金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站設計淺析

賈 超，黃 壘

（長江勘測規劃設計研究有限責任公司，湖北武漢430010）

近年來，長江及其支流等對水能資源開發步伐的加快推動了國民經濟的發展，但同時給流域生態環境帶來了影響，使魚類棲息地縮小、洄游路線阻斷、產卵場破壞、棲息環境發生了變化。為了保護水生生物及魚類等自然資源，我國開展了相應的保護工作，除建立各級自然保護區、禁漁區、規定禁漁期以及加強漁業執法工作力度外，在重要流域還相繼建設了魚類增殖放流站，對野生魚類進行人工馴化和人工繁育，并進行人工增殖放流，以補償流域的水生生物資源。目前我國水電站及其魚類增殖放流站常常位于山區，場地高差大，取水難度高，能源消耗大。因此，如何建設既符合水電行業現實情況，又滿足增殖放流技術要求的魚類增殖放流站，是水電工程建設管理單位面臨的新課題。

1 烏東德水電站概況

烏東德水電站位于四川會東縣和云南祿勸縣交界的金沙江河道上，是金沙江水電基地下游河段4個水電梯級的第一梯級，是世界第七大水電站，上距觀音巖水電站253 km，下距白鶴灘水電站180 km。電站裝機容量1 020 萬kW，平均年發電量約389.3億kW·h。

2 白鶴灘水電站概況

白鶴灘水電站位于云南省巧家縣大寨鎮與四川省涼山彝族自治州寧南縣六城鎮交界的白鶴灘，上游與烏東德梯級電站相接，下游尾水與溪洛渡梯級電站相連，是金沙江下游河段4 個水電梯級的第二級，是世界第二大水電站，距寧南縣城75 km。上游距巧家縣城約41 km，距烏東德壩址約182 km；下游距溪洛渡水電站約195 km，距宜賓市河道里程約380 km。初擬電站裝機容量1 600 萬kW，多年平均發電量641 億kW·h。

3 金沙江烏東德白鶴灘水電站魚類增殖放流站概況

《金沙江下游河段水電梯級開發環境影響及對策研究報告》對金沙江下游梯級水生生態保護措施提出了總體規劃布局，金沙江烏東德白鶴灘水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程選址于烏東德水電站右岸下游施期緩坡上，東、南側為臨江陡坎，北側為沖溝，西側有施工道路相接，距烏東德水電站壩址約4.6 km。場地內高程約855～940 m，場地內坡度約1/3～1/5，從金沙江提水高程約100 m，場地內有少量民房和大面積芭蕉林、花椒林。工程總用地面積77 078 m2，建、構筑總面積17 041.7 m2，竣工結算18 620.54 萬元，該增殖放流站在2015 年03 月建成投入使用。

該項目克服了山區坡地坡度大、場地狹窄、取水高差大等難題，增殖站采用國內領先的循環水為主、流水為輔的養殖模式，充分利用地形高差，并采用地埋式養殖池，實現節地、節水、節能的環保理念。該站的建成充分體現水電建設者嚴格貫徹生態環保的宗旨和保護金沙江下游珍稀特有魚類資源的決心，同時也為烏東德水電站的核準工作奠定了基礎。

4 增殖放流工藝設計

4.1 工藝流程

根據烏東德水資源狀況，按照“節約人力、能源和水資源”的原則，同時兼顧部分野生魚類的生活習性，采用“以循環水養殖模式為主，流水養殖模式為輔”的混合養殖模式，近期主要進行長薄鰍、齊口裂腹魚、圓口銅魚、鱸鯉的增殖放流；長鰭吻鮈、四川白甲魚、裸體鰍鮀、前臀鮡則作為中長期增殖放流對象，在馴養繁育和苗種批量生產技術突破后進行增殖放流，以滿足烏東德魚類增殖站放流魚類苗種培養和野生親魚馴養規劃。

工藝流程：親魚篩選→魚類檢疫→親魚馴養和繁殖→苗種培育→人工放流。放流整個工作流程詳見圖1。

4.2 養殖模式

4.2.1 循環水養殖模式 養殖用水經過初濾、沉淀、臭氧消毒和微濾等處理程序后再供養殖系統使用。養殖系統將采用半封閉式低耗高效的水處理技術，養殖廢水經地埋式水處理設備進行處理后排放，詳見圖2。

圖2 循環水養殖系統水流向圖

4.2.2 流水養殖模式 考慮到部分野生魚類適應稀養的生活習性，設計部分室內、室外流水魚池和室外大型微流水魚池，外排水經地埋式水處理設備進行處理后，達標排放，詳見圖3。

圖3 流水養殖系統水流向圖

4.3 繁育參數設計

根據野生親本、魚卵、魚苗和魚種各階段的成活率，且考慮各種風險，金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站所需要的親本數量參數選取如表1 所示。

4.4 設計重難點及解析

一是場地高差大，取水困難，能耗高。本項目養殖用水水源是從金沙江抽水和施期山泉水，在山泉水供應充足的情況下優先使用山泉水。2012 年11月對山泉水進行水質檢測，根據檢測結果山泉水可直接用于流水養殖。從金沙江分兩級提水，第一級將江水抽入沉淀池，采用纜車取水方式，水位變化適應性高，經過初步沉淀后，供流水養殖的部分直接泵入（第二級）流水蓄水池進一步沉淀后直接使用。

表1 親本數量參數選取

采用兩種水源供水的方式，減輕了江中取水的能耗，利用兩級取水的形式，降低了江中取水的難度，采用變頻供水系統，大大降低了養殖供水的能耗和管理難度，有效提高了養殖效率和成活率[1]。

