王登菊，李政柯，陳仁軍，蔡盛舟

（1.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都610051；2.四川省電力公司攀枝花供電公司，四川攀枝花617000）

水電開發(fā)對(duì)魚類資源的影響及其保護(hù)措施

王登菊1，李政柯1，陳仁軍1，蔡盛舟2

（1.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都610051；2.四川省電力公司攀枝花供電公司，四川攀枝花617000）

水電開發(fā)造成了河流環(huán)境結(jié)構(gòu)和水文情勢(shì)的改變，對(duì)河流水生生態(tài)系統(tǒng)形成了破壞。水電開發(fā)對(duì)魚類資源的影響主要表現(xiàn)為阻隔了魚類洄游通道以及對(duì)魚類多樣性、魚類棲息地、下泄水水溫、氣體過飽和的影響。針對(duì)這些影響，提出采用修建過魚設(shè)施、建設(shè)魚類增殖站、建立魚類種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)、下泄生態(tài)流量、分層取水等保護(hù)措施，以維持魚類資源的多樣性。水電開發(fā)應(yīng)采取綜合措施解決水生生態(tài)問題，特別是流域梯級(jí)開發(fā)更應(yīng)注重對(duì)整個(gè)流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

水電開發(fā)；魚類保護(hù)；保護(hù)措施

目前我國(guó)能源仍然是以常規(guī)化石能為主，隨著環(huán)保壓力及資源的逐步枯竭，以風(fēng)能、太陽能、水能、核能為主的新能源比重將不斷加大。我國(guó)具有豐富的水能資源，水能資源理論蘊(yùn)藏量為6.88億kW，年發(fā)電量5.92萬億kW·h，水能的開發(fā)主要以水力發(fā)電形式轉(zhuǎn)化為清潔的二次電力能源，水電的開發(fā)在我國(guó)將起著舉足輕重的作用。

水電開發(fā)工程在大江大河中修筑大壩及隔離建筑物，筑壩設(shè)閘阻斷了河流的天然連續(xù)性，改變了河流開放、連續(xù)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息交換，破壞了河流自然生態(tài)系統(tǒng)。魚類作為河流水生生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)較高的類群，受水電開發(fā)的影響十分巨大。研究表明[1-3]，水電開發(fā)筑壩是使魚類種群多樣性喪失，魚類資源遭受衰退甚至滅絕的重要原因。為了保護(hù)魚類資源、維護(hù)河流生物多樣性，水電開發(fā)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)，并對(duì)魚類資源實(shí)施有效的保護(hù)措施。

1 水電開發(fā)對(duì)魚類資源的影響

水電開發(fā)高壩的建造，使原來連續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)直接分割成不連續(xù)的生態(tài)單元，造成了生態(tài)景觀的破碎。筑壩蓄水作用改變了河流的徑流模式，水庫(kù)的年調(diào)節(jié)、多年調(diào)節(jié)使水體交換量小、水體水文條件發(fā)生根本的變化。水位的波動(dòng)從水生生物棲息地、索餌場(chǎng)、光照、氣候、波浪的改變影響河流的生態(tài)過程和模式，從而改變了魚類棲息環(huán)境，魚類難以在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)這種變化，導(dǎo)致魚類生存資源的破壞。

1.1 阻隔了魚類洄游通道

魚類洄游是指魚類因生理需求（產(chǎn)卵、索餌、越冬）、遺傳、外界環(huán)境因素等影響，而周期性的定向往返移動(dòng)。長(zhǎng)期的環(huán)境適應(yīng)使魚類形成了獨(dú)特的洄游規(guī)律，高壩的修建阻隔了洄游魚類在上下游之間的遷徙路線，造成魚類不能產(chǎn)卵繁殖、獲取餌料、度過冬季和有效完成生活史，最終導(dǎo)致漁業(yè)資源的減少，對(duì)物種將是毀滅性的打擊[4]。如，在蒙古國(guó)秦諾哈拉依赫河中都日根水電站建設(shè)后直接影響了魚類過冬遷徙和產(chǎn)卵遷徙，從而危及了魚類正常繁殖活動(dòng)[5]；我國(guó)葛洲壩水利工程修建后，阻隔了長(zhǎng)江中華鱘洄游通道，不能溯游到上游產(chǎn)卵的中華鱘自然繁殖活動(dòng)壓縮在約4 km的江段內(nèi)，自然繁殖能力下降，加之水污染和有害漁具濫用造成其數(shù)量銳減，導(dǎo)致了中華鱘自然資源減少、種群數(shù)量持續(xù)下降的嚴(yán)重后果[6-7]。

