張陸良，蔣紅，孫大東，謝光武，文典

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司， 成都 610072)

雙江口水電站魚類棲息地保護方案設計

張陸良，蔣紅，孫大東，謝光武，文典

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司， 成都 610072)

就地保護魚類生境是保護魚類多樣性最為有利和有效的方法。雙江口水電站位于大渡河上游，是國家規(guī)劃建設的重點項目，該工程建設將淹沒裂腹魚和鮡科等魚類棲息地。從工程實際和魚類棲息地保護要求出發(fā)，采用層次分析法對魚類棲息地進行比選，選擇“梭磨河+茶堡河河口”方案作為魚類棲息地保護推薦方案，并設計恢復河流連通、建造人工產卵場和生境再造等措施以恢復魚類棲息地生境，為魚類棲息地選擇和設計提供參考。

雙江口水電站；魚類棲息地；層次分析法；設計

水利水電工程的建設將改變河流的水文情勢，淹沒魚類賴以生存的棲息地，直接影響魚類等水生生物資源。面對梯級水電開發(fā)的環(huán)境影響，現(xiàn)有過魚設施和人工增殖放流等保護措施，不能從根本上解決水生生物因生境淹沒、破碎而受到的影響。因此，在干流開發(fā)的同時，支流替代生境保護被提上議程。有關專家建議在被開發(fā)干流的支流劃定保護區(qū)，為魚類繁殖保留余地[1]；同時，國家也明確提出要積極開展“干流和支流開發(fā)與保護”生態(tài)補償試點工作[2]。然而，我國支流替代生境保護工作剛剛起步，如何選擇支流作為替代生境，并采取行之有效的保護措施，是魚類棲息地保護的關鍵技術，對于緩解和補償水電開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的不利影響具有重要意義。本文主要以大渡河雙江口水電站為例，說明魚類棲息地保護方案的選擇和設計。

1 雙江口水電站對魚類棲息地影響

雙江口水電站是大渡河干流水電規(guī)劃調整開發(fā)方案的第5個梯級電站，也是上游控制性水庫電站。工程位于大渡河主源足木足河與次源綽斯甲河匯口以下2 km處，采用壩式開發(fā)，最大壩高314 m，裝機容量2 000 MW；壩址以上控制流域面積39 330 km2，多年平均流量502 m3/s；正常蓄水位2 500 m，相應干流水庫回水長57.06 km，水庫面積36.9 km2，具有年調節(jié)能力。

1.1 棲息地現(xiàn)狀

雙江口工程河段主要由足木足河、綽斯甲河、梭磨河和茶堡河等主要干支流組成，位于四川省阿壩州境內的阿壩縣和馬爾康縣。天然河段總長114.83 km，平均水深2.7 m，寬89 m，最大寬度639 m，流速2.99 m/s，具有典型山區(qū)河流魚類棲息地的物理特征，是重要的魚類棲息地。天然河段內共有12種魚類，其中有國家Ⅱ級重點保護野生魚類川陜哲羅鮭，四川省省級重點保護魚類重口裂腹魚和青石爬鮡，工程河段魚類優(yōu)勢種類為重口裂腹魚和大渡裸裂尻魚。庫區(qū)腳木足鄉(xiāng)附近、支庫太陽河和茶堡河等地分布有7處規(guī)模較小的裂腹魚、鮡類和大渡河裸裂尻魚產卵場。在足木足河干流茶堡河匯口下游和支流匯口上游2 km處各有1處川陜哲羅鮭產卵場，但已被挖沙破壞，多年未發(fā)現(xiàn)魚類在此產卵。

1.2 影響預測

雙江口水電站建成后，工程河段水文情勢發(fā)生變化，如表1所示；河床底質也將發(fā)生變化，水庫水位升高，部分原有灘涂將被淹沒，淤泥逐漸取代原有的礫河床和巖石河床；另外，營養(yǎng)物質滯流，透明度升高，初步呈現(xiàn)河庫生態(tài)特征，但庫尾以上河段仍然保持天然河段。水生生境變化會引起生物群落結構的改變，藍藻門等水生藻類、砂殼蟲等浮游動物將增加為優(yōu)勢種，將為魚類提供優(yōu)質天然餌料。

