南渡江龍塘大壩樞紐改造工程生態環境保護措施設計

菅宇翔 王偉 王艷芳 李曉兵

1 工程概述

龍塘壩位于海南省海口市南渡江干流，是南渡江的最后一級。大壩于1970 年興建，1971 年建成投入使用，現具有城市供水、灌溉和發電等任務，是海口市最重要的水源。樞紐正常蓄水位為8.35 m，設計灌溉面積約2 萬hm2（30 余萬畝），電站裝機規模6 125 kW。

工程已運行近50 年，運行時間較長，歷經多次除險加固仍存在較多安全隱患，因此規劃拆除重建。

擬將現有龍塘壩拆除，在壩下游70 m 重建。南渡江龍塘大壩樞紐改造工程軸線長452 m，從左至右依次為左岸連接段、左岸龍塘船閘壩段、攔河閘（泄洪閘、控泄閘）、右岸連接段、引水閘、魚道出口閘、右岸副壩。魚道布置在引水渠和電站廠房的右側，穿越靈山干渠，長約649 m。

2 生態環境關注重點問題

（1）工程涉及南渡江河段為海口市主要水源——龍塘飲用水水源保護區。需重點關注水源保護區的水環境保護和水質風險防范。

（2）原有生態流量下泄及監控措施要求不明確，本次設計的調度運行方式要求以生態優先，優先保障生態流量，同時設置生態流量監控措施提高監控管理水平。

（3）大壩造成生態阻隔，阻隔了洄游魚類及河口魚類上溯的通道，本次通過建設仿自然魚道，并輔以其他水生態保護措施予以解決。

3 生態環境保護措施設計

3.1 水源保護區保護措施

3.1.1 閘頂橋面污水導排收集措施

根據主體設計，本工程改建后在閘室下游側閘頂設置寬7 m 交通橋連接兩岸交通。由于上游為水源地，該交通橋不宜采用橋面徑流直排，應在橋面兩側布設排水管道，同時岸側設置沉淀池與事故池，防止初期雨水、車輛漏油、風險事故污水等橋面污水進入水源地影響取用水水質。綜合考慮初期雨水污染以及運輸車輛事故排放污染，沉淀池容積按不小于20 m3設計，事故池容積按不小于30 m3設計。其主要工作原理為：

（1）無事故正常情況下，沉淀池進、出水管閥門開啟，沉淀池池底泄水管閥門關閉，沉淀池與事故池連接管閥門及事故池池底閥門關閉，橋面徑流水由排水管收集后，經沉淀池沉淀后排出。

（2）風險事故情況下，沉淀池進水管閥門打開，沉淀池出水管、沉淀池、事故池池底泄水閥門關閉，沉淀池與事故池連接管閥門打開，橋面徑流污水進入沉淀池后，再進入事故池存儲，便于后期處理。

（3）需對該排水系統進行清洗時，關閉全部出水口閥門，開啟全部其他閥門。

3.1.2 水源保護區范圍調整等保護措施

工程建成后，應按照HJ 338—2018《飲用水水源保護區劃分技術規范》等要求，根據新閘址調整龍塘飲用水水源保護區范圍。劃定方案需經過專題研究后報省人民政府批準，作為水源保護管理的依據。

水源保護區保護措施建議如下：

（1） 保護區范圍調整后，應依據HJ/T433—2008《飲用水水源保護區標志技術要求》和HJ/733—2015《集中式飲用水水源地規范化建設環境保護技術要求》設置界碑、交通警示牌和宣傳牌等標識，并進行規范化建設；應按照《海口市龍塘飲用水水源保護規定》及將水源保護區劃定為危險化學品運輸車輛限制通行區域，并在制定劇毒化學品運輸車輛運輸線路時，避開龍塘飲用水水源保護區。按照GB 5768—2009《道路交通標志和標線》要求設置保護區內道路警示標志。