1.2 影響了魚類物種多樣性

高壩的修建使連續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)被分割成不再連續(xù)的環(huán)境單元，造成生境的破碎，進(jìn)而導(dǎo)致魚類種群遺傳多樣性喪失。遺傳多樣性的喪失會(huì)導(dǎo)致魚類品質(zhì)退化，甚至影響物種的生產(chǎn)。文獻(xiàn)[8]對(duì)水電開發(fā)對(duì)河流魚類影響的研究表明，水電開發(fā)是導(dǎo)致河流魚類多樣性降低的重要原因之一，其根本的原因是筑壩改變了河流生境。

1.3 直接危及了魚類的生存

魚類在經(jīng)過大壩時(shí)很容易被吸入水輪機(jī)而受到傷害，在大壩泄洪時(shí)也很容易受到高速水流和高水位落差的傷害。被吸入水輪機(jī)往往遭受包括眼睛鼓脹、鱗片脫落、割傷、撕傷等傷害，最終導(dǎo)致死亡。當(dāng)大壩泄洪、溢流時(shí)在流體靜力壓作用下，空氣以氣泡溶解在水中，水體中溶解氣體濃度超過飽和，將會(huì)引起魚類等水生動(dòng)物患?xì)馀莶《霈F(xiàn)死亡，幼魚、魚苗由于身體機(jī)能未發(fā)育完畢，往往無法抵御這樣的影響，會(huì)大量死亡。文獻(xiàn)[9-10]對(duì)紫坪鋪、三峽、二灘、漫灣、大朝山、龔嘴、銅街子大壩工程總?cè)芙鈿怏w的原型觀測(cè)結(jié)果表明，大壩泄洪期間壩下均出現(xiàn)了不同程度的氣體過飽和，進(jìn)而導(dǎo)致魚類死亡。

1.4 影響了水溫變化

水溫是影響魚類生長(zhǎng)發(fā)育最重要的生態(tài)因子之一，對(duì)魚類產(chǎn)生繁殖季節(jié)紊亂、縮短幼魚生長(zhǎng)期、生長(zhǎng)速度、攝食、免疫、呼吸、胚胎發(fā)育[11-12]等方面的影響。高壩修建后往往導(dǎo)致壩下水溫的變化，水庫(kù)下層水溫較低、含氧量較少，下泄的底水給下游河流水溫帶來全新改變。郭文獻(xiàn)、彭期冬等的研究表明，三峽工程蓄水后水溫的變化使得中華鱘和四大家魚自然繁殖時(shí)間平均后移10 d左右，產(chǎn)卵規(guī)模大幅度降低[13-14]。

1.5 改變了魚類棲息地

棲息地通常指某種生物或某個(gè)生態(tài)群體生存繁衍的地域或環(huán)境。棲息地概念中不但包含了生物的生存空間，同時(shí)包含了生存空間中的全部環(huán)境因子，如氣候、河流等。對(duì)魚類而言，其棲息地包括其完成全部生活過程所必需的水域范圍。魚類棲息地為魚類提供了產(chǎn)卵、越冬、索餌的生存空間，同時(shí)還提供了滿足魚類生存、生長(zhǎng)、繁殖的全部環(huán)境因子，如水溫、地形、流速、水深、pH值、餌料生物等。水電工程建設(shè)將造成水流狀態(tài)、水溫、水質(zhì)、底質(zhì)和地形等因素的變化，魚類往往難以在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)這種變化，棲息地的破壞對(duì)魚類將產(chǎn)生重大影響[15]。

1.6 影響了水流速度變化

大壩修建后水庫(kù)壩前水域深、河道寬，水流減緩甚至靜止，風(fēng)生流和密度流作用增強(qiáng)，呈現(xiàn)湖泊水動(dòng)力學(xué)特征，對(duì)于產(chǎn)漂流性魚卵的魚類來說，沒有足夠的漂流距離，不能隨著水流繼續(xù)漂流，其卵將逐漸沉入水底，在下沉過程中因受水壓大，受精卵容易破裂，導(dǎo)致大量死亡，增加魚類早期死亡率。如，圓口銅魚魚卵隨水漂流距離可達(dá)幾百公里，流速要求在0.2 m/s以上，否則魚卵或魚苗下沉而不能正常發(fā)育甚至死亡[16]。而對(duì)于四大家魚等波峰型產(chǎn)卵的魚類來說，水庫(kù)的攔洪調(diào)蓄作用將使壩下江段漲水過程明顯變緩，所需的繁殖生態(tài)條件被破壞，不利于其繁殖生存。

