國(guó)內(nèi)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究綜述

溫靜雅,陳 昂，曹 娜,黃 茹,王海燕,王鵬遠(yuǎn)

(1.生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評(píng)估中心水電環(huán)境研究院,北京 100012; 2. 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水電可持續(xù)發(fā)展研究中心,北京 100038; 3. 中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司,北京 100038)

河流筑壩開(kāi)發(fā)對(duì)水文情勢(shì)、水力學(xué)特性、水溫、水質(zhì)以及魚(yú)類洄游等有一定影響,根據(jù)水利水電工程建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)要求,需要建立減緩筑壩影響的環(huán)境保護(hù)措施,實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償,恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康[1-3]。水利水電工程建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)措施主要包括過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)、增殖放流、下泄生態(tài)流量、水溫影響減緩措施、河流棲息地保護(hù)與修復(fù)等[4-6],但這些措施的運(yùn)行效果尚需實(shí)踐驗(yàn)證。環(huán)境保護(hù)運(yùn)行效果評(píng)估也是研究與實(shí)踐中面臨的主要難題。

魚(yú)類是河流生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)敏感的指示性物種,魚(yú)類種群的變化直接反映了河流生態(tài)系統(tǒng)狀況,包括魚(yú)道、魚(yú)梯、升魚(yú)機(jī)、集運(yùn)魚(yú)船等在內(nèi)的過(guò)魚(yú)設(shè)施是大壩上下游的連接通道,在魚(yú)類洄游、促進(jìn)上下游種群和基因交流等方面發(fā)揮了重要作用[7]。過(guò)魚(yú)設(shè)施的有效運(yùn)行是保護(hù)河流縱向連通性的重要手段之一,對(duì)減緩大壩阻隔影響、恢復(fù)魚(yú)類洄游通道具有重要作用[8-9]。理論上,過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行后,需要開(kāi)展運(yùn)行效果評(píng)估,通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證有效性并改善初始設(shè)計(jì)的不足,完善過(guò)魚(yú)功能并優(yōu)化運(yùn)行管理方式[10],同時(shí),也可為其他同類過(guò)魚(yú)設(shè)施的設(shè)計(jì)提供參考[11-12]。但在實(shí)踐中,過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估方法還存在一些不足,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)出臺(tái)相關(guān)規(guī)定明確了過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估的必要性,如歐盟的水框架指令(water framework directive, WFD)和美國(guó)的水電站許可證制度(hydropower licensing)均規(guī)定了需要開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估,經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐,運(yùn)行效果評(píng)估的指標(biāo)體系仍在不斷完善中[13]。我國(guó)河流水利水電開(kāi)發(fā)正處于快速發(fā)展時(shí)期,隨著環(huán)境保護(hù)投入加大,過(guò)魚(yú)設(shè)施成為大多數(shù)水利水電工程建設(shè)的必要措施。目前研究重點(diǎn)大多關(guān)注過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)[14],盡管開(kāi)展了一些運(yùn)行效果評(píng)估研究與實(shí)踐,但在管理方面仍滯后于發(fā)達(dá)國(guó)家。一方面,過(guò)魚(yú)設(shè)施的基礎(chǔ)研究還相對(duì)薄弱;另一方面,過(guò)魚(yú)設(shè)施建成后運(yùn)行效果評(píng)估尚未形成規(guī)范性方法,過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)管主體不明確,監(jiān)管機(jī)制不健全,未建立有效的運(yùn)行管理模式與生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制[15]。

總體來(lái)講,通過(guò)修建過(guò)魚(yú)設(shè)施解決河流阻隔問(wèn)題是國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。國(guó)內(nèi)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估基本是以管理規(guī)定為主要驅(qū)動(dòng)力,進(jìn)而開(kāi)展一系列研究與實(shí)踐。當(dāng)前效果監(jiān)測(cè)評(píng)估的主要難點(diǎn)集中在運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估的指標(biāo)與方法。因此,本文回顧梳理了國(guó)內(nèi)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估的相關(guān)研究和實(shí)踐成果,總結(jié)分析過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估的不足,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估方法的分析,擬提出我國(guó)進(jìn)一步優(yōu)化過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)、完善運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估的建議,可為進(jìn)一步完善過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估指標(biāo)體系、改進(jìn)我國(guó)水利水電工程過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估方法、加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)措施的全過(guò)程管理提供參考。