（2）在一級保護區區域設置隔離防護設施，禁止無關人員進入活動。

（3）對穿越保護區的污水管道、泵站采取防泄漏措施，必要時設置事故導流槽。

（4）加強飲用水水源保護區的水質監測，保障水質安全。

3.2 生態流量保障措施

本工程主要通過魚道和泄水閘下泄生態流量，當來水小于22.5 m3/s 時，泄水量等于來水量，當來水大于或等于22.5 m3/s時，下泄流量不小于22.5 m3/s。

3.2.1 初期蓄水生態流量下泄措施

初期蓄水時，閘門保持局部開啟，確保下泄流量不小于22.5 m3/s。

3.2.2 運行期生態流量下泄措施

運行期根據運行水位和上游來水流量，通過魚道、電站和閘門多種方式組合下泄河道生態水量。

（1）來水量大于最小發電流量時，通過電站、魚道及閘門下泄生態流量。

（2）來水量小于最小生態流量22.5 m3/s 及最小發電流量時，停止發電，通過閘門和魚道同時下泄生態流量，閘門局部開啟以控制水位，來多少放多少。

（3）魚道和電站檢修時，通過閘門開啟下泄生態流量。

3.2.3 生態調度要求

根據《海南水網建設規劃環境影響報告書》要求，南渡江魚類敏感時段生態調度方式見表1。

表1 南渡江魚類敏感時段生態調度方式

此外，針對國家二級保護動物花鰻鱺，花鰻鱺于秋季洄游至深海繁殖，鰻苗主要于12 月至翌年2月進入河流，由于鰻苗游泳能力較弱，一般在漲潮時隨潮水進入河流，因此，在此期間應維持自然的枯水期水文過程。

3.3 生態影響避免與消減措施

攔河閘和左右岸連接線工程施工期在水下作業時，攪動水體和河床底泥，局部范圍內破壞了魚類的棲息地，對魚類有驅趕作用，也會使魚類遠離施工現場。施工期的松動爆破產生的沖擊波對水生生物尤其是魚類造成較大影響。

3.3.1 采取松動爆破

為減少爆破對魚類的影響，本爆破采用松動爆破，爆破位置在水面之上，爆破時由下至上依次覆蓋3 層鋼篩網、廢輪胎和鋼絲繩網，以防爆破時石塊飛濺。

3.3.2 設置防污屏

根據工程可知，壩址在施工期間采取圍堰和防污屏處理，根據預測結果，圍堰施工擾動引起的水體懸浮物濃度在施工點位置最高，并隨水流向下游擴散，隨著下游距離的增加，SS 濃度值逐漸降低。有防污屏時，在水流方向170 m 左右的距離全斷面SS 濃度降至35 mg/L 左右，水體懸浮物濃度的影響可有效降低，減輕懸浮物對魚類的影響。

3.3.3 合理安排施工期，優化施工方案

合理安排工程施工期和施工計劃，盡量避免3—7 月魚類繁殖期和洄游期間進行水下施工，減少工程施工活動對魚類繁殖期的不利影響。為避免施工期間對水生生物造成傷害，施工單位應優化施工工藝方案，特別是水下施工方法，施工期間，采購超聲波驅魚設施，進行驅魚作業，采取圍堰和防污屏處理，避免晝夜連續作業，盡量減輕水下噪聲。陸上施工時也應盡量減輕噪聲污染。

3.3.4 設置攔魚設施

根據一般電站設計，攔魚設施主要用于防止魚類誤入電機從而造成損壞，一般會采取柵板進行阻隔，借鑒南水北調中線一期陶岔渠首樞紐工程，設置攔魚網設施。攔魚網安裝包括輥杠托架安裝、浮柵鋼纜安裝、魚網安裝、浮柵尼龍繩網裝配、總裝配等。

3.3.5 優化航道路線

后期如啟用船閘，通過船閘的來往船舶產生的噪聲和震動會對江中的魚類造成一定的驅趕，迫使它們離開游船附近的水域；主要是對魚類的產卵場和索餌場影響較大，建議規劃航道路線期間優化路線，繞行避開魚類的產卵場和索餌場區域。