2 魚類資源的保護(hù)措施

水電開發(fā)不可避免地干擾了魚類的生存環(huán)境、影響了魚類的繁殖，無法回避對(duì)魚類如何進(jìn)行保護(hù)等問題。水電工程建設(shè)中，應(yīng)按照法律規(guī)定采取建設(shè)魚類洄游通道、人工增殖放流、建立棲息地保護(hù)區(qū)、模擬魚類生存環(huán)境等措施對(duì)魚類資源加以保護(hù)利用。

2.1 修建過魚設(shè)施

大壩的修建阻隔了洄游魚類的洄游通道，修建過魚設(shè)施能有效地緩解大壩的阻隔作用。過魚設(shè)施的研究和應(yīng)用已有幾百年的歷史，包括魚道、升魚機(jī)、魚閘、集運(yùn)魚系統(tǒng)等。實(shí)踐證明，這對(duì)救護(hù)魚類資源有一定效果，可以降低水電開發(fā)對(duì)生態(tài)的破壞。文獻(xiàn)[17]分析了國(guó)外典型過魚設(shè)施建設(shè)及運(yùn)行情況，結(jié)果表明魚道不但可以解決魚類保護(hù)問題，還可發(fā)揮科研、教育等作用。目前，近自然型、生態(tài)型魚道是十分流行的魚道布置形式，它是利用漂石與天然河道床沙質(zhì)構(gòu)建盡可能接近于天然河流的水流流體，與傳統(tǒng)魚道相比具有更高的自然和諧度和過魚的高效率。孫雙科等介紹了近自然魚道的設(shè)計(jì)理念、類型、原則等，對(duì)魚道技術(shù)提出了若干建議[18]；方真珠等給出了生態(tài)型魚道設(shè)計(jì)目的、意義、原則和流程，并介紹了魚道生態(tài)設(shè)計(jì)相關(guān)軟件特點(diǎn)[19]。

2.2 建設(shè)魚類增殖放流站

在水電開發(fā)中，建設(shè)魚類增殖放流站，開展人工繁殖魚類放流是減少水電工程對(duì)魚類資源造成的不利影響、有效保護(hù)魚類種群資源的有效措施。人工繁殖放流是按照計(jì)劃采用人工手段向放流水域魚類棲息地補(bǔ)充投放一定數(shù)量的該種群魚苗，以增加魚類種群各結(jié)構(gòu)數(shù)量、擴(kuò)大群體規(guī)模，緩解天然魚類資源不足問題。目前，水利水電工程建成并運(yùn)行的配套魚類增殖放流站有：烏江索風(fēng)營(yíng)、思林，金沙江向家壩、溪洛渡，大渡河瀑布溝黑馬，北盤江光照、董箐，雅礱江錦屏-官地等[20-21]，這些魚類增殖放流站有效解決了水電開發(fā)對(duì)魚類的影響，促進(jìn)了水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展。

2.3 分層取水減小下泄水溫的影響

大壩建成后，水庫(kù)會(huì)形成溫度分層狀態(tài)：上層水溫較均勻并接近氣溫，下層水溫變化小、維持在較穩(wěn)定的低溫狀態(tài)，中間層水溫變化梯度較大。水庫(kù)低溫水的下泄對(duì)下游魚類會(huì)帶來劇烈的影響，現(xiàn)行水電開發(fā)中使用分層取水是消除下泄水溫的有效方法，取水方案應(yīng)因地制宜，主要從下游的水溫要求、水工建筑物和閘門等金屬結(jié)構(gòu)3方面考慮[22]。目前，糯扎渡、錦屏一級(jí)、光照、溪洛渡等[23-26]水電站均采取疊梁門方式分層取水，這種方式具有運(yùn)行操作簡(jiǎn)單、工程量小、取水高程更為靈活、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，其效果優(yōu)于多層進(jìn)水口結(jié)構(gòu)，減緩水庫(kù)下泄水低水溫的影響。

2.4 下泄生態(tài)流量

生態(tài)流量是指維持河流或湖泊的健康生態(tài)系統(tǒng)，保證水生生物能正常生存和人類從中獲得物質(zhì)和服務(wù)所需的流量[27]。引水式電站的運(yùn)行使壩下水量急劇減少，形成減水河段，特別在枯水期將變成淺灘，阻斷魚類的正?；顒?dòng)，而對(duì)于喜歡急流的魚類將更難以適應(yīng)緩流。為維持減水河段的生態(tài)環(huán)境，水電開發(fā)必須考慮下泄一定的生態(tài)流量。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)生態(tài)流量提出了基于水文學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)等的研究方法，如Tennant法、R2-Cross法、IFIM法、濕周法、棲息地法、RVA法等。

