原標(biāo)題：歷時(shí)十余年攻克過壩難題 湖北數(shù)字技術(shù)助魚兒“躍龍門”

眼下正是初夏，長江上游某水電站，一道不起眼的透明管道里，魚兒搖搖擺擺“鉆”了進(jìn)去。這是湖北科研人員專門為它們開發(fā)的數(shù)字化誘魚系統(tǒng)，目的就是方便魚兒翻過水電設(shè)施。

為解決長江魚類逆流而上產(chǎn)卵的問題，三峽大學(xué)石小濤教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十余年攻關(guān)，用數(shù)字化技術(shù)幫助魚兒跳過攔河閘壩。

2025年4月，“過魚設(shè)施2025國際研討會”在三峽大學(xué)舉辦，來自多個(gè)國家和地區(qū)的近300位專家參會。這也是該研討會首次在亞洲國家舉辦。“這種國際學(xué)術(shù)話語權(quán)的傳遞，是對中國魚類過壩研究水平的認(rèn)可�！笔�小濤說。

魚兒“回家”闖三關(guān)

大壩在造福人類的同時(shí)，也切斷了魚類的洄游通道。一條魚想逆流，至少面臨三道難關(guān)。

第一關(guān)：找不到門。大壩下游，原本連通的河道被截?cái)�。一般魚道入口僅約2米寬，對魚兒而言如同“針眼”。

第二關(guān)：爬不上樓梯。魚道本身是一條傾斜的人工水槽，內(nèi)置擋板分級降低流速，像一道超長樓梯。不同魚類的“游泳能力”天差地別�！拔覀冄芯苛�100多種魚類，各種魚類的生態(tài)習(xí)性不一�！笔�小濤舉例，高原裂腹魚常年生活在激流中，爆發(fā)力強(qiáng)、但耐力差，能短時(shí)間沖刺；草、鰱、鳙、青四大家魚喜歡平緩水流，具備較強(qiáng)的持續(xù)游動能力。

第三關(guān)：過了壩之后呢？能不能在陌生的水域找到適宜的產(chǎn)卵場和索餌場？也是一個(gè)難題。

給魚做“數(shù)字分身”

過去解決這些難題，主要靠建試驗(yàn)水槽——科研人員修一條縮小版的假魚道，把真魚放進(jìn)去看它怎么游。但一個(gè)水槽造價(jià)高、建造周期長。

石小濤團(tuán)隊(duì)換了個(gè)思路，把魚的行為“搬”進(jìn)計(jì)算機(jī)里。自2009年團(tuán)隊(duì)成立以來，他們就在做一件事——把魚的行為翻譯成計(jì)算機(jī)能讀懂的語言。

“簡單地說，就是把每一條魚的爆發(fā)力、耐力、轉(zhuǎn)向習(xí)慣——全部轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)參數(shù)�！笔�小濤介紹，在電腦里搭建一個(gè)虛擬魚道，把“數(shù)字魚”放進(jìn)去，看它在不同的流速場里怎么選路、往哪里游，比如哪里流速太快魚游不動、哪里水流太緩魚不愿意進(jìn)、哪里形成漩渦魚會暈頭轉(zhuǎn)向，全都可以在屏幕上看得一清二楚。

“在西南某水電站項(xiàng)目中，我們使用這套模型反復(fù)比對了多種魚道方案，通過計(jì)算機(jī)調(diào)整坡度、改休息池的位置，最終找到了最優(yōu)設(shè)計(jì)，大大減少了耗時(shí)費(fèi)力的野外試驗(yàn)�！笔�小濤告訴湖北日報(bào)全媒記者。目前，該團(tuán)隊(duì)結(jié)合魚類復(fù)雜的洄游習(xí)性，做了大量因地制宜的項(xiàng)目。

引誘魚兒“躍龍門”

怎么解決魚兒找到“針眼”般的魚道入口？

“魚兒有‘領(lǐng)頭魚效應(yīng)’，類似羊群效應(yīng)�！笔�小濤介紹，團(tuán)隊(duì)針對鯉魚和草魚的研究發(fā)現(xiàn)，利用機(jī)械構(gòu)件建造魚體、植入真魚的游泳數(shù)據(jù)，模仿真魚游泳的仿生魚能產(chǎn)生很強(qiáng)的跟隨效果。團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了一套“集誘魚系統(tǒng)”，即在入口設(shè)置造流裝置，把水流脈動調(diào)控到貼近天然河流的狀態(tài)；同時(shí)在底部鋪設(shè)仿生材料，還原天然河床的粗糙度和質(zhì)感。所有這些調(diào)控參數(shù)，都先在數(shù)字化模型里驗(yàn)證，再拿到現(xiàn)場實(shí)施。

在西南某水電站，這套初步成形的“魚類過壩數(shù)字化方案”，讓魚道入口的過魚效率提升了20%。“不是逼魚走，而是讓它自己愿意走�！眻F(tuán)隊(duì)成員打了個(gè)比方。

評價(jià)魚道好不好使，過去靠的是最原始的方式——研究人員在出口處撒網(wǎng)，撈上來多少算多少。但網(wǎng)眼大小、放置位置都會影響統(tǒng)計(jì)結(jié)果，誤差難以避免。

“現(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)采用射頻識別技術(shù)，在魚道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)埋設(shè)監(jiān)測設(shè)備�！笔�小濤介紹，每當(dāng)魚游過，系統(tǒng)記錄它的通過時(shí)間、方向和位置。魚道里發(fā)生了什么？哪一段停了多久？哪一段水流不合適？都有據(jù)可查。

這套系統(tǒng)看似簡單，實(shí)則很難。魚道水流復(fù)雜、信號干擾嚴(yán)重、設(shè)備容易被泥沙堵塞。石小濤團(tuán)隊(duì)花了十余年時(shí)間反復(fù)調(diào)試，才逐步形成較為穩(wěn)定的監(jiān)測方法。

石小濤表示，團(tuán)隊(duì)下一步將結(jié)合人工智能技術(shù)，把視野拓展到整個(gè)長江——系統(tǒng)評估哪些江段適合棲息、哪些河道的“生態(tài)走廊”需要修復(fù)，讓魚兒的“躍龍門”之路，變成一條江的生命廊道。（湖北日報(bào)全媒記者 張澤牧 通訊員 楊葉 謝大順）