设的简易模块式鱼道，直接架设在坝下的鱼类洄游
聚积区域，并在坝下的鱼道入口处设计了导鱼设
施，效果明显。可以看出，集鱼是鱼道发挥效益的
不可忽视的环节，应当作为鱼道设计的组成部分，
充分考虑洄游鱼类的通路和鱼类如何进入鱼道。
3.2 鱼道设计要依据鱼类洄游能力
参考国内外洄游鱼类参数，并依据测定裸鲤长
度等生物学数值，分析裸鲤越高能力和克流能力，
确定按 15 cm 作为越高设计，最大越高 20 cm，并设
置鱼池作为上溯缓冲休息。简易模块鱼道的测定结
果，裸鲤上溯高峰时段，每分钟通过鱼道上溯裸鲤
亲鱼 37～39 尾。因此，鱼道设计要具体分析洄游鱼
类，鱼类个体大小和游泳与跃升能力差异很大[9-10]，
每个鱼道应当根据当地主要洄游鱼类设计，兼顾其
他鱼类在水坝上下之间的游动需求。
3.3 鱼道运行要注意改进和维护
青海湖鱼道建设经过导壁式鱼道、简易模块鱼
道、阶梯型鱼道的过程，鱼道设计不断完善，过鱼
效果越来越好。2006 年建设的导壁式鱼道受洪水冲
刷，鱼道出水口（即进鱼口）处以上约有 1/3 鱼道
被毁坏，并在鱼道毁坏部分已经形成泥沙沉淀堆
积，鱼道出水口处形成了一道沙梁将之与主河道隔
离，已无正常水流，鱼道功能丧失。回顾历史，洋
塘鱼道发生了同样的问题，受泥沙淤积、设施毁损、
缺乏运行维护等停止了运行[5]。调研表明，中国大
部分鱼道运行并不理想[11]，不少专家和管理人员注
意到，鱼道发挥作用，不仅在设计成功与否，运行
中的改进和维护也是重要方面[1]。
3.4 鱼道设计需要多学科专家共同参与
2006 年建设的导壁式鱼道，简单套用了其他工
程的鱼道设计，忽略了裸鲤洄游习性；2008 年建设
的简易模块鱼道和 2010 年建设的阶梯型鱼道，设
计时注意采纳生物学家和裸鲤保护工作者的建议，
对于裸鲤的生物特征及洄游习性进行了分析研究，
使鱼道设计能够满足裸鲤的溯河洄游要求。应该
说，鱼道设计和建设的成功，体现了工程设计和生
物学家等多方面良好结合。目前，过鱼设施分为为
溯河鱼类洄游设计的上行鱼道、为降河鱼类洄游设
计的下行鱼道[12]，鱼道类型包括池式、竖缝式、Denil
式、鳗鲡梯、鱼闸、升鱼机等，鱼道和过鱼设施基
于不同工程条件和洄游鱼类有多种设计。成功的鱼
道设计要关注的问题，一是鱼类等洄游型水生生物
的生长繁衍特性，包括产卵繁育期、水生态的物理
和生理特性需求等，保证洄游性鱼类维持完成生命
过程[13]；二是洄游生物的洄游能力，与洄游生物的
个体和洄游习性密切相关要素，掌握并应用鱼类游
泳特性是鱼道设计的基本要求[14]。澳大利亚的有关
过鱼设施建设经验的结论是：“良好的资源管理和
研究指导有利于确定洄游需求；设计计划包括生物
学家和工程师之间的密切合作；监测所有新建的或
已修改的鱼类洄游路线；整体法鉴定整个河道内的
鱼类通道，而不像以前那样个别鉴定。”[12]
4 基于生态修复的鱼道建设与维护对策
综合国内外鱼道设计、建设和运行的情况，基
于生态修复的鱼道设计理念、建设与维护有待改
进。
4.1 确立生态系统功能价值的鱼道设计目标
青海湖是一个鱼鸟共生的生态系统，有近 20 万
只鸟类在此栖息、繁衍，这些鸟类主要以青海湖裸
鲤为食，每年食用裸鲤在 3.5×106 kg 以上，裸鲤资
源状况直接影响到鸟类的迁徙、繁衍和生长发育，
影响到青海湖作为鸟类重要栖息地的生态功能。同
时，裸鲤是青海湖生态的关键性指示物种，位居湖
农业工程学报 2014 年 134
泊食物链的顶层，具有抑制湖中纲毛藻等藻类生物
繁衍的重要功能作用，避免藻类爆发和青海湖水质
恶化。鱼类处在食物链的较高位置，能够反映生态
系统的变化[15]；保护洄游性鱼类等水生生物是保护
水生态系统的核心[16]。修建裸鲤过鱼通道，不仅在
于保护一个物种和青海湖渔业生态系统，而且也保
护了青海湖密切联系的陆生生态系统和人类生活
环境。鱼道设计应充分考虑生态系统的需求，最大
可能地减少阻隔、使鱼类通畅洄游，不仅要能够实
现过鱼，而且要把尽可能多地过鱼作为设计目标。
4.2 确立为鱼服务的鱼道设计理念
鱼类具有独特的生命繁衍规律，洄游鱼类在生
命周期中的繁殖、生长和性成熟的不同阶段，需要
有不同的水域环境，洄游路径成为完成生命过程的
关键环节。鱼类是生命体，对其生活的水域环境敏
感。鱼类对水域环境的反应等行为方式等鱼类行为
尚不为人类所了解，这些基础研究的缺乏，往往导
致鱼道设计的失败。近年来，仿生态鱼道越来越受
到重视和广泛应用，且在高坝的过鱼道建设上得到
采用。著名的伊泰普水电站（Itaipu Binacional, Itaipu
Dam），位于世界第五大河流巴拉那河上，是当时
世界第二大水电站，修建了全球最高和最长的鱼
道，实际爬升高度约 120 m，全长达 10 km，其中
自然鱼道 6 km，人工修建鱼道 4 km，这条鱼道每
年帮助 40 余种鱼洄游产卵。其他，如玛代拉河[17]、
松花江[18]、新疆等[19] 等大坝鱼道也进行了仿自然
的探索，一个特点就是鱼道设计由人为主观决定向
仿照自然环境条件改变。因此，仅仅根据有限的鱼
类学知识进行鱼道设计是很不够的，确立为鱼服务
的鱼道设计理念，就是要能够从鱼的视角研究如何
有利于鱼的洄游，而不是简单地了解鱼的体长、体
重、游泳和克流能力等基础数据，更要从鱼类洄游
习性等鱼类行为学角度加以研究、探索和改进，营
造适合鱼类洄游的通道环境。
4.3 确立系统性的鱼道设计、建设和管护方式
国内外的不少案例证明，鱼道本身设计和建设