1 過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估

1.1 國(guó)外發(fā)展概況

國(guó)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估較早,可以追溯至17世紀(jì)的法國(guó)。截至20世紀(jì)60年代初期,美國(guó)和加拿大有過(guò)魚(yú)設(shè)施200座以上,西歐各國(guó)有100座以上[16-17]。在過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估的法律法規(guī)方面,國(guó)外規(guī)定的內(nèi)容比較明確,如歐盟水框架指令規(guī)定過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估需要明確過(guò)魚(yú)目標(biāo)。美國(guó)水電站運(yùn)行許可證規(guī)定,過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行期間應(yīng)保證洄游性魚(yú)類可以及時(shí)安全的通過(guò)水工建筑物。在過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估的研究方面,國(guó)外也開(kāi)展了較多工作,根據(jù)國(guó)外近50年的相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,與過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估相關(guān)的論文有96篇,其中,68%的研究集中在成魚(yú)洄游情況的討論,以鮭、鱒魚(yú)類的研究為主,由于運(yùn)行效果不理想或監(jiān)測(cè)成本過(guò)高等原因,大量過(guò)魚(yú)設(shè)施在投入運(yùn)行后并未開(kāi)展運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估[18]。在過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估的實(shí)踐方面,國(guó)外開(kāi)展了較多探索,如美國(guó)為了保護(hù)大馬哈魚(yú),在哥倫比亞河流域的大壩逐日監(jiān)測(cè)了過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果,建立了長(zhǎng)達(dá)32年的數(shù)據(jù)庫(kù);2016年,哥倫比亞河13座水電站開(kāi)展了過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)測(cè),根據(jù)成魚(yú)和幼魚(yú)的通過(guò)情況評(píng)估了魚(yú)類洄游期(4—10月)的運(yùn)行效果,并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行過(guò)魚(yú)設(shè)施的優(yōu)化和改造。美國(guó)邦納威爾大壩還設(shè)立了魚(yú)道觀察室,將魚(yú)道的過(guò)魚(yú)效果監(jiān)測(cè)與公眾教育、發(fā)展旅游等結(jié)合起來(lái),取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。加拿大建立了過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),但結(jié)果顯示只有9%的過(guò)魚(yú)設(shè)施使用了合適的有效性評(píng)估方法。澳大利亞墨累-達(dá)令河流域管理委員會(huì)對(duì)“流域魚(yú)類洄游通道恢復(fù)計(jì)劃”的效果開(kāi)展了大規(guī)模監(jiān)測(cè)評(píng)估工作,并研發(fā)了監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)和遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備。奧地利、捷克、丹麥等均對(duì)其境內(nèi)的魚(yú)類洄游通道恢復(fù)效果開(kāi)展了大量的監(jiān)測(cè)評(píng)估工作[19]。另外,在水電可持續(xù)性評(píng)估的實(shí)踐中,也考慮將可靠地過(guò)魚(yú)設(shè)施作為一項(xiàng)重要評(píng)估內(nèi)容[20]。

總體來(lái)看,國(guó)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估情況較好,在過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)方面較為完善,也開(kāi)展了大量過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)測(cè)工作,積累了長(zhǎng)系列監(jiān)測(cè)資料。但效果評(píng)估方面也存在一定不足,主要為:運(yùn)行效果評(píng)價(jià)方法尚未統(tǒng)一[21],相關(guān)規(guī)定大多只有原則性要求,在管理層面未明確監(jiān)測(cè)評(píng)估的指標(biāo)體系,過(guò)魚(yú)設(shè)施的運(yùn)行、管理和效果監(jiān)測(cè)評(píng)估等方面的具體要求較少。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況

