魚類保護措施在河流梯級開發中的生態影響

龐遠宇，陳 良

(1.珠江水利委員會水文局，廣東 廣州 510610；2.廣西大藤峽水利樞紐開發有限責任公司，廣西 桂平 537226)

1 河流梯級開發對魚類生境的影響

新中國成立以來，特別是改革開放40多年來，水利作為國家基礎設施建設的優先領域，對我國經濟社會建設起到重要的支撐和保障作用，但工程建設引發的生態環境問題也不容忽視。當前，我國正處于新的歷史時期，在全面推進生態文明建設中，水利高質量發展一定要遵循生態優先、人水和諧等綠色發展要求。水利工程設計理念也需要進行不斷的調整。

河流上的梯級水利工程攔河筑壩，從生態環境講，一方面，阻隔了河流縱向連通性，魚類索餌、繁殖的洄游通道被切斷；另一方面，改變了河道的天然水力條件，水體流速、水深、水溫等相應變化，破壞了原有生態系統的完整性和穩定性。

攔河筑壩形成了水庫，河流被阻隔，庫區水流減緩，使河道中原江河急流型魚類和底棲生物的水生態環境發生了巨變，洄游性魚類的洄游通道被隔斷，影響了魚類的索餌和繁殖性洄游，可能會導致原河道中的流水性魚類減少或者消失；水庫的建成，河流的水文特性被改變，徑流受人為控制和調節，對水生生物的生活也會產生很大影響；水庫可能淹沒魚類的產卵場；水庫筑壩后，庫內水體可能發生水溫分層，低溫水下泄、下泄水體氣體過飽和或溶解氧不足等現象，對魚類生命造成威脅。但同時，卻也會使另外一些魚類更加適應。水庫大壩建成后，形成了有利于靜水性魚類的生活環境，為一些適應緩流或靜水、攝食浮游生物的魚類提供了良好的生存環境，反而有利于漁業發展。

2 水利工程的主要魚類保護措施及作用

為了最大限度降低攔河建壩對生態環境帶來的影響，在梯級工程建設時，可采取適當的措施進行補救。水利工程主要采取的魚類保護措施有：過魚設施、樞紐調度、非過魚設施的親魚設計、人工增殖放流、棲息地保護和修復、開閘納苗、禁漁期制度、設置魚類保護區等。

過魚設施是一種重要的工程措施，可以減緩大壩的阻隔影響，溝通魚類的洄游路線，維持河流通道功能，從而使魚類能夠完成生活史，促進被大壩隔斷的上下游魚類群體的遺傳交流。過魚設施包括魚道、升魚機、卡車/集運漁船、魚閘(通航船閘)、仿自然通道等。建設時主要根據過壩魚類的品種、數量、魚的習性以及水利工程的特性等方面因素選擇型式。過魚設施分為溯河和降河兩類，我國目前建設的大多數過魚設施主要考慮解決魚類上溯的問題。

魚道是最早采用和興建、最常見的一種過魚設施，是供魚類溯河降河通過閘、壩等建筑物或天然障礙物的一種專門水工建筑物，一般由進魚口段、槽身或通道、出魚口段、導誘魚設施、觀測室等部分組成。魚道是河流生態系統健康的評價指標之一，是實施生態修復的重要措施。在水利工程的建設中對有洄游需求的水生生物及其洄游路線進行保護，對實現水利可持續發展極其重要。

魚道的建設恢復了河道水域的連通性，保護了魚類，減小了大壩阻隔帶來的影響。魚道能夠形成自然通道，使魚類通過魚道上溯時不會被傷害，對魚的性腺發育也不會產生不良影響；且能夠使魚類連續及時過壩，過魚能力大；還能夠恢復大壩上下游水系中魚類及其它水生生物之間的溝通和聯系，能夠起到維護原有生態系統平衡的作用；同時因為機械障礙少，魚道的運行保證率更高。但魚道也有一定的缺點，不同的魚道往往對過魚對象有一定的選擇性，設計長度一般較長，設計難度大、造價比較高。國內部分已建魚道主要參數見表1。

表1 國內部分已建魚道主要參數

通過對國內現有魚道的調查統計分析，我國雖已建設了上百座魚道，但由于我國魚類種類繁多、生態習性千差萬別，過魚對象的行為習性和過壩所需水文水力學條件的研究還很薄弱，過魚設施的設計仍多沿用國外過魚設施的技術參數，使已建魚道的過魚效果和生態效應參差不齊。

如果加以其他類型的保護措施，如樞紐調度，采取流量調節、優化樞紐運行、創造生殖水動力條件等，再加上人工增殖放流、棲息地保護和修復、開閘納苗、禁漁期制度、設置魚類保護區等，則可以形成綜合措施體系，達到一定的生態保護效果。

