王旭航，于海蘭，韋祥，謝文星

(1.中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司，杭州　310014；2.廣西方元電力股份有限公司橋鞏

水電站分公司，廣西來賓　546119；3.水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所，武漢　430079)

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橋鞏水電站建設(shè)對紅水河水生生態(tài)的影響分析

王旭航1，于海蘭1，韋祥2，謝文星3

(1.中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司，杭州310014；2.廣西方元電力股份有限公司橋鞏

水電站分公司，廣西來賓546119；3.水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所，武漢430079)

摘要：通過對橋鞏水電站建成后浮游植物、浮游動物、底棲動物、魚類資源的調(diào)查，分析了該工程建設(shè)對水生生態(tài)的影響，論述了采取的魚類增殖放流、生態(tài)流量泄放、船閘措施在水生生態(tài)保護方面的作用。結(jié)果表明上述措施是有效的，尤其是船閘對于花鰻鱺的上溯具有幫助作用，但由于水庫淹沒、江段水質(zhì)變化及人為捕撈等因素，江段流水性魚類及流域特有魚類的規(guī)模下降明顯，為此提出了開展船閘過魚效果專題觀測、加強科研攻關(guān)、開展生態(tài)調(diào)度等方面的改進建議。

關(guān)鍵詞：紅水河；橋鞏水電站；水生生態(tài)；自然保護區(qū)

1工程概況

紅水河是珠江流域西江水系的干流，是紅水河干流流域10個梯級的第9個梯級，上接樂灘水電站，下接大藤峽水電站。電站位于廣西來賓市遷江鎮(zhèn)。開發(fā)任務(wù)主要以發(fā)電為主，兼顧航運。橋鞏水電站為壩后式電站，正常蓄水位84.0 m，死水位82.0 m，水庫為日調(diào)節(jié)性能。電站規(guī)模為二等大(2)型水電工程，總裝機容量456 MW。電站樞紐采用重力壩形式，最大壩高為69.6 m，河段為Ⅳ級航道，左岸設(shè)500 t通航船閘[1]。

工程于2005年4月開工建設(shè)，2007年11月大江截流，2009年12月全部機組投運。電站運行過程中持續(xù)下泄不小于400 m3/s的生態(tài)流量。

2調(diào)查過程和方法

工程投運初期，熊姁[2]、呂相龍[3]等人對江段的水生生態(tài)影響進行了初步調(diào)查和分析，全面了解工程建設(shè)前后的江段的水生生態(tài)變化及所采取措施的有效性。2010年6—7月和2012年5月，水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所對河段的水生生態(tài)進行了深入調(diào)查。調(diào)查方法按照《水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》等進行。共設(shè)置了干流庫尾、庫區(qū)紅水河的合山電廠、電站壩上1 km、遷江大橋以及興賓二橋；支流清水河、傍江河等7個調(diào)查斷面。

圖1　調(diào)查采樣斷面圖Fig.1　Survey Section

3工程建設(shè)對水生生態(tài)的影響

水電工程建成對河流水生生態(tài)的影響是水電工程環(huán)境保護的關(guān)注重點，仇延林[4]、劉湘春[5]、陳云華[6]、周露怡[7]等對四川等美姑河、雅礱江等河流的電站建成后對水生生態(tài)的影響進行了研究，表明水電工程建設(shè)對水生生態(tài)存在不同程度的影響。

3.1　對浮游植物的影響

建庫后游植物種類為59種，較建庫前減少2種，減幅為3%。浮游植物群落分布明顯發(fā)生變化，其中硅藻門明顯形成優(yōu)勢種群，種類較建壩前增加了33.77%。浮游植物建庫后密度為372 800 ind./L，較建庫前增加13%；生物量為0.870 6 mg/L，較建庫前增加62%。

采用Shannon-Wiener指數(shù)公式計算，調(diào)查后生物多樣性指數(shù)為2.53，多樣性調(diào)查指數(shù)表明，調(diào)查區(qū)生物多樣性種類較豐富且各種類數(shù)量較均勻。