國(guó)內(nèi)過(guò)魚(yú)設(shè)施研究起步較晚,始于20世紀(jì)60年代,發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)時(shí)期:初步發(fā)展期(20世紀(jì)60—70年代)、停滯期(20世紀(jì)80—90年代)和二次發(fā)展期(2000年以后)[22]。2000年以來(lái),隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視,河流筑壩開(kāi)發(fā)時(shí)修建過(guò)魚(yú)設(shè)施再次被提上日程[23],并逐漸通過(guò)一系列的管理規(guī)定強(qiáng)化了過(guò)魚(yú)設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)行管理。例如,政府主管部門(mén)通過(guò)政策文件規(guī)定了修建過(guò)魚(yú)設(shè)施的必要性,2002年修訂的《中華人民共和國(guó)水法》第27條明確規(guī)定了:河流上修建永久性攔河閘壩需要同時(shí)修建過(guò)魚(yú)設(shè)施;2004年新修訂的《中華人民共和國(guó)漁業(yè)法》提出了在魚(yú)、蝦、蟹洄游通道筑壩建閘需建造過(guò)魚(yú)設(shè)施,作為減小對(duì)漁業(yè)資源影響的重要措施;原國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局在印發(fā)的《水電水利建設(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過(guò)魚(yú)設(shè)施環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)指南(試行)》中,也進(jìn)一步規(guī)范了建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)時(shí)的過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)方法[24]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者圍繞過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估也開(kāi)展了大量研究與實(shí)踐[25-27]。根據(jù)筆者統(tǒng)計(jì),自2000年至今,國(guó)內(nèi)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行的過(guò)魚(yú)設(shè)施有110余座,其中以已建成投入運(yùn)行的約有28座。結(jié)合早期觀測(cè)資料,整理了15座已開(kāi)展運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)的過(guò)魚(yú)設(shè)施情況(表1)。研究發(fā)現(xiàn):少數(shù)過(guò)魚(yú)設(shè)施通過(guò)開(kāi)展短期監(jiān)測(cè),結(jié)合工程運(yùn)行情況,對(duì)過(guò)魚(yú)設(shè)施的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管護(hù)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),而多數(shù)過(guò)魚(yú)設(shè)施修建后運(yùn)行效果不理想或者長(zhǎng)期未運(yùn)行,缺乏相關(guān)監(jiān)測(cè)資料。已開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)的工程存在監(jiān)測(cè)指標(biāo)不確定、監(jiān)測(cè)技術(shù)單一、持續(xù)周期較短、各類技術(shù)方法應(yīng)用和指標(biāo)的意義不明確等問(wèn)題。

表1 我國(guó)部分已開(kāi)展運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)的過(guò)魚(yú)設(shè)施

1.3 主要評(píng)估內(nèi)容

過(guò)魚(yú)設(shè)施建設(shè)的目的是恢復(fù)河流連通性,保障洄游性魚(yú)類順利通過(guò)水工建筑物,到達(dá)產(chǎn)卵繁殖地點(diǎn)以完成其繁殖過(guò)程。通過(guò)開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估,分析管理實(shí)踐中存在的問(wèn)題,改進(jìn)過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理方式,是現(xiàn)階段過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估與改進(jìn)的有效途徑。影響過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果的因素眾多,主要包括過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理兩個(gè)方面,這也是過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

a. 過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)評(píng)估。由于過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估需要在工程建設(shè)完成后才可以進(jìn)行,因此評(píng)估重點(diǎn)并非設(shè)計(jì)本身,而是通過(guò)建設(shè)完成后監(jiān)測(cè)過(guò)魚(yú)效果,評(píng)估過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行狀況。主要評(píng)估內(nèi)容是對(duì)過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)的水力學(xué)參數(shù)效果進(jìn)行評(píng)估,以魚(yú)道為例,由于魚(yú)道布置不合理可能導(dǎo)致誘魚(yú)效果較差,如魚(yú)道入口處的流量相對(duì)于河流的流量太小;未達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的池身不能適應(yīng)洄游期間魚(yú)道上下游水位的變動(dòng),造成魚(yú)道內(nèi)水流供應(yīng)不足或過(guò)剩,或出現(xiàn)入口處落差過(guò)大的情況;水池容積不足可能引起湍流過(guò)強(qiáng)、氣泡過(guò)多,不滿足目標(biāo)物種流態(tài)需求等。