3 大藤峽工程的魚類保護措施體系

大藤峽水利樞紐工程是珠江流域的控制性工程，位于珠江流域西江水系黔江干流大藤峽谷出口處。工程在生態方面的建設目標是成為珠江流域水生態保護的標桿、區域綠色發展的示范、國內生態水利創新的典范。工程在規劃、建設和管理的各個環節，始終貫穿生態文明的建設理念，以珠江治理的總體目標“維護河流健康、建設綠色珠江”為指導，滿足生態保護的要求。

大藤峽工程的建設，阻隔了主河道黔江上游紅水河、柳江與下游潯江的河流連續性，對生活在其中的魚類資源產生了重要影響。為了恢復工程所在江段的河流生物多樣性，同時為了對整個流域的水生態資源進行全周期的保護，將大藤峽水利樞紐打造成為珠江流域水生態保護的示范工程，工程采取了一系列措施。在工程的規劃、設計和建設過程中，不斷在樞紐運行水位、水生態保護措施和生態調度等多個方面進行優化。工程提出了由生境保護、過魚設施、生態調度、增殖放流、科學研究和漁政管理所組成的水生態保護措施體系。大藤峽水利樞紐魚類保護措施體系見表2。

表2 大藤峽水利樞紐魚類保護措施體系表

大藤峽工程配套建設的生態環境保護工程包括黔江主壩魚道，南木江仿生態通道、紅水河珍稀魚類保育中心、來賓市珍稀魚類增殖保護站、大藤峽魚類增殖站及實施魚類生境再造工程等。

大藤峽工程是整個珠江流域高原山地急流性魚類向江河平原魚類的過渡區，是流水性魚類的重要生境之一，所在江段的水生生態敏感程度很高，是珠江洄游魚類的重要通道。在離工程壩址不遠的郁江與黔江交匯處，就有一個珠江流域的重要洄游魚類產卵場。工程影響區分布的魚類包括海洋至江河之間的洄游魚類中華鱘、花鰻鱺、日本鰻鱺、江湖洄游魚類四大家魚等，有過壩需求的還包括鳡、鳤、赤眼鱒、白肌銀魚、黃尾鲴、七絲鱭、三角魴、翹嘴鲌、銀鲴、蒙古鲌等多種魚類。考慮需要長遠保護的魚類對象種類的需求，可根據流域梯級開發后魚類資源的變化情況，對資源量顯著減少的敏感性種類，采取必要措施進行有針對性的保護。

根據過魚對象的不同，設置多種類型或多個魚道，可以滿足不同魚類的洄游需求。比如冷水魚類喜歡水流較急的魚道，跳躍類型的魚能夠進入比較陡的魚道，而靜水魚則更喜歡彎彎曲曲的魚道。為了保護好原有水生魚類種群的數量和生活習性，最大程度減小工程對珠江-西江魚類影響，大藤峽工程采取了雙魚道的過魚設施布置方案，由位于黔江主河床右岸的工程魚道和位于南木江支流的生態魚道組成。

魚道的布置，主要根據過魚季節、過魚對象、魚類游泳能力、下游水位及工程總體布置綜合確定。黔江魚道位于主河床右岸岸坡上，在主壩的右岸擋水壩段上過壩。魚道在過壩時設置了兩個出口，對應水庫汛期、非汛期過魚時期的不同，分別為“汛期魚道”和“非汛期魚道”。“汛期魚道”根據汛期的運行水位設置一條魚道，非汛期魚道則根據水庫的三個運行水位，將魚道出口布置在同一條魚道不同高程上。非汛期魚道與汛期魚道在壩下匯合后伸展至進口。黔江主壩魚道全長約3700m。

南木江是黔江的天然分洪河道，為滿足南木江生態及過魚要求，建設了仿生態通道。仿生態通道模擬了河床的天然形態，通道的結構和水流形態接近天然河道，盡量還原接近了原有河道的天然狀態，使魚類能夠很好地適應。南木江過魚通道的過壩段采用工程魚道型式，之后為生態魚道+景觀湖結合的型式，然后以曲折蜿蜒的仿生態通道型式與原河床相接。通過束窄南木江副壩下游河床，疏通地勢較高的河段，并堆砌石灘，使工程最大程度接近原有的自然狀態，以滿足過魚要求。南木江副壩生態通道長約2700m。南木江生態魚道布置如圖1所示。

