曾晴賢教授在1985年間前往日本參訪許多不同形式的魚梯,看到密密麻麻排隊上魚梯的魚群,那種感動和震撼,讓他立志一定要為臺灣溪流魚類做同樣的保護工作。
1990年台電公司在大甲溪興建馬鞍壩時,因為需要增設魚梯,所以透過曾教授邀請日本豐橋技術科學大學的中村俊六教授前來協助規劃設計,甚至到清大講授水利工程的基本概念。因此曾晴賢教授有機會學習跨領域知識之後,用工程的語言與工程人員對話,在河川生態保育工程的領域學習,並成功設計適合生態保育的魚道。
魚梯(fish ladder)一般來說指的是結構較複雜的魚道(fishway),都是給水生生物利用的廊道(biological corridor)。
都是給水生生物利用的廊道(biological corridor)。
河道中無論是築堤防阻絕水患或設置防砂壩與攔水堰,都是了「人」的利益為重,而較少重視河川中其他生物的需求。例如攔截設施愈築愈高,把上下游切割成為兩個不同的棲所,讓有洄游習性,需要上溯到出生地成長或產卵的魚,和多種的蝦蟹類變得毫無生路。
近年來生態保育意識抬頭,開始以生態工法整治、設置各種生物廊道,幫助洄游的物種可以跨過水壩的斷層,回到上游成長或繁殖的案例。現今臺灣各河川中約有魚道300多座,大都是站在人的思維去設計,缺乏從魚的角度去思考,因此往往無法成功。
魚梯設計需整體考量河川水域條件、水流量、流速和魚類生態等,首先要考量三個問題:
譬如說:從一條魚的體型大小、體長,可以估算魚的游泳速度。
魚梯設計中最重要的條件是如何讓水流減速到適合魚類使用的程度,因此要計算坡度和減速用的隔壁落差。過去的魚梯大都只針對少數魚類來設計,整座的斜度或隔壁結構都一樣,每個越流點的流速也相同,因此不能有更多的流場變化。
近代魚梯設計常用「二維水理」的設計概念,讓越流的水流緩急和水的深淺有自然漸層的變化,不同的魚都可找到適合洄游的路徑。在物種多樣性極高的臺灣河川溪流中,很少是單一物種或單一體型,所以二維水理就更能配合各種魚類的需求。
較深和泡沫多的地方表示水流較湍急,體型大和游泳能力較強的魚隻可以使用。體型小和游泳能力比較弱的小魚,就可以利用水淺和流速較慢的位置上溯,這樣對所有的魚類都能夠提供最周詳考慮。
魚道從出口(進水口)到入口(出水口)的坡度與隔壁間距都經過仔細計算,魚梯入口跟下游河道銜接好,讓魚上溯時容易找到魚梯入口。
曾晴賢教授最期待的是,營造一個不需要魚道建設的河溪生態環境,以原始山川水景為美,社區民眾一同守望護魚,形成生態公園,下一步還能發展生態旅遊。這或許是曾教授今年已達退休年紀,但仍希望在生態保育的研究工作繼續努力,讓密密麻麻的魚兒上溯景象重返河川。
小魚兒跳啊跳,看了以後,你怎能不伸出援手,去幫助牠們呢?