b. 過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行管理評(píng)估。過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行管理評(píng)估的主要內(nèi)容包括過(guò)魚(yú)設(shè)施的管理維護(hù)評(píng)估和運(yùn)行控制評(píng)估兩個(gè)方面。建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)階段一般沒(méi)有對(duì)過(guò)魚(yú)設(shè)施管理維護(hù)的具體要求,運(yùn)行階段往往缺乏過(guò)魚(yú)設(shè)施維護(hù)的專職人員。此外,過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)的考慮不如主體工程詳細(xì),例如主體工程往往設(shè)置了攔污柵等專門(mén)的攔污系統(tǒng)。由于過(guò)魚(yú)設(shè)施未設(shè)置攔污系統(tǒng),或?qū)r污系統(tǒng)的管理不善,常導(dǎo)致過(guò)魚(yú)設(shè)施堵塞,影響魚(yú)類通過(guò)。目前,過(guò)魚(yú)設(shè)施的運(yùn)行控制基本建立了自動(dòng)控制系統(tǒng),需將自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況納入過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估的指標(biāo)中,避免系統(tǒng)或部件出現(xiàn)故障,包括調(diào)節(jié)流量或水池間落差的部件(自動(dòng)閘門(mén)等)、保證閘門(mén)設(shè)施運(yùn)行的部件(自動(dòng)閘門(mén)、水槽卷?yè)P(yáng)機(jī))等。

c. 過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估指標(biāo)。評(píng)估指標(biāo)是過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估的核心內(nèi)容,主要評(píng)估內(nèi)容包括過(guò)魚(yú)效能(passage effectiveness)和過(guò)魚(yú)效率(passage efficiency)兩個(gè)方面[42-43],以判斷過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行對(duì)減緩筑壩影響的貢獻(xiàn),但由于流域、區(qū)域和目標(biāo)種群的差異性,很多研究并沒(méi)有明確過(guò)魚(yú)效能和過(guò)魚(yú)效率的概念。過(guò)魚(yú)效能是一個(gè)定性的概念,目的是評(píng)估魚(yú)類洄游期間,過(guò)魚(yú)設(shè)施令所有目標(biāo)物種通過(guò)的能力,可通過(guò)肉眼觀察、截捕、視頻檢查等方式評(píng)估,過(guò)魚(yú)效能評(píng)估必須首先確定具體的生物學(xué)目標(biāo)。過(guò)魚(yú)效率是一個(gè)較為定量的概念,是一定時(shí)段內(nèi)過(guò)魚(yú)設(shè)施成功通過(guò)的魚(yú)類種群比例,用種群通過(guò)比例和洄游延遲時(shí)間評(píng)價(jià)。然而,由于過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果在評(píng)估目的、對(duì)象及方法上存在認(rèn)知和年代差異,上述兩個(gè)指標(biāo)在實(shí)際應(yīng)用中常被混淆。

2 過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)技術(shù)

過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)時(shí),主要記錄一些生物指標(biāo)和非生物指標(biāo),生物指標(biāo)如物種數(shù)量、魚(yú)類數(shù)量、魚(yú)類長(zhǎng)度、年齡段、質(zhì)量等,非生物指標(biāo)如水溫、流量、水頭差、水位變化等。國(guó)內(nèi)外在監(jiān)測(cè)指標(biāo)的選擇方面存在一定差異,主要取決于監(jiān)測(cè)指標(biāo)和監(jiān)測(cè)技術(shù)的成本、應(yīng)用價(jià)值或?qū)W術(shù)價(jià)值等因素。

2.1 國(guó)外主要監(jiān)測(cè)技術(shù)