圖1 南木江生態魚道布置圖

工程的水生態保護措施體系中，還采取了生境保護、生態調度、增殖放流、科學研究和漁政管理等一系列的非工程措施。

實施對棲息地的生境保護，基于工程所在河段的水電梯級規劃、工程的運營調度以及魚類資源的現狀，采用干流與支流保護相結合的措施。從干支流河段的水量、水質、地形地貌、區域位置、河床河勢、水文情勢、魚類資源、河流的開發狀況等各指標進行綜合比選，劃定了珍稀魚類自然保護區。干流的保護范圍為主壩壩下15km河段范圍，支流的相應河段保護范圍，保護河段總長256.8km。建庫后，所劃定的魚類棲息地保護區能夠維持魚類產卵、生存的相應條件。棲息地采取設立禁漁區、延長禁漁期等漁政管理措施，嚴格控制建設項目。同時，水庫的建設回水導致庫區水文情勢的改變，采取在魚類棲息地保護區域內設置人工魚巢及人造產卵場營造的措施進行彌補。

生態調度是一種主要的河流生態修復措施，工程的調峰生態調度應在滿足其防洪、水資源配置任務的前提下，在非防洪、非壓咸調度時制定生態調度方案，滿足魚類生存、索餌、洄游、產卵等的生境要求。需結合發電調度下放生態流量，以滿足下游梯級的生態流量和工程的壓咸流量要求。生態流量的最小下泄流量，要綜合考慮維持壩址下游水生生態系統穩定所需水量、下游壓咸所需水量、下游航運所需水量后確定。在魚類產卵期，若流域來水偏枯，無明顯洪水時，需通過采用水庫人造洪峰調度方式來刺激魚類洄游產卵。當汛期入庫流量較大時，電站不參與電網的調峰調頻調度，水庫按來水下泄，不改變天然來水過程，保留水流對魚類產卵的刺激作用。調峰調度優化后，大藤峽壩址水量變化如圖2所示。

圖2 大藤峽調峰優化調度后壩址日內流量圖

此外，大藤峽還采取了魚類增殖放流、依托建立漁業種質資源救護站及珍稀魚類保護中心開展相關科學研究、加強漁政管理等生態保護措施，能夠維持魚類產卵、生存的相應條件。

4 魚類保護措施的生態效應

大藤峽建庫后，所劃定的魚類棲息地保護區域場；采取全年禁漁等措施有利于魚類資源的恢復和增長。對漂流性卵魚類的產卵場的影響得到有效減緩。

工程的雙魚道設計在國內同類型水利工程建設中比較罕見，可以滿足更多種魚類的不同需要。黔江主壩魚道和南木江仿自然通道雙魚道建成后，將同時發揮作用，滿足珍稀魚類洄游繁殖的過壩需求。工程建設導致的河流阻斷在一定程度上得到了連通性恢復，對壩上壩下魚類的基因交流有一定的改善作用。

工程的生態調度方案要深入研究工程所在江段主要魚類洄游、產卵及發育所需的生境條件，逐步從單一的滿足代表性魚類繁殖需求向構建以魚類為主的健康河流生境方向轉變而開展調度。今后可進一步結合魚類繁殖期水量調度需求和調度目標，選擇不同類型典型洪水過程，對大藤峽水利樞紐調度方式進行優化，研究既能滿足魚類繁殖期水量調度要求又能實現多目標共贏的調度方式。

工程建成后，對于水生生物的保護，有賴于對水庫生態系統的深刻認識，需要在對水庫生態環境進行長期動態監測的基礎上，系統研究水庫生態系統的發育特點和結構功能，不斷完善水生生物保護措施，落實水庫生態調度保護措施，以維持水庫生物多樣性。大藤峽工程打造了獨有的“一保育中心、雙增殖站、雙魚道、五人造生境”的水生態保護體系，充分體現了生態水利的建設理念。

5 展望

魚道是一種重要的過魚措施，為使魚道充分發揮作用，降低攔河筑壩給生境帶來的不利影響，需結合河流的生態環境、生物資源種類和特點，加強國內已建魚道的運行監測與管理，對魚道運行效果進行評價，及時反饋魚道設計信息，落實評價的指導作用，加強魚道研究工作，建立相關技術規范體系，以促進魚道設計建設更科學。

生態調度在國內外開展的時間不長，理論和實踐基礎都還比較薄弱，亟待進行進一步的多學科聯合攻關；需針對重要河流進行生態調度的目標制定，建立相關技術規范規程，以促進河流的生態環境保護與修復。

水利工程的建設會對河流生態系統造成影響破壞，在工程的規劃、設計、建設與運行的全過程，都需加強生態理念，兼顧水生態系統健康與可持續利用。今后的水利工程建設中，可更多地采取工程和非工程措施相結合，加上相應的管理措施，提出符合生態安全的水利建設規劃與設計方案，形成有效的水生態保護措施體系，盡最大力度地恢復受到工程建設影響的生態系統，為河流生態環境保護和水利高質量發展提供保障。