為維持錦屏大河灣河道水文特征和生態(tài)環(huán)境、保障河流魚類的生存和繁殖，雅礱江流域水電開發(fā)公司下屬錦屏二級(jí)水電站[26]將至少下泄生態(tài)流量45 m3/s，下泄的流量可有效地避免電站運(yùn)行造成局部河段脫水，并可維持減水河段的急流生態(tài)環(huán)境。此外，在春季魚類產(chǎn)卵季節(jié)水電站將下泄足夠生態(tài)流量進(jìn)行人工造峰，為魚類產(chǎn)卵創(chuàng)造生態(tài)條件。

2.5 建立魚類種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)

水電開發(fā)工程破壞了魚類資源產(chǎn)卵、索餌、越冬、洄游通道等關(guān)鍵的棲息場(chǎng)所，建立魚類種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)是減少人類活動(dòng)、緩解魚類資源衰退和優(yōu)化水生生態(tài)的有效可行方式。水電開發(fā)中，為保護(hù)魚類種質(zhì)資源及其生存環(huán)境，應(yīng)在具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值和遺傳育種價(jià)值的魚類種質(zhì)資源生長(zhǎng)繁育區(qū)內(nèi)，依法劃定給予特殊保護(hù)和管理的水域、灘涂及其毗鄰的島礁、陸域。為保護(hù)因雅礱江水電開發(fā)而受影響的雅礱江鱸鯉、長(zhǎng)絲裂腹魚等魚類種質(zhì)資源，2008年7月四川省政府印發(fā)了《四川省人民政府關(guān)于建立恩洋河中華鱉等9處省級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的批復(fù)》，省級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的建立將對(duì)瀕危魚類保護(hù)和漁業(yè)資源恢復(fù)起到積極作用。

3 結(jié)語

水電開發(fā)工程對(duì)魚類資源的影響是多方面的，因河流形態(tài)、水電開發(fā)方式、魚類資源種類等有不同的表現(xiàn)?？傮w來說，水電開發(fā)改變了河流生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空分布規(guī)律，引起生物、非生物等變化。在自然狀態(tài)下，生態(tài)系統(tǒng)各要素相互聯(lián)系、制約，保持著自身的生態(tài)平衡，水電開發(fā)打破了這種生態(tài)平衡，其影響表現(xiàn)在阻斷魚類上下游交流、改變魚類產(chǎn)卵繁殖習(xí)性，限制了魚類生存空間，甚至對(duì)魚類生存構(gòu)成威脅。

魚類資源的保護(hù)應(yīng)因地制宜地制定符合河流特征、河流魚類種類、工程結(jié)構(gòu)等相應(yīng)的措施。在梯級(jí)水電開發(fā)中，更應(yīng)對(duì)整個(gè)流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃開發(fā)，加強(qiáng)對(duì)魚類生存環(huán)境的疊加積累影響的研究，保障流域開發(fā)的可持續(xù)性、協(xié)調(diào)性、完整性，建立生態(tài)環(huán)境友好型的水電開發(fā)體系。

參考文獻(xiàn)：

［1］朱江譯，賈志云校.淡水生物多樣性危機(jī)［J］.世界自然保護(hù)聯(lián)盟通訊（IUCU），1999，（4）：3-4.

［2］高玉玲，連煜，朱軼群.關(guān)于黃河魚類資源保護(hù)的思考［J］.人民黃河，2004，26（10）：12-14.

［3］賈敬德.長(zhǎng)江水資源開發(fā)的冷思考［J］.淡水魚業(yè)，2005，35（5）：62-64.

［4］楊宏.流域水電梯級(jí)開發(fā)累積環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2007.

［5］謝三湘，李燕，郭燕杰，等.蒙古國(guó)都日根水電站魚道建設(shè)的啟示［J］.中國(guó)水能及電氣化，2011，77（6）：48-52.

［6］四川省長(zhǎng)江水產(chǎn)資源調(diào)查組.長(zhǎng)江鱘魚類生物學(xué)及人工繁殖研究［M］.成都：四川科技出版社，1988.

［7］常劍波.長(zhǎng)江中華鱘產(chǎn)卵群體結(jié)構(gòu)和資源變動(dòng)［D］：武漢：中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，1999.

［8］王強(qiáng)，袁興中，劉紅，等.引水式小水電對(duì)西南山地河流魚類的影響［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2013，32（2）：133-138.

［9］曲璐，李然，李嘉，等.高壩工程總?cè)芙鈿怏w過飽和影響的原型觀測(cè)［J］.中國(guó)科學(xué)，2011，41（2）：177-183.