表1 雙江口庫區(qū)形成前后水文特征變化比較表

魚類棲息地改變后，庫中和壩前的魚類產卵場等生境將被淹沒，重口裂腹魚和青石爬鮡等急流性魚類將向庫尾以上河段轉移，種群數(shù)量減少；大渡裸裂尻魚和軟刺裸裂尻魚逐漸適應緩流水生活，種群數(shù)量可能上升。

2 魚類棲息地保護方案的選擇

就地保護物種生境是保護生物多樣性最為有力和有效的方法。雙江口水電站工程以替代可行性和保護方案的可行性為目標，對工程河段及上游區(qū)域范圍內約10余條一級支流進行了初步篩選，將茶堡河和梭磨河作為重點比選對象，建立了如圖1所示層次結構模型；采用專家評分法進行計算，結果如表2和表3所示。

對于指標層而言，主要保護對象珍稀特有魚類組成的權重最高(0.261 2)；對方案而言，方案3權重(0.429 2)最大。因此，方案3“梭磨河+茶堡河河口”方案最優(yōu)。上述計算結果與實際情況基本一致。

圖1 雙江口水電站魚類棲息地方案選擇結構示意圖Fig.1 Fish habitats plan selection structure in Shuangjiangkou hydropower station

表2 雙江口水電站魚類棲息地方案選擇指標層層次排序

Table 2 Hierarchy arrangement of fish habitats plan selection index in Shuangjiangkou hydropower station

項目珍稀特有魚類組成所有魚類組成流量是否滿足魚類生活史長度水深餌料生物生境連通性生境水環(huán)境質量聯(lián)通水域面積經(jīng)濟成本人為干擾情況河流長度河床、河岸的穩(wěn)定性權值0 26120 12570 11630 09930 07730 07020 0550 0440 03760 03330 02780 02240 01770 0123排序1234567891011121314

表3 雙江口水電站魚類棲息地方案總排序表

3 魚類棲息地生境保護方案的設計

3.1 保護目標

通過對棲息地的嚴格保護，在禁止水電開發(fā)等人為干擾基礎上，實施科學管理和生境再造等措施，切實保護棲息地內的魚類資源和自然環(huán)境，充分發(fā)揮良好的生態(tài)環(huán)境效益。

3.2 保護范圍

根據(jù)層次分析法的選擇結果，雙江口水電站魚類棲息地保護的范圍包括梭磨河和茶堡河河口，其中梭磨河保護范圍為壤口以下150 km的河段，茶堡河保護范圍為龍頭灘水電站壩址以下至河口的水域，長約4 km。

3.3 總體設計

魚類棲息地保護設計中，不僅在流域尺度上注重棲息地總體布局，還注意了局部河段的微生境保護。在明確將川陜哲羅鮭、齊口裂腹魚和重口裂腹魚等作為魚類棲息地重點保護對象的基礎上，分析了目前存在的問題，制定了相應保護措施體系，如圖2所示。

圖2 雙江口水電站魚類棲息地保護措施體系圖Fig.2 Measures system of fish habitats protection in Shuangjiangkou hydropower station

3.4 分項設計

3.4.1 恢復河流連通

魚類作為自由移動的物種，其棲息地的連通性非常重要。雙江口水庫形成后，需拆除阻隔了魚類上溯通道的梭磨河松崗和熱足兩座電站。根據(jù)現(xiàn)場勘查，拆除部分為兩電站的閘墩、胸墻、交通橋和壩頂排架等構筑物。同時，為避免梭磨河水進入電站引水渠，也需進行封堵。電站拆除后可將整個梭磨河流域與雙江口水庫形成一個集流水水體和緩流水體為一體、水生環(huán)境多樣化的連通水域，為川陜哲羅鮭等珍稀保護魚類完成生活史提供條件。

3.4.2 禁止水電開發(fā)