的完成，并不能取得设想的过鱼效果，鱼道进口和
集鱼区往往成为制约鱼道发挥作用的关键因素，因
此，需要将鱼类进入和游出鱼道纳入鱼道设计进行
系统安排。而且，鱼道设计和建设往往依赖过去的
经验，鱼道的硬件条件往往难以满足鱼类洄游的具
体需求，这就需要设计者和建设者在鱼道运行过程
中加以系统跟踪监测、调整和改进。系统的管护也
是鱼道发挥作用不可或缺的因素，鱼类洄游集群往
往容易受到伤害，需要在集鱼区采取更加严格的保
护管理措施。基于河流水电建设的梯级开发，新建
大坝鱼道作用的发挥与已建大坝的阻隔密切相关，
对于以往未建过鱼道的大坝，应当采取“以新带旧”
的方式，依托新建大坝工程，对于已有大坝加建过
鱼道，促进实现河流生态系统的通畅。
5 结 论
青海湖沙柳河鱼道建设经历了 3 次改进。第 1
次建设的导壁式鱼道的问题，一是布置在河流一
侧，只能发挥部分过鱼作用；二是洄游亲鱼积聚坝
下，而鱼道进鱼口距坝下 150 m 处，亲鱼难以找到
鱼道入口；三是缺乏管护的鱼道进鱼口外沉积沙砾
石形成了阻碍。第 2 次建设的简易模块式鱼道，由
鱼类保护专家参与鱼道设计，一是分析裸鲤越高能
力和克流能力，确定沙柳河过鱼通道设计流速为
0.5 m/s，设计流量为 0.1～0.25 m3/s，设计越升高度
为 10 cm；二是鱼道比降采用 1∶10，设置鱼池作
为上溯缓冲休息，设计过鱼能力为 30 尾/min，测定
结果高峰时段通过鱼道上溯裸鲤亲鱼 37～39 尾/min；
三是将鱼道入口设置在坝下上溯鱼类聚集但水流
平缓的区域，并在布置了导鱼设施。第 3 次建设的
阶梯型鱼道，设计采用了简易模块式鱼道的相关参
数，每级平台长 80 m ×3m，宽 1 m，外沿口宽 0.3 m，
相邻两级外沿高差 0.15 m，在每级中形成深 0.2 m
水池，供上溯亲鱼歇息和冲刺。总结这些经验，我
们认识到基于生态修复的鱼道建设，需要在设计理
念、设计目标、建设与管护方式等方面加以改进。

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Xingjiang hydrojunction engineering[J]. Journal of
Hydroecology, 2013, 34(4): 38－42. (in Chinese with
English abstract)
农业工程学报 2014 年 136


Construction and management of fish passage on Shaliu River
adjacent to Qinghai Lake based on ecological restoration

Wu Xiaochun1, Shi Jianquan2
(1. Heilongjiang River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Harbin 150070, China;
2. Rescue Center of Naked Carp in Qinghai Lake, Xining 810016, China)

Abstract: Gymnocypris przewalskii belongs to subfamily of Schizothoracinae, family of Cyprinidae and order of
Cypriniformes, and it is an endemic species only distributed in the Qinghai Lake and its adjacent rivers and lakes.
It possesses migration characteristics, and goes upstream from the lake to surrounding rivers in the reproduction
season. However, several dams built on the rivers flowing into the lake with the agricultural development in the
Qinghai Lake region since 1970s, severely blocked its migration passages, leading to obviously decreasing of
resources of Gymnocypris przewalskii in recent years. To protect Gymnocypris przewalskii, three kinds of fish
passages on the dams of rivers flowing into the Qinghai Lake were introduced, which were types of guide wall,
simple steel modular and ladder slope, respectively. 1) The guide wall type fish passage was separately
constructed on the dams in the Shaliu River, Quanji River and Haergai River in 2006, which were built along river