二是養殖過程對水質、水溫、光線要求高，工藝設計難度大。由于水質的好壞直接關系到魚類能否存活、生長，特別是在循環水集約化養殖條件下，水質控制至關重要。野生親魚馴養階段對水質和環境的要求很高，要求水體大，溶氧充足。如水體較小，親魚可能停止性腺發育，甚至退化。小水體環境變化波動較大，不利于親魚的馴養和培育。金沙江中上游的魚類性腺發育需要流水刺激，為滿足親魚性腺發育的要求，通常需要人工模擬江河水流，這些對水處理、溫度控制、水池設計、養殖車間的設計提出了很高的要求。

設計蓄水池及各種養殖構筑物均采用埋地或半埋的形式，局部設置遮陽棚、恒溫熱泵系統等，保證水體溫度，提高魚苗魚種成活率。通過對循環水養殖池進行仿真計算，對地下魚池與地面魚池進行對比分析，地下水池在水溫穩定性方面具有明顯的優勢，采用地埋式循環水養殖池，池水溫度受外界氣溫影響相對更小，池水溫度更接近水源溫度。當魚類增殖站水源采用河水時，地下式魚池各月水溫增幅較地面式魚池水溫增幅減小達10%左右，同時水溫的年變幅也相對更小。當魚類增殖站水源采用泉水時，地下式魚池各月水溫增幅較地面式魚池水溫增幅最大可達20%左右，同時水溫的年變幅也相對更小。

山泉水供循環水養殖部分經臭氧消毒、沉淀和曝氣處理后自流到各個用水點。同時，對進入循環水系統的江水進行嚴格預處理，通過二次沉淀、臭氧消毒和微濾結合，以確保在高密度養殖條件下魚類的健康。循環水水源綜合預處理措施在國內魚類循環水養殖中尚屬首次應用[2]。

三是在魚種循環水養殖中采用生物循環，率先借鑒國際先進的養殖循環水分流處理設計方案，并加以改進，使其適合于我國的經濟條件。將圓形魚池周圍設計成環繞式雙向回流多級生物過濾器，結合高效軸流水泵推動水流循環。該設計大大降低了能耗，提高了生物處理效率（在水泵同等功率條件下，通過生物過濾器的單位時間水流量比高位生物濾池配置離心泵提高5 倍）。同時，由于流速的加大，以及結合生物濾池中的充氧措施，大大降低了因微顆粒物質沉淀產生的堵塞，避免了生物過濾器內溶氧不足造成系統崩潰的風險。

四是在魚種循環水養殖中，顆粒物質分離時采用“一站式”處理方式，大幅度降低循環水泵能耗。絕大部分顆粒物質在環流水向心力的作用下，從養殖池中央底部出水管和回水管流入微濾機統一處理，這部分循環水采用“一站式”殘餌糞便集中處理方式，將回水和進水兩臺水泵合并為1 臺，經微濾機過濾后的循環水直接與水溫調節設備以及紫外消毒器連接，這些措施能降低系統中循環水泵能耗。

循環水排水采用雙出口“防傻”設計，其最低位的魚池排空閥由技術主管直接監督和控制，以避免因員工操作失誤放空池水，造成魚類大量死亡。采用回水管沖洗設計解決了回水管中積污的問題[3]。

五是在環形親魚池設計中，采用原創的生物過濾與造流一體化設計、增氧氣頭更換設計、排污分點集中化設計以及國內先進的新型潮汐式過濾器設計。環形河流養殖循環水處理系統采用多個重力開放式過濾器，配置軸流泵推動表層水以及潮汐式過濾器配置小型潛水泵推動底層水，形成環流，模擬自然河流生態水流條件，生物過濾與造流一體化。設置多個與總排污管連接的分支管，便于連接水底吸污機器人自動進行環形池底清污。新型潮汐式過濾器的設計，將潮汐式過濾器排水管伸入水底，起到環形池底層造流作用。

六是采用原創新型檢疫設施。檢疫系統采用內圈靜水區和外圈環流區結合。隔離墻設計成花墻式，供魚類棲息和躲避。采用潮汐式過濾器推動外圈形成環流，既處理了水質，又推動了水流。

5 結論

金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程對減輕整個流域水電開發造成的水生生態影響，做好水電站魚類增殖環保工作，實現水電開發與生態保護持續、協調發展具有重要意義。該站的養殖設施完全能夠滿足105 萬尾魚苗魚種及數千公斤野生親魚的馴養培育，為魚類資源恢復和江河生態環境保護提供了技術上和物質上的保證，作為圓口銅魚、長鰭吻鮈、四川白甲魚、裸體鰍鮀、前臀鮡等金沙江珍稀特有魚類的人工繁殖技術科研基地，為保護長江上游珍稀特有魚類資源起到重要作用。

金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程的建成運行切實恢復了金沙江流域的魚類資源量，有效恢復了金沙江的水生生物資源。為調查白鶴灘、烏東德水電站的修建對金沙江流域水生生物環境造成的影響，以及增殖放流活動對恢復水生生態環境的效果提供了條件。通過對珍稀特有魚類進行監測，調查這些魚類的種類組成、種群結構、種群資源量在庫區蓄水前后的對比情況，了解人工增殖放流對水生魚類的種群恢復效果，并進一步分析水電站對水生生物的影響，為魚類增殖站的建設和運營提供了有效指導。

金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程中創新技術的應用實現了節地、節水、節能的綠色環保設計，有效保障了增殖放流量，該站于2015 年3 月順利進行了首次放流，為工程順利建設提供了強有力的技術支撐，取得了良好的社會效益和經濟效益。該工程有助于促進水電行業魚類增殖放流站工程技術的不斷發展、完善，為同類工程設計提供了寶貴的參考資料，對推動水電行業魚類增殖放流站工程的發展具有積極意義。