國(guó)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估方法還處于研究階段,已形成一些相對(duì)成熟的監(jiān)測(cè)方法,如美國(guó)加利福尼亞州的過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)測(cè)方法指南[44]。目前,國(guó)外常用的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括物理掛牌標(biāo)記法、聲吶法、無(wú)線電標(biāo)記跟蹤法等[45-46],各種方法主要技術(shù)參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。不同監(jiān)測(cè)方法的原理及適用條件見(jiàn)表3。物理掛牌標(biāo)記法在使用時(shí),由于可視范圍有限,主要適用于清水、限定的狹窄區(qū)域,主要依賴于水的透明度,對(duì)于潛行物種難于辨識(shí),難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期跟蹤觀測(cè),可獲得數(shù)據(jù)量很少;聲吶法無(wú)法區(qū)分魚(yú)類種類和魚(yú)類個(gè)體,數(shù)據(jù)處理對(duì)人員技術(shù)背景要求高;無(wú)線電標(biāo)記跟蹤法與聲學(xué)(超聲波)跟蹤系統(tǒng)相比,魚(yú)類位置的方向判斷性較差,深水與低洼水域條件下技術(shù)受限,標(biāo)記可能會(huì)影響魚(yú)類行為(后面3種方式也存在這一問(wèn)題),無(wú)法實(shí)現(xiàn)魚(yú)類資源量的監(jiān)測(cè)(后兩種也存在這一問(wèn)題);超聲波標(biāo)記跟蹤法與同等無(wú)線電標(biāo)記相比,使用壽命更短;通常需要船來(lái)布放水下接收系統(tǒng),個(gè)別情況下,面臨水聲學(xué)噪音和發(fā)射問(wèn)題,相比無(wú)線電標(biāo)記,由于性能出色,可以使用更少的標(biāo)記數(shù)量開(kāi)展研究;應(yīng)答器標(biāo)記法的信號(hào)的探測(cè)范圍小而窄,數(shù)據(jù)采集受限于天線附近(無(wú)法移動(dòng)跟蹤監(jiān)測(cè));PIT射頻標(biāo)記跟蹤法的信號(hào)的探測(cè)范圍小,因此數(shù)據(jù)采集受限于天線的安裝位置或需要重新捕獲魚(yú)類進(jìn)行標(biāo)記掃描;電阻法的信號(hào)探測(cè)范圍更為狹窄,設(shè)備必須安裝在現(xiàn)有的工事上,魚(yú)類由于沒(méi)有標(biāo)記,因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)個(gè)體層次的跟蹤研究,而且系統(tǒng)對(duì)魚(yú)類體長(zhǎng)尺寸有要求,無(wú)法探測(cè)20 cm以下體長(zhǎng)的魚(yú)類。

表2 過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)方法技術(shù)參數(shù)對(duì)比

表3 過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估監(jiān)測(cè)方法技術(shù)原理及適用條件

2.2 國(guó)內(nèi)主要監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

國(guó)內(nèi)魚(yú)道監(jiān)測(cè)的主要方法有人工觀測(cè)、網(wǎng)具回捕、張網(wǎng)法、漁業(yè)聲學(xué)監(jiān)測(cè)、光學(xué)攝像機(jī)監(jiān)測(cè)等(表 4)。早期建設(shè)的魚(yú)道如湖南洋塘魚(yú)道和安徽裕溪閘魚(yú)道的監(jiān)測(cè)工作比較具體,監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括種類、數(shù)量、規(guī)格、年度/不同季節(jié)/晝夜過(guò)魚(yú)規(guī)律等。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,洋塘魚(yú)道每年進(jìn)行5 000 h的過(guò)魚(yú)效果監(jiān)測(cè),每年通過(guò)種類約有45種,通過(guò)數(shù)量超過(guò)580 000尾[38, 47]。近期的魚(yú)道監(jiān)測(cè)涌現(xiàn)了不少新的方法和監(jiān)測(cè)指標(biāo),如崔家營(yíng)魚(yú)道采用了聲學(xué)監(jiān)測(cè);長(zhǎng)洲魚(yú)道測(cè)定了魚(yú)道水力流場(chǎng)、魚(yú)道入口吸引效果、池室通過(guò)性、出口效率等指標(biāo),但這些監(jiān)測(cè)中沒(méi)有統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)方法與指標(biāo)。同時(shí),由于國(guó)內(nèi)魚(yú)道效果監(jiān)測(cè)時(shí)間持續(xù)短、監(jiān)測(cè)方法使用有限,所有過(guò)魚(yú)效果監(jiān)測(cè)均未評(píng)估魚(yú)道過(guò)魚(yú)效率和對(duì)大壩上下游關(guān)鍵物種資源的補(bǔ)充效果。

