劉詠梅 蔣買(mǎi)勇
(湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 長(zhǎng)沙市 410131)
我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始大力開(kāi)發(fā)水力水電資源,在大江大河興建水電站、航運(yùn)樞紐等水利工程,工程完成后,已無(wú)自然流態(tài)的河流。水利水電工程設(shè)施的建設(shè)在為地方經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大利益的同時(shí),也阻斷了魚(yú)類(lèi)洄游通道,河道渠化改變了江河的水勢(shì),淹沒(méi)了魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng),使魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)失去作用,魚(yú)類(lèi)的繁殖受阻礙,江河魚(yú)類(lèi)資源得不到補(bǔ)充和增殖,導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)資源多樣性喪失,對(duì)魚(yú)類(lèi)資源影響巨大。2007年對(duì)三峽大壩和葛洲壩兩壩之間江段漁業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果表明,僅采集到54種魚(yú)類(lèi),幾乎只有1981年建壩前107種的一半。拆壩可能是消除大壩對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)負(fù)面影響的最直接有效的方法。當(dāng)大壩不滿(mǎn)足合理的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí),就可以考慮拆除。拆除大壩對(duì)沿岸環(huán)境而言,并非總是有益的,要保證拆壩的實(shí)施效果,必須認(rèn)真研究并預(yù)測(cè)拆壩的影響,并與其他河流保護(hù)和修復(fù)措施共同實(shí)施。
大壩的建設(shè)讓水流流態(tài)、水溫、水質(zhì)、河床底質(zhì)、地形、岸坡植被等發(fā)生了改變,對(duì)魚(yú)類(lèi)棲息地的影響很大。魚(yú)類(lèi)根據(jù)流速、水溫、水位等信息獲得產(chǎn)卵的信號(hào),因此河流流態(tài)的改變必然會(huì)影響到魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵和生長(zhǎng)。例如:河流流速增大,由原來(lái)的近乎靜止的流態(tài)變成了天然的水流急流狀態(tài),淺灘、彎道、急灘河段增多,造成魚(yú)類(lèi)棲息環(huán)境發(fā)生變化,喜好急流性的魚(yú)類(lèi)數(shù)目會(huì)迅速增加,河流水溫改變,水溫是魚(yú)類(lèi)生存棲息地環(huán)境的重要指標(biāo),直接影響到魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。拆壩后河水由混濁變?yōu)榍宄?,透明度增大,吸收?yáng)光能力增強(qiáng),水庫(kù)水溫升高,有利于魚(yú)類(lèi)繁殖。魚(yú)卵孵化,要求有水溶性氧氣充足的水流穿過(guò)礫石的空隙,需要松散的礫石保護(hù)魚(yú)卵,產(chǎn)卵后2~3個(gè)月內(nèi),要保證有水流自由流過(guò)魚(yú)卵,提供氧氣,促使魚(yú)卵發(fā)育和孵化,拆壩以后,河流下游的推移質(zhì)增多,淤沙抬高下游河床,泥沙的運(yùn)移會(huì)堵塞礫石的縫隙,對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵環(huán)境和棲息地產(chǎn)生影響。在拆壩后短期內(nèi)對(duì)魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)和繁殖造成一定的影響,但經(jīng)過(guò)數(shù)年的泥沙運(yùn)移后,庫(kù)區(qū)內(nèi)的淤泥逐漸被搬運(yùn)完畢,水流夾沙量減少,水流清澈,下游河床趨于穩(wěn)定,有利于魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)與繁衍。