side, but it had several defects because of the lack of experience. 2) The simple steel modular type fish passage
was designed and constructed on the dam of the Shaliu River in 2008, Based on biological characteristics of
Gymnocypris przewalskii and the basic situation of the dam and environmental conditions of the Shaliu River.
After considering inlet location of fish passage, suction flow and hydraulic conditions within passage, the inlet
was located at the area with aggregated fish and slow current velocity. The water flow was 0.5 m/s, the current
velocity was 0.1-0.25 m3/s, as well as the slope of 1:10 within fish passage. 3) The ladder slope type fish passage
was built on the dam of Shaliu River in 2010, which used two types open fishponds of multi-ladder and slight
slope. Fish passage without hindrance had been almost come to be real through this type. This type was designed
according to basic theories and related parameters of simple fish passage. The length was 80 m and the width was
1.3 m for each platform, and the outer edge width was 0.3 m, height difference of outer edge between two
adjacent levels was 0.15 m, as well as the height difference between outer edge and adjacent lower inner edge was
nearly 0.35 m. Fish passage had 18 levels in total, and its plane width was 23.4 m, vertical height was 3 m and
length extended to 160 m. In addition, the suggestions on design of fish passage in China had been discussed.
Four highlights were provided, including: 1) The fish gathering area should be considered when locating the inlet;
2) Migration ability of fish should be thought over while designing; 3) The passage should be improved and
maintained regularly in the process of operation; 4) The design of fish passage needs the attention and joint effort
of experts from multi-principles. Furthermore, the strategies on construction and management of fish passage
based on ecological restoration had been presented, which included: setting the goal of fish passage design based
on the ecosystem function value, realizing the idea of fish passage design serving for fish, establishing the
systematic ways for fish passage design, construction and maintenance.
Key words: ecology; restoration; construction; fish passage; Qinghai Lake region; Gymnocypris przewalskii