表4 國(guó)內(nèi)魚(yú)道主要監(jiān)測(cè)方法

3 結(jié)論及展望

通過(guò)國(guó)內(nèi)外過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估方法的回顧發(fā)現(xiàn):國(guó)內(nèi)外均開(kāi)展了大量的研究與實(shí)踐探索,一定程度上改善了河流聯(lián)通性,在洄游性魚(yú)類資源量恢復(fù)方面取得一定效果;國(guó)際上尚未建立系統(tǒng)科學(xué)的過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)估方法,我國(guó)大多數(shù)過(guò)魚(yú)設(shè)施處于剛剛建設(shè)完成的初步運(yùn)行階段,在運(yùn)行過(guò)程中大多還未開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)和評(píng)估,需要進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)才可開(kāi)展有效性驗(yàn)證。我國(guó)魚(yú)類種類數(shù)量多、空間跨度大、江河生態(tài)環(huán)境差異顯著,長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)水生生物基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱,魚(yú)類生態(tài)習(xí)性研究和生境監(jiān)測(cè)相對(duì)匱乏。隨著河流開(kāi)發(fā)理念的轉(zhuǎn)變和國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視不斷提高,未來(lái)河流筑壩開(kāi)發(fā)和管理過(guò)程中需更加合理的考慮布置過(guò)魚(yú)設(shè)施,針對(duì)主要洄游性魚(yú)類分布河段和魚(yú)類洄游特性,因地制宜地開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì),尤其針對(duì)高壩大庫(kù)的過(guò)魚(yú)設(shè)施建設(shè),應(yīng)更加有針對(duì)性地確定過(guò)魚(yú)設(shè)施類型,保障魚(yú)類洄游通道和連通性。同時(shí),在工程建設(shè)完成后適時(shí)開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)測(cè)和運(yùn)行效果評(píng)估,不斷優(yōu)化過(guò)魚(yú)設(shè)施與工程主體運(yùn)行管理方式,加強(qiáng)過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)測(cè)評(píng)估方法的基礎(chǔ)研究,盡早規(guī)范我國(guó)過(guò)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)方法,出臺(tái)運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)范以指導(dǎo)實(shí)踐工作,確保過(guò)魚(yú)設(shè)施真正發(fā)揮實(shí)際作用。

過(guò)魚(yú)設(shè)施作為河流連通性保持和恢復(fù)的重要措施之一,除了本身特定的多目標(biāo)過(guò)魚(yú)任務(wù)外,還要維持上下游河流的連通性和連續(xù)性,保障河流的生態(tài)完整性。因此,評(píng)價(jià)其運(yùn)行效果,應(yīng)首先從河流上下游魚(yú)類種群資源的連通性和完整性,從降河洄游與溯河洄游兩個(gè)方面評(píng)價(jià)對(duì)洄游性魚(yú)類的保護(hù)效果,在目前以過(guò)魚(yú)設(shè)施上行過(guò)魚(yú)效果評(píng)估為主的現(xiàn)狀下,還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)下行過(guò)魚(yú)效果評(píng)估方法的研究。在保障實(shí)現(xiàn)過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)目標(biāo)的前提下,開(kāi)展過(guò)魚(yú)設(shè)施對(duì)保持水生生態(tài)完整性、水生生物完整性、河流連通性和連續(xù)性等多個(gè)方面的研究,全面評(píng)價(jià)過(guò)魚(yú)設(shè)施的運(yùn)行效果。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果評(píng)估結(jié)果,改進(jìn)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理方式,從更好地維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康的角度,推進(jìn)針對(duì)不同壩高和不同工程類型的過(guò)魚(yú)設(shè)施設(shè)計(jì)研究,推進(jìn)過(guò)魚(yú)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行。