大中型水庫工程魚類棲息地保護方案研究
——以貴州省花灘子水庫為例

2021-05-24 13:00:22徐江

黑龍江水利科技 2021年4期

徐江

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550000)

1 工程概況

花灘子水庫是全國《水利改革發展“十三五”規劃》的大(2)型水庫之一，工程位于長江流域烏江右岸一級支流清渡河下游河段，壩址位于貴州省銅仁市思南縣邵家橋鎮與天橋鄉交界處的冉世堂附近，水庫正常蓄水位491m，總庫容1.13億m3，具有多年調節性能。水庫擋水建筑物為碾壓混凝土重力壩，最大壩高108.5m。工程任務以城鄉供水和灌溉為主、兼顧發電，并為區域脫貧奔小康創造條件。

2 流域開發概況及魚類影響影響分析

清渡河干流水利水電工程建設情況依次為“清渡河水庫(在建)+雁水電站(已建)+天生橋電站(停建)+天橋電站(已建)+花灘子電站(已建)”五級，詳細情況見表1。

表1 清渡河干流水利水電工程建設情況

清渡河干流已建成雁水電站、天橋電站、花灘子電站等3座水利水電工程，上述梯級由于建設較早，均未考慮魚類保護措施，在花灘子水庫建設前，受上游雁水電站和下游花灘子電站大壩阻隔的影響，清渡河上下游河段以及清渡河與烏江干流之間的魚類種群交流受限。花灘子水庫建成后，上游天橋電站、天生橋電站將被淹沒，雁水電站無影響，壩址上游約20km(壩址-雁水電站)河段得以連通，原受天橋電站阻隔，魚類生境碎片化得到緩解；但壩址下游河段生境即花灘子水庫至花灘子電站段魚類將被限制在約5.5km的庫區生境生活。整體來看，花灘子水庫建成后，清渡河干流大壩阻隔將導致魚類種群分為雁水電站-花灘子水庫段、花灘子水庫-花灘子電站段、花灘子電站至烏江匯口段3個群體，因此，清渡河干流生境破碎化較為嚴重[1]。

清渡河水利水電工程對魚類的累積性影響主要是水電梯級開發加劇了生境破碎化，則可能影響不同水域群體之間的遺傳交流，魚類只能在局部水域內完成生活史，導致種群整體遺傳性退化。據調查，清渡河流域不存在長距離洄游魚類分布，但存在短距離生殖洄游、索餌洄游、越冬洄游的魚類。

3 棲息地保護方案

根據現場調查結果，結合歷史資料及當地漁民了解，花灘子水庫工程涉及的清渡河及其支流除鯉、鯽、泥鰍、黃鱔等常規經濟魚類外，中華倒刺鲃、白甲魚、華鯪、泉水魚等也具有重要種質資源價值、科學研究價值和漁業開發價值。從水生生態環境保護角度出發，本河段的保護目標為實現魚類種群交流、維持一定種群數量，做為保護方案擬定的主要目標。本工程對魚類棲息地保護方案研究內容如下：

3.1 確定魚類棲息地保護河段

棲息地保護是保護魚類自然資源的有效措施之一。棲息地保護應以能夠為影響范圍內所有魚類提供完整生活史，維持一定種群為基本原則，依據魚類資源的現狀及其分布特點，結合花灘子水庫影響河段干支流特點統籌考慮。

清渡河干流全長62km，花灘子水庫建設后，庫區回水長16.46km，回水至雁水電站下游3.5km處，將淹沒天橋電站和天生橋電站，清渡河干流將總體呈“花灘子電站壩下3km流水河段+花灘子電站庫區5.3km庫區緩流河段+花灘子水庫庫區16.46km河段+花灘子庫尾-雁水電站3.5km流水河段+雁水電站庫區緩流河段+雁水電站庫尾-清渡河水庫壩址約16km流水河段+清渡河水庫壩址上游4.8km庫區及庫尾以上流水河段”的格局，由于清渡河水庫以上河段位于河源區，河長短、流量小，保護價值不大，在棲息地篩選時，重點對花灘子水庫下游河段、花灘子水庫-清渡河水庫壩址河段、主要支流纏溪河、磨石溪進行比選和適宜性評價。清渡河流域魚類棲息地適宜性評價表，如表2所示。

表2 清渡河流域魚類棲息地適宜性評價表

本工程根據花灘子水庫工程的影響范圍和干支流生境特點，進一步細化和核實魚類棲息地保護分析內容，確定棲息地保護范圍為：① 清渡河花灘子水庫庫尾至在建清渡河水庫壩址間約22.3km干流河段，推薦拆除雁水電站連通上下游水生生境；② 壩址下游花灘子電站壩址至清渡河烏江匯口間約3km干流河段，在花灘子電站尾水渠位置布置過魚措施，維系河流連通性和生物種群交流[2]。

3.2 壩址上下游生境連通工程

花灘子水庫庫區有已建天橋電站和在建(已停建)天生橋電站，花灘子水庫建成后將淹沒兩座電站，建議對天橋、天生橋電站納入庫底清理專項進行拆除，恢復清渡河干流連通性。

對天橋電站、天生橋進行拆除后，花灘子水庫壩址至上游雁水電站壩址約20km河道貫通，清渡河主干流連通性增強，花灘子水庫庫區及以上清渡河干流河段水文形態呈現出“流水—緩流水—靜緩流水—靜水”，適宜分布在該區不同生活類型的魚類生存、繁衍。隨著花灘子水庫攔河蓄水，庫區河段魚類資源總量呈上升趨勢。