大壩的建設(shè)切斷了洄游性魚(yú)類(lèi)的洄游通道,使得一些需要洄游到河道上游產(chǎn)卵的魚(yú)類(lèi)無(wú)法產(chǎn)卵繁殖,而在上游庫(kù)區(qū)繁殖的幼魚(yú)和親魚(yú)也無(wú)法洄游到下游發(fā)育成長(zhǎng),久而久之造成了洄游性魚(yú)類(lèi)數(shù)量下降。大壩拆除后,極大地促進(jìn)了洄游性魚(yú)類(lèi)的繁殖,大多數(shù)魚(yú)類(lèi)都可以從下游遷移到上游的棲息地。需要指出的是,對(duì)于梯級(jí)開(kāi)發(fā)的河流上存在多座大壩,若只拆除其中的一座或幾座,沒(méi)有完全拆除河流上所有的大壩,魚(yú)類(lèi)的洄游通道沒(méi)有完全恢復(fù),魚(yú)類(lèi)也無(wú)法洄游到河道上游產(chǎn)卵繁殖,因此,還必須采取其他的救魚(yú)措施如魚(yú)道、升魚(yú)機(jī)等過(guò)魚(yú)建筑物加以解決,也可采用人工繁殖魚(yú)苗的生態(tài)補(bǔ)償措施進(jìn)行補(bǔ)救。
蓄水使水體浮游生物發(fā)生明顯改變,最主要的特征是藻類(lèi)數(shù)量呈大幅上升趨勢(shì)。隨著時(shí)間的推移,上游污染物在庫(kù)區(qū)中不斷累積,造成藻類(lèi)大量爆發(fā),將消耗水體大量的溶解氧,水質(zhì)嚴(yán)重惡化,水中生物大量死亡。其次,工業(yè)廢水的排放,使大量氮、磷沉積在水庫(kù)底部的淤泥中,毫不夸張地說(shuō),水庫(kù)是水污染物質(zhì)的“儲(chǔ)藏室”。因此,拆壩產(chǎn)生的污染也是一個(gè)重要問(wèn)題,拆壩將會(huì)造成河流水質(zhì)的惡化,影響下游魚(yú)類(lèi)的生存環(huán)境。大壩拆除后,堆積的細(xì)小泥沙一旦釋放,對(duì)河流具有重大威脅。污染物質(zhì)也可能附著于藻類(lèi)上,在更高層次的生物體內(nèi)富集。如果不采取預(yù)防措施,拆壩可能導(dǎo)致大壩污染泥沙的再懸浮。拆壩前應(yīng)該研究泥沙的污染情況及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害。處理污染泥沙的方法包括用混凝土覆蓋泥沙或用其他適當(dāng)?shù)姆椒p少再懸浮。
拆壩以后庫(kù)區(qū)水位下降,大量水生植物如睡蓮、萵苣、水葫蘆等向自然河段下游漂流,浮游性植物大大減少,濕生植物取代了水生植物種群,形成了新的濕生生物群落。蓄積在水庫(kù)周?chē)哆叺乃逗湍嗾觾?nèi)的大量有機(jī)淤積物為植物生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分,為生物群落提供良好的生存環(huán)境條件。河流沿岸的植被多樣性增加,庫(kù)岸的濕地增加,為野生動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵和活動(dòng)提供了新的種群棲息地,同時(shí)也為食草魚(yú)類(lèi)提供充足的食物,形成新的食物鏈。
研究表明:當(dāng)河流恢復(fù)到自由流動(dòng)的狀態(tài),庫(kù)區(qū)的水溫流速及其他河流要素都會(huì)向著河流生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,致使很多適宜河流生存的物種又重新回到原水域中。這些物種的恢復(fù)依賴(lài)于河流植被和生態(tài)的恢復(fù)程度,拆壩以后,要完全恢復(fù)到建壩前原來(lái)的河流生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)需要很長(zhǎng)的時(shí)間,可能需要數(shù)年甚至數(shù)十年的時(shí)間。
針對(duì)以上拆壩后河流生態(tài)環(huán)境改變對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的影響,提出以下幾點(diǎn)工程措施:
水庫(kù)水位下降后,原有的濕地將會(huì)顯現(xiàn),或許會(huì)增加新的濕地。庫(kù)區(qū)沉積的淤泥較為肥沃,有利于植被的恢復(fù),可以在淤地上人工噴播植草、植樹(shù)造林,恢復(fù)原有植被。植被的恢復(fù)有助于保護(hù)水庫(kù)退水后淤地邊坡的穩(wěn)定,促進(jìn)生物多樣性的建立。