［10］程香菊，陳永燦，高千紅，等.三峽水庫(kù)壩身泄流超飽和復(fù)氧分析［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2005，24（6）：62-67.

［11］曹文宣，常劍波，喬曄，等.長(zhǎng)江魚類早期資源［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2007.

［12］郭永燦.水溫對(duì)鰱魚、草魚胚胎發(fā)育的影響［J］.淡水魚業(yè)，1982，（5）：35-40.

［13］彭期冬，廖文根，李翀，等.三峽工程蓄水以來對(duì)長(zhǎng)江中游四大家魚自然繁殖影響研究［J］.四川大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，44（增刊2）：228-232.

［14］郭文獻(xiàn)，王鴻翔，徐建新，等.三峽水庫(kù)對(duì)下游重要魚類產(chǎn)卵期生態(tài)水文情勢(shì)影響研究［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2011，30（3）：22-26.

［15］夏娟，王玉蓉，譚燕平.水電工程建設(shè)對(duì)齊口裂腹魚棲息地的影響分析［J］.四川水利，2010，（2）：59-62.

［16］蔣艷，馮順新，馬巍，等.金沙江下游梯級(jí)水電開發(fā)對(duì)魚類影響的分析［A］.水力學(xué)與水利信息進(jìn)展［C］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2009：63-69.

［17］白音包力皋，郭軍，吳一紅.國(guó)外典型過魚設(shè)施建設(shè)及其運(yùn)行情況［J］.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2011，9（2）：116-120.

［18］孫雙科，張國(guó)強(qiáng).環(huán)境友好的近自然型魚道［J］.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2012，10（1）：41-47.

［19］方真珠，潘文斌，趙揚(yáng).生態(tài)型魚道設(shè)計(jì)的原理和方法綜述［J］.能源與環(huán)境，2012，（4）：84-86.

［20］賴?guó)欀?索風(fēng)營(yíng)魚類增殖放流站魚類循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［J］.貴州水力發(fā)電，2011，25（1）：27-29.

［21］王紅梅，吳世勇，鄧龍軍.雅礱江錦屏·官地水電站魚類增殖技術(shù)研究［J］.四川水力發(fā)電，2011，30（增刊2）：219-222.

［22］張陸良，孫大東.高壩大水庫(kù)下泄水水溫影響及減緩措施初探［J］.水電站設(shè)計(jì)，2009，25（1）：76-78，81.

［23］高玉芹，趙洪明，董紹堯.糯扎渡水電站進(jìn)水口疊梁門分層取水研究［J］.水力發(fā)電，2012，38（9）：35-37，58.

［24］姜躍良，何濤，田華.溪洛渡水電站進(jìn)水口分層取水措施設(shè)計(jì)［J］.水電站設(shè)計(jì)，2012，28（4）：69-73.

［25］湯世飛.光照水電站疊梁門分層取水運(yùn)行情況分析［J］.貴州水力發(fā)電，2011，25（4）：18-21.

［26］陳云華.雅礱江錦屏大河灣水生生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究［J］.水力發(fā)電，2012，38（10）：5-7，56.

［27］范希勇.淺析光照水電站下閘蓄水對(duì)下游生態(tài)流量的影響［J］.貴州水力發(fā)電，2008，22（1）：18-20.

Impacts of Hydropower Development on Fish and Protection Measures

WANG Deng-ju1，LI Zheng-ke1，CHEN Ren-jun1，CAI Sheng-zhou2
（1.Yalong River Hydropower Development Company，Chengdu 610051，China；2.Panzhihua Power Supply Company，Sichuan Power Supply Company，Panzhihua 617000，China）

The hydropower development will change the hydrological of the river and impacts on river’s aquatic ecosystems inevitably.The impacts of hydropower development on the stock of fish are mainly for the barrier effect of fish migration，diversity of fish，fish habitat，discharged water temperature，gas supersaturation.In order to maintain the diversity of fish resources，there are several protective measures for it，the construction of facilities for fish，fish breeding station construction，the establishment of protected areas，germplasm resources or ecological flow，stratified intake of fish and so on.，Hydropower development comprehensive measures should be taken to solve the aquatic ecological problems，especially the cascade development of river basin should pay more attention to overall planning development on the ecological system of the whole basin structure，the integrity of the river ecosystem protection.

hydropower development；fish protection；protection measures

TV213.4;X52

A

1004-7328（2014）04-0053-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.019

2014-05-21

王登菊（1986-），女，碩士，助理工程師，主要從事水力發(fā)電廠綜合計(jì)劃工作。