對于保護范圍內的河段，嚴格限制涉水工程建設，采取全年禁捕措施，禁止一切漁業(yè)捕撈生產行為，實施嚴格的保護措施。同時，建議嚴禁采砂等破壞河流生境的行為。

3.4.3 生境再造

國內外河流的生境修復以水體污染生境修復和景觀修復為主，對魚類生境修復僅有鱘魚人工產卵場和長江中華鱘產卵場河床坡度修復試驗。本工程以上述研究為基礎，根據(jù)工程河段的實際情況，進行了庫區(qū)清理、河道整治、河道修復和生態(tài)護坡等生境再造方案設計。

(1)庫區(qū)清理

目前，松崗和熱足電站庫區(qū)淤積明顯將改變河流水量和流速等水文情勢。因此，庫區(qū)清理的主要目的是將兩座電站所在的工程河段恢復為天然河道。庫區(qū)清理將在枯水期采取工程機械采挖的方法，選擇在魚類的非產卵季節(jié)進行，即11月至第二年2月。清理后部分河段可能出現(xiàn)庫岸坍塌，需要采用格賓石籠進行生態(tài)擋護。

(2)河道整治

因沿線交通、電站庫區(qū)形成和采砂作業(yè)等因素改變了天然河道，上述河段長約5 km。電站拆除后，庫區(qū)及減水河段將恢復天然狀況，但部分河段較天然河道束窄，影響河道行洪及魚類通行，需進行清理及生態(tài)護岸處理，以恢復為天然河道；另有部分河道坡度較大，為幫助魚類上行，需通過回填以減緩河道坡度。完成整治后需在相應區(qū)域設置告示牌，嚴禁破壞河道，以保護生態(tài)環(huán)境。

(3)河道修復

河道修復主要是對硬質化河道以及挖沙、滑坡等河道坡岸受損河段進行修復，本工程分別采取河道形態(tài)多樣化修復、生態(tài)型護岸、內部棲息地改善等保護措施。

河道形態(tài)多樣化修復。在詳細調查松崗和熱足電站上下游自然河道形態(tài)的基礎上，對兩座電站拆壩河段的河道形態(tài)進行仿自然再塑。河道修復中將庫區(qū)清理后的河道設置成不對稱斷面，調整河流局部侵蝕和淤積情況，使河流淤積形成自然沙洲，塑造多樣化的斷面流速和水深，為水生動植物提供類型多樣的棲息環(huán)境。

生態(tài)型護岸。充分體現(xiàn)“近自然生態(tài)修復”的理念，用塊石、卵石、木樁和活體樹樁等自然材料構建多孔隙“柔性生態(tài)護岸”以代替無孔隙的鋼筋和混凝土硬質護岸，在增加河岸孔隙度、為生物提供多孔隙棲息地的同時，也與周圍自然環(huán)境融為一體，體現(xiàn)河流自然景觀。

內部棲息地改善。通過在河道內部設置各種生態(tài)措施來增加水流多樣性，使水流對河床產生不同程度的沖刷，改善河道內部微地形，加強河道棲息地功能，進而增加棲息地和生物多樣性水平。典型的河道內棲息地加強結構包括小型丁壩、堰、樹墩、礫石群和遮蔽物等。

3.4.4 人工產卵場再造

為彌補水電開發(fā)對生態(tài)環(huán)境及水生生物物種資源的不良影響，選擇在適宜河段，仿照自然環(huán)境中魚類產卵特點，人工建造流水性魚類產卵場，為喜流水性魚類營造合適的繁殖場所，延續(xù)工程河段部分魚類種群生存。

經(jīng)現(xiàn)場考察，在曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)產卵場的河段中選擇了熱足庫區(qū)、增殖站下游、松崗庫區(qū)和茶堡河河口4處作為人工再造產卵場場址，面積約0.01 km2。產卵場類型分為砂石底質和卵石底質兩種類型，分別為川陜哲羅鮭和裂腹魚產卵場。設計中考慮了產卵場基質、流速、水深和外部環(huán)境等多種因素，預計在加強維護和管理的情況下，能吸引魚類來此產卵。

