三峽工程的生態調度

◎ 文 | 高勇 編輯 | 田宗偉

三峽水庫 攝影 / 黃正平

青魚、草魚、鰱魚和鳙魚并稱“四大家魚”，是東亞地區季風氣候影響下適應泛濫平原的江湖復合生態系統的魚類，也是長江流域土生土長的土著物種。雖然不像中華鱘那樣自帶珍稀物種的主角光環，但也是千家萬戶食用的重要蛋白來源。“民以食為天”，在三峽論證時期，這些物種的資源保護也受到了同樣的重視。

針對水壩工程可能對四大家魚產生的影響，采用合理的泄流方式恢復下游河道的水流情勢，進而為魚類產卵、孵化和遷徙提供激發因素，以達到恢復生物資源的目的。這條技術路線得到了專家們的重視。現在我們稱之為“生態調度”。

什么是生態調度？簡單來說，就是調整水庫調度方式以補償水庫不利生態影響。它主要是基于河流形態、水文特征的生物學效應，在泄流時間、泄流流量、頻率變化和變化速率等方面，結合下游水生生物的特點進行泄流方案的調整。20世紀80年代中期，歐美一些國家的管理和決策部門開始針對減少大壩的不利影響，對水庫的調度運行方式進行了調整。除航運、防洪、發電等傳統重要功能外，更加重視水庫調度在區域水質改善、娛樂和經濟發展方面的作用。1987年，美國田納西流域管理局對其管理的水庫自1933年以來實行的調度方案進行了全面回顧及分析。以此為基礎，1991～1996年在20個水庫通過提高水庫泄流水量及水質，以下游河道最小流量和溶解氧標準為指標，對水庫調度運行方式進行了優化調整。1996年，美國聯邦能源委員會在水電站運行許可審查過程中，要求針對生態與環境影響制定新的水庫運行方案，包括增大最小泄流量、增加或改善魚道、周期性大流量泄流等。

四大家魚自然繁殖離不開特定的水文條件，如持續的漲水過程、一定的水流流速、18℃以上的水溫等。

從圖上可以看出，三峽出庫流量，也就是江水的流量，有兩次明顯的漲水過程，形成兩個洪峰，四大家魚的產卵量隨之也形成了兩個高峰，說明四大家魚產卵行為與漲水過程的同步響應。 制圖 / 高勇

通過三峽的調蓄能力，將上游波動較為劇烈的入庫流量，調節為滿足魚類自然繁殖需求的穩定增長流量。制圖 / 高勇

每個水利工程，每條河流，每處魚類棲息地都有其自己的特性，從明確三峽水利樞紐應該進行生態調度到確定如何進行生態調度，這中間仍是一段求索之途。

從魚類自身來看，四大家魚自然繁殖離不開特定的水文條件，如持續的漲水過程、一定的水流流速、18℃以上的水溫等。從水利工程對魚類的影響來看，工程的調節使水文情勢和水體理化特性發生變化，使得部分產卵場消失或移動，洪峰過程弱化使得產卵規模減小。對于這些熱點問題，三峽集團組織會同相關科研單位開展了多項監測、模型研究等工作。研究結果表明，在分析四大家魚自然繁殖的水文學機理的基礎上，確定四大家魚繁殖所需的漲水過程，起始水位、日增長流量、持續時間，制造利于魚類繁殖的“人造洪峰”，促進魚類的繁殖，從技術角度看是可行的。

2008～2010年，三峽水庫連續三次嘗試蓄水到175米，終于在2010年10月26日成功蓄水到175米，使三峽生態調度具備了實施條件。

三峽冬日 攝影 / 黃正平

2011年春季，長江來水不及預期，1～4月份長江流域旱情較為嚴重，在這種條件下是否有條件實施生態調度是擺在三峽人面前的嚴峻問題。在精準預報上游天氣和來水情況下，長江水利委員會和三峽集團共同決定于5月實施生態調度。為科學回答生態調度效果，科研人員設置了嚴密持續的監測。在南津關、宜都、涴市鎮、監利、燕窩5五處設置基礎監測江段，松滋河口（松滋河內）、城陵磯（洞庭湖入江水道內）設置流動補充性監測江段。監測期間，研究人員逐日連續進行定點采集，記錄獲得的卵苗數量、種類、發育期、水溫、泥沙、流量水位等數據。在監測過程中，“各水文站點水位持續上漲”，?“四大家魚自然繁殖群體有聚群效應”，“‘魚 卵汛’出現”等一條條消息及時發出了通報。最終監測結果表明，四大家魚產卵時間與歷史自然漲水條件下響應時間一致，與其自然繁殖時的習性相符，當年自然繁殖規模達到了1億粒（尾）[監測到的魚卵（粒）和魚苗（尾）數量之和]。可以說，試驗初步證明生態調度對“四大家魚”自然繁殖產生了促進作用，達到了預期效果。

自2011年以后，三峽水庫連續多年實施生態調度，不斷摸索生態調度的邊界條件，并檢驗生態調度的持續效果。統計表明，2011～2016年宜都江段9次實施生態調度過程，其中8次發生了產卵響應，未發生產卵響應的一次是在2013年。由于調度實施時產卵場水溫剛剛到達18℃尚未穩定，無四大家魚產卵響應。

在生態調度過程中，洪峰波動造成下游水位上升過程可以傳遞約100～150公里，在這段影響范圍里共分布有5個產卵場。實施生態調度后，位于葛洲壩下游的四個產卵場得到了不同程度的恢復，以紅花套產卵場恢復效果最為顯著。

生態調度期間的魚卵徑流量超過了總量的50%，高于非生態調度漲水過程魚卵徑流量的總和，這反映了試驗性生態調度形成的水文過程對四大家魚自然繁殖具有明顯的促進效果。

恢復生物多樣性是一項艱巨而持久的工作，生態調度在已證實的有效性基礎上，更需要多方持久不懈的努力，從技術、管理等多方面都需要不斷優化與進步。