雁水電站位于花灘子水庫壩址上游20km處，為20世紀70年代建設的壩后式電站，壩高40m，裝機400kW；電站于2012年停運。考慮河流生境連通性要求，結合貴州省小水電清理整改要求，針對雁水電站整改方案和退出方案進行比較。①雁水電站整改方案，即將雁水電站生態流量與過魚設施一并考慮，開展生態流量泄放設施改造+補建過魚設施，結合壩址右岸泄水設施布置，增設豎縫式魚道接廠房尾水處，魚道長度約1.2km，考慮泄流設施改造。②雁水電站退出方案，由于雁水電站已接近設計年限，考慮做退役處理，將壩體拆除，恢復花灘子水庫庫尾以上-清渡河水庫之間約22.3km流水河段。經比選，雁水電站拆壩退出方案，在生境連通性恢復、過魚效果、水生生物影響、運行條件及費用、工程量投資等方面占優，推薦雁水電站拆除退出方案。

花灘子電站位于花灘子水庫壩址下游5.5km處，距離清渡河與烏江匯口約3km，該電站目前正常運行，已列入貴州省小水電清理整改實施方案名錄中的整改類。整改措施包括生態流量泄放設施改造、生態流量監測設備安裝。考慮河流生境連通性要求，本階段生態流量與過魚設施已考慮花灘子電站，應結合小水電整改要求，在一站一策整改方案中，落實花灘子電站與花灘子水庫同步聯合調度保障生態流量泄放要求，從流域(河段)統籌的角度，擬建花灘子水庫固定式集誘魚系統+運魚組合方案考慮一級集魚(花灘子電站壩下)+多級運送和放流(花灘子電站、花灘子水庫上游)。

3.3 干流水生生境修復

棲息地營造過程中應盡量保留河道的自然形態，在此基礎上根據該河段魚類的生活史各階段的生境特征，營造適宜該區域上下游河段魚類種群交流、繁殖和索餌肥育的生境條件，包括連通性、水體流量要求、繁殖、索餌、越冬場所的地形微建與重塑，使魚類在該河段能完成其生活史，達到魚類資源保護的目的。

參考清渡河魚類棲息習性，針對壩址下游的棲息地人工生態營造措施，除上述生境連通工程外，主要還有生態岸坡保護。需進行岸坡護理的地方主要有河口岸坡侵蝕段、急流岸坡侵蝕段、河彎凸岸侵蝕段以及深潭邊坡侵蝕段。護岸形式可根據具體的實際情況進行選擇，主要方式有拋石護腳、砌石護岸以及砌石、木樁相結合的形式，見圖1，此外還應加強岸坡植被保護，所用土、石材等護岸基材可就地取材。圖1中修復類型1適用于岸坡侵蝕較輕、植被較多的河岸，用原木與纖維等鋪設于岸坡進行固定，上覆土壤，可種植當地灌木或草叢進行綠化。修復類型2A和2B適用于岸坡侵蝕較嚴重的河岸，首先用巨石嵌入岸底護腳，然后使用重黏土、黏土和卵石等混合物填充，上再覆干樹枝捆進行固定，最后再覆蓋土壤、種植當地灌木或撒入草種進行綠化。

圖1 岸坡護理典型修復平面、剖面圖

花灘子水庫庫尾上游至清渡河水庫之間河段受人為影響較大，上游為硬質化岸坡裸露，鮮有植被，下游為人工植被，岸坡較為平緩，為此對河岸裸露部分進行岸坡護理及河岸帶植被恢復措施，所選植物應為當地物種，不僅能起到固岸護坡、景觀等作用，而且也能起到一定的營養物質輸送作用。

3.4 支流生境修復

根據現場調查結果，清渡河干流花灘子庫尾雁水電站壩下和支流磨刀溪、纏溪河雷公堡電站壩下減水嚴重，幾乎斷流。考慮雁水電站后期需要拆除，因此僅建議對支流磨刀溪和纏溪河雷公堡電站壩下進行棲息地生境修復。

修復方案包括：①橫斷面挖深槽：減水河段流量減少，河道絕大部分時間處于低流量狀態，在低流量下過水斷面的寬度與深度比值較大，呈非常寬淺的形式，對魚類生存極為不利。在河流橫斷面上進行局部深挖形成深槽，構建復式斷面，深槽內將具有較大的水深，有利于魚類生存。②縱斷面設擋水堰：在減水河段縱向上每隔約1000m設置一處擋水堰，可增加斷面水深并可增大水面面積。擋水堰上游局部水位壅高將形成深潭，下游局部又可造成水流較快的急流生境。③斷面布置人工階梯-深潭：參照山區河流中自然發育的階梯-深潭系統的結構和形態特征，在減水河段布置人工階梯-深潭，人工階梯-深潭形成后，原減水河段河床較為均一單調的底坡變為一段陡坡和一段緩坡加上深潭相間連接而成，水生棲息地在空間富于變化，多樣性增加。為了提高人工階梯結構穩定性，階梯按照疊瓦形式布置，同時在平面形態上布置成反拱形。人工階梯布置示意圖見圖2。

擋水堰的修建可就地取材選用河床裸露的大塊卵石，這樣可以節省大量原材料。為了滿足魚類上、下游遷移的需要，還可在擋水堰中間位置設置梯形過水堰口。