3.4 生態恢復措施

3.4.1 過魚設施建設

根據相關規劃批復要求，本工程需配套建設過魚設施，以緩解大壩對南渡江洄游性魚類的阻隔影響。工程過魚設施選用仿自然魚道，仿自然魚道適應生態恢復原則，具有魚類較易適應、可連續過魚并易于改造的優點，能維持河流連通性和連續性，易于管理和維護。

本工程魚道布置于龍塘電站右岸，魚道進口布置在電站廠房尾水渠下游右側，魚道沿廠房尾水渠及上游引水渠右岸布置，垂直堤軸線穿過南渡江堤防，出口閘布置在引水閘右側。本魚道為上行過魚設施，總長度435 m，水位落差約為8.10 m。主要過魚對象為花鰻鱺、日本鰻鱺、大鱗鰱、海南長臀鮠、高體鱖、黃尾鲴、草魚、赤眼鱒、鰱、鳙、鯪、三角魴、光倒刺鲃、長臀鮠、南方白甲魚、斑鳠等16 種，重點過魚對象為日本鰻鱺、花鰻鱺、七絲鱭及四大家魚（鰱魚、鳙魚、草魚、青魚）。過魚季節主要集中在魚類繁殖盛期的4—8月。過魚季節魚道出口最低水位為0.25 m，魚道進口正常蓄水位為8.35 m，最大水位差8.10 m，最低工作水深不小于1.00 m，設計流速0.18～1.2 m/s。

3.4.2 棲息地保護措施

根據南渡江引水工程環評批復意見（環審[2015]163 號），“采取魚類棲息地保護……，將金江樞紐以下南渡江干流約96 km 河段……作為棲息地進行保護”。本次龍塘壩改建后，在東山樞紐已建設過魚通道的基礎上，金江樞紐以下至南渡江河口干流基本保持河流的連通性，滿足作為魚類棲息地保護的條件。應由政府相關部門牽頭，繼續嚴格落實連通性維護、水質保護等措施。

南渡江龍塘壩下5 km 范圍內是多種魚類的產卵場、索餌場、幼魚庇護場和花鰻鱺、尖鰭鯉、七絲鱭、日本鰻鱺等洄游通道，是南渡江下游最重要的和較敏感的水生生物棲息地。建議將棲息地范圍內的龍塘壩下5 km 范圍產卵場劃定為永久禁漁區，有條件時將龍塘壩下和河口段設立為水生生物保護小區，并標志區界，禁止在該區域進行任何捕撈作業。

為便于棲息地的管理工作，加強宣傳教育工作，需要在棲息地周邊修建一些區界標樁、限制性標牌、指示標樁和解說標樁等基礎設施。棲息地保護區域確定后，建議對棲息地保護效果進行連續監測，主要監測目標為魚類資源和魚類產卵場，并依據監測河段魚類種類組成與數量的動態變化評估棲息地保護效果。

3.4.3 人工魚巢

南渡江魚類大多以產黏沉性卵為主，兼有產漂流性卵類群及特異性產卵類群。經現場調查和參考歷史資料可知，龍塘壩下3～5 km 區域為海南長臀鮠、海南鲌、?、海南似鱎等多種魚類重要產卵場、索餌場及幼魚庇護場所，這些魚類多為產漂流性卵和沉性卵，產黏性卵的魚類較少，庫區和龍州河支流段以靜水定居型魚類為主，多為產黏性卵魚類，可設置人工魚巢。擬在工程評價區龍塘壩下、庫區及支流龍州河等河段建設3～5 處人工魚巢。人工魚巢采用浮性魚巢與沉性魚巢相結合，主要方式有3 種：一是沿著岸邊插1～2 圈長短不同、一端懸吊有單個魚巢的竹竿，令魚巢浸入水面下；二是將魚巢按一定距離扎在繩上，按一定寬度扎成適當長度的許多條魚巢，平行布置于岸邊；三是將若干小束魚巢扎在一根繩子上，再將其連成環狀，投放在岸邊。3 種方式的人工魚巢如圖1 所示。為了解人工魚巢的效果，應對各人工魚巢產卵情況進行巡視觀測，并視效果進行調整。