3.4.5 魚類棲息地特征及修復技術研究

通過對大渡河、梭磨河和茶堡河等河流的生境特征及生物多樣性研究，調查川陜哲羅鮭、重口裂腹魚和青石爬鮡等珍稀保護魚類資源、主要棲息地及其生態(tài)環(huán)境特征(包括產卵場、索餌場和越冬場等)，利用歷史資料和現(xiàn)狀監(jiān)測成果，研究上述河段生境和魚類資源變化趨勢和規(guī)律，深化受損河流恢復重建的技術要求和方案研究，找出魚類棲息地及其修復技術存在的主要問題，擬定水生生物資源恢復及生境恢復的主要對策，以恢復河流生態(tài)系統(tǒng)基本生境條件，最終指導梭磨河和茶堡河等河流的生境恢復方案設計。

3.4.6 其他棲息地保護措施

為保證魚類棲息地的保護措施順利開展，進行了棲息地內主要魚類的生物學、生態(tài)學和產卵場修復等科學研究，同時，還提出水生生態(tài)監(jiān)測、漁政管理和宣傳教育等保護措施，最大限度保護魚類棲息地。

4 結語

水利水電工程開發(fā)將不可避免地淹沒魚類棲息地，就地保護是目前最有效的保護方法。本文從工程實際和魚類棲息地保護的要求出發(fā)，對茶堡河和梭磨河的水文情勢、水域生境、魚類物種、地形地貌等替代可行性和河流連通性、生境安全、經(jīng)濟成本等保護措施的可行性進行比較分析，采用層次分析法進行比選，選擇“梭磨河+茶堡河河口”方案作為推薦方案。在工程設計中，聯(lián)合地方政府共同禁止保護河段的水電開發(fā)，設計拆除松崗和熱足兩座水電站措施以恢復河流連通性，采用庫區(qū)清理、河道整治、河道修復等措施修復天然河流生境，重建4處共約0.01 km2的產卵場。上述措施實施后，梭磨河流域基本可恢復為天然狀態(tài)，與雙江口水庫將會形成一個集流水水體和靜水水體、天然河流生境和人工湖泊生境為一體的多樣性豐富的魚類生存空間，為川陜哲羅鮭等珍稀保護及特有魚類的繁衍提供有效保障。

[1] 曹文宣. 有關長江流域魚類資源保護的幾個問題[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2008, 17(2): 163- 164.

[2] 環(huán)境保護部. 關于進一步加強水電建設環(huán)境保護工作的通知[EB/OL]. (2012- 01- 06) [2015- 01- 08]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgt/201201/t20120117_222665.htm.

Fish Habitats Protection Plan in Shuangjiangkou Hydropower Station

ZHANG Lu-liang, JIANG Hong, SUN Da-dong, XIE Guang-wu, WEN Dian

(Powerchina Chengdu Engineering Corporation Limited, Chengdu, 610072, China)

In-situ conservation of fish habitats is the most beneficial and effective way to protect fish diversity. Shuangjiangkou hydropower station, a key state construction project, is located at the upper reaches of Dadu River. The construction poses the danger of submerging Schizothoracinae and Sisoridae habitats. In accordance with the fish habitats protection requirements, and catering to the project itself, this paper compares the fish habitats by analytic hierarchy process, and selected “Suomo River and Estuary of Chabao River” as the protection plan. It also takes such measures as restoring river connectivity, constructing man-made spawning ground and habitats reconstruction in order to recover fish habitats. It seeks to provide a reference for the selection and design of fish habitats.

Shuangjiangkou hydropower station; fish habitats; analytic hierarchy process; design

2015-01-08

“十二五”國家科技支撐計劃：重點水利水電工程生態(tài)保護技術及標準規(guī)范研究(2012BAC06B01)

張陸良(1975—)，男，江蘇泰興人，高級工程師，碩士，主要研究方向為水利水電環(huán)境保護，E-mail：421939383@qq.com

10.14068/j.ceia.2015.03.006

X171.4

A

2095-6444(2015)03-0022-04