由于水庫(kù)成為垃圾站,水庫(kù)庫(kù)區(qū)的淤積處理方式對(duì)于水庫(kù)淤泥污染比較嚴(yán)重的如果毫無(wú)控制地向下排放將會(huì)造成新的環(huán)境污染,影響漁業(yè)生產(chǎn)和野生動(dòng)物棲息地的安全,但如果把所有的淤泥都清除,需要較高的清淤費(fèi)用和很長(zhǎng)的工期。因此,是否要對(duì)水庫(kù)淤泥采取工程措施必須依據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境條件和工程的復(fù)雜性進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸桨?。淤積處理方式可以通過(guò)機(jī)械清淤、覆蓋保護(hù)處理或者保留大壩壩底的一部分,用壩底阻擋淤沙,使其保持穩(wěn)定。水庫(kù)淤沙的處理方式,還可以通過(guò)機(jī)械清除淤積表面的細(xì)沙,淤積下面深層的粗沙可以用作建筑材料。
生態(tài)混凝土具有多孔結(jié)構(gòu),用它對(duì)河道進(jìn)行護(hù)砌可為微生物的富集和棲息提供基質(zhì)條件,同時(shí)植物也能在其中生長(zhǎng),進(jìn)而可營(yíng)造生物多樣性的生境。吳義鋒等對(duì)采用生態(tài)混凝土技術(shù)處理黃浦江水進(jìn)行了中試研究,結(jié)果在采用生態(tài)混凝土預(yù)制球砌塊護(hù)砌河道且河水的HRT為2d時(shí)取得了最佳處理效果,對(duì)COD、Mn、TN、TP的去除率分別達(dá)到14.3%、14.6%和50.8%,明顯高于采用“三面光”護(hù)砌的處理。在工程實(shí)踐中該方法應(yīng)綜合在河岸、河床種植植物的措施,以形成健康完整的水、陸生態(tài)系統(tǒng),取得更佳的生態(tài)效益。
大壩拆除后,大量的泥沙在水力的作用下向下游運(yùn)移,對(duì)藻類(lèi)、貝殼類(lèi)、魚(yú)類(lèi)等生物的產(chǎn)卵地造成破壞。因此,魚(yú)類(lèi)棲息地的修復(fù)重建工作應(yīng)與大壩拆除同步進(jìn)行,首先選定流速較低的河段作為魚(yú)類(lèi)的棲息地,同時(shí)考慮向下游河床拋投碎礫石、圓木叢、水草,以增加魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)環(huán)境。
由于拆壩僅僅是拆除沒(méi)有功效的小壩,河流上還有其它大壩,因此必須通過(guò)優(yōu)化選擇過(guò)水建筑物的形狀等技術(shù)措施來(lái)提高其復(fù)氧能力,利用河水流經(jīng)過(guò)水建筑物時(shí)的翻騰、紊動(dòng)等實(shí)現(xiàn)復(fù)氧,促進(jìn)河流的自?xún)簦纳坪恿鞯乃|(zhì)。程香菊等對(duì)不同流量、不同加糙溢流壩面情況下的溢流壩復(fù)氧進(jìn)行了試驗(yàn)研究,取得了一些有價(jià)值的成果。發(fā)現(xiàn)相同模型裝置情況下,流量越大,復(fù)氧效果越??;在等流量情況下,壩越高、加糙物越大的溢流壩復(fù)氧效果越明顯。并得到了水體氧虧恢復(fù)率與紊動(dòng)能、流速的關(guān)系表達(dá)式。
拆壩期間,在壩下附近的支流或人工渠道內(nèi),模擬產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地要求的環(huán)境,讓魚(yú)類(lèi)自行進(jìn)入產(chǎn)卵場(chǎng)或棲息地。
目前國(guó)內(nèi)外都十分重視在原大壩附近設(shè)置人工增殖站,提出水利樞紐規(guī)劃環(huán)保措施中一定要設(shè)建漁業(yè)增殖站。人工增殖站主要任務(wù)是進(jìn)行野生親本捕撈、運(yùn)輸、訓(xùn)養(yǎng)、實(shí)施人工繁殖和苗種培育,為放流提供苗種;進(jìn)行放流苗種的標(biāo)記,建立樣本回收及監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),建立遺傳檔案;通過(guò)研究人工增殖種群的行為生態(tài)學(xué)差異對(duì)自然種群的貢獻(xiàn)率等,評(píng)估增殖放流效果,為物種保護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。
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