圖1 人工魚巢示意圖

3.4.4 統籌魚類增殖放流

結合上游東山閘工程的建設情況及南渡江魚類資源狀況，建議運行期前2 年采取魚類增殖放流措施，作為原有工程及本次改造建設擾動的補充措施，遠期依托上游東山樞紐魚類增殖站將投入使用，增殖站規模為50 萬尾/a，可以兼顧本工程所在河段增殖放流需求。

評價區江段有珍稀保護魚類4 種，花鰻鱺、海南長臀鮠、海南?和多鱗枝牙蝦虎魚，南渡江特有魚類有1 種，無斑蛇鮈。其中花鰻鱺為降海洄游魚類，其產卵繁殖在深海，大壩阻隔影響僅縮小了其索餌覓食的空間，且人工繁殖難以攻克，暫不列入放流對象；海南?為稀有種，數量稀少，研究較少，繁殖習性尚未進展。多鱗枝牙蝦虎魚和無斑蛇鮈為底棲流水類型，本工程對其的影響較小，尚未有人工繁育的研究。海南長臀鮠可作為放流對象。南渡江規劃環評提出在東山閘工程段近期放流三角魴、倒刺鲃、光倒刺鲃、鳊、銀鲴、黃尾鲴6 種重要經濟魚類，遠期放流斑鳠、大鰭鱯、瓣結魚、大鱗鰱4 種魚類。結合評價區魚類分布情況和目前人工繁殖技術的成熟程度，本工程的放流對象近期為海南長臀鮠、倒刺鲃、光倒刺鲃、鯪4 種魚類，遠期放流斑鳠、黃尾鲴兩種魚類。

海南長臀鮠、倒刺鲃、光倒刺鲃、鯪四種魚類放流地點主要位于南渡江龍塘壩下及定安縣江段的兩個產卵場區域附近。首次放流時間為工程運行期第1 年5 月。具體也可與邁灣水庫、東山閘的增殖放流同步進行。

3.5 生態管理措施

3.5.1 開展環保宣傳教育

加強對施工人員的環境保護宣傳教育和保護野生動物常識的宣傳，提高施工人員的環境保護意識，嚴禁施工人員在施工水體中捕魚或從事其它影響水生生態環境保護的活動。

3.5.2 落實監管責任主體

水生保護措施主要有保證生態下泄流量、魚類增殖放流、魚道和棲息地保護等措施，可納入市河長辦、水務局、農業農村局等執法部門的監督管理職責。

3.5.3 加強漁政管理

建議當地漁政部門建立健全漁政管理機構，加強漁政隊伍及其能力建設，提高漁政部門的執法能力和力度。加強魚類資源保護宣傳，嚴格執法。制定禁漁期和禁漁區，在魚類集群產卵容易捕撈的時段和河段禁止捕魚，保護魚類能夠順利完成生命過程，將魚類重要棲息地劃定為禁漁區，禁漁區內禁止任何形式的漁業活動；將魚類易捕和重要時段設為禁漁期，禁漁期整個水域嚴禁捕魚作業。同時應加強水污染防治工作，杜絕水污染事件的發生，保證魚類良好的水生態環境。

3.5.4 開展水生生物監測

工程建設將對流域內水生生物及生態環境產生一定的影響，為及時發現因工程建設而引起的水生生物生態環境變化及發展趨勢，掌握工程興建前后相關地區水生生物生態環境變化的時空規律，預測不良趨勢并及時發布警報，工程建設單位應委托科研院所開展水生生物多樣性監測。重點關注魚類產卵場、增殖放流和魚道過魚效果的監測和評估。工程建成運行后前兩年，需開展增殖放流及過魚效果監測。

4 結 語

南渡江龍塘大壩樞紐改造工程生態環境保護設計秉持人與自然和諧共生的理念，通過補建仿自然魚道、設置生態流量監控、實施增殖放流等生態環境保護設施，將工程建設對生態環境的不利影響控制在合理范圍內，并解決原有阻隔問題，改善區域河段生態連通性，提升生態系統的質量和穩定性，充分發揮水利工程建設的生態環境效益。