3.2　對浮游動物的影響

調(diào)查區(qū)建庫后浮游動物為125種，較建庫后浮游動物增加56種，增幅為81%。

根據(jù)建庫后的調(diào)查，現(xiàn)存浮游動物密度平均為657.97 ind./L，生物量平均為0.77 mg/L。浮游動物的密度和生物量分別增加5.4倍和3.7倍。

3.3　對底棲動物的影響

調(diào)查區(qū)建庫后底棲動物為20種，較建庫前增加5種，增幅為33%。橋鞏庫區(qū)水域底棲動物種類結(jié)構(gòu)變化明顯，底棲種類原流水型種類紅河疣螺、紅河方格螺等分布下降，靜水型寡毛類、搖蚊科生物等種類檢出率大幅增加；壩下水域底棲動物種類結(jié)構(gòu)、密度、生物量變化不大，但種類有所下降；庫區(qū)底棲動物密度、生物量較建庫前小幅下降。

3.4　對魚類的影響

橋鞏水電站建庫后，共調(diào)查到78種魚類，與歷史魚類數(shù)量相比少了20種。主要是激流以及流水性魚類，如福建紋胸、長尾、巴馬似原吸鰍、伍氏華吸鰍、海南擬、帶半刺光唇魚、多耙光唇魚、大眼卷口魚、烏原鯉、鳤、單紋似鳡、稀有白甲魚等。這表明激流魚類的生存環(huán)境受到一定影響。本次調(diào)查仍發(fā)現(xiàn)有洄游魚類(日本鰻鱺、花鰻鱺)的分布。

調(diào)查表明庫區(qū)支流及匯入口存在逐漸形成新產(chǎn)卵場的跡象，這表明在干流產(chǎn)卵場淹沒后，魚類對環(huán)境具有一定的適應(yīng)能力，只要支流具備適宜的水文條件，仍可能形成新的產(chǎn)卵區(qū)域。

3.5　對紅水河來賓段珍稀魚類自然保護區(qū)的影響

根據(jù)自然保護區(qū)總體規(guī)劃，紅水河來賓段珍稀魚類自然保護區(qū)位于橋鞏水電站壩址下游約12.6 km，保護區(qū)段的河流水文條件受橋鞏水電站發(fā)電過程影響。

(1)對保護區(qū)功能的影響

保護區(qū)邊界位于橋鞏水電站壩下12.6 km，其核心區(qū)位于橋鞏壩下約14.8 km，工程不直接涉及該保護區(qū)。根據(jù)保護區(qū)的功能區(qū)劃，該核心區(qū)4—9月份按核心區(qū)管理，其他時段按實驗區(qū)管理。4—9月為江段的豐水期，上游來水量大，橋鞏電站庫區(qū)調(diào)節(jié)能力弱，出入庫流量差異較小，加上壩下支流匯入，對保障該時期核心區(qū)的水量，刺激魚類產(chǎn)卵和孵化具有良好的效果。

(2)對保護區(qū)主要產(chǎn)卵場及保護對象的影響

電站建設(shè)前，保護區(qū)共有橋鞏、定子灘、大步等3處主要的魚類產(chǎn)卵場，建庫后，保護區(qū)內(nèi)這3處主要的產(chǎn)卵場均得以保留。由于上游龍頭水庫龍灘水電站的調(diào)節(jié)作用[8]、紅水河航運功能的加強，產(chǎn)卵場現(xiàn)有規(guī)模較龍灘電站投產(chǎn)前已有所減少。

保護區(qū)主要保護對象為中華鱘、花鰻鱺的產(chǎn)卵均不在保護區(qū)所在江段，中華鱘在整個珠江流域已多年未監(jiān)測到其個體，花鰻鱺個體在保護區(qū)內(nèi)均有發(fā)現(xiàn)，其受工程建設(shè)影響較小。單紋似鳡、大眼卷口魚、暗色唇鯪、烏原鯉、長臀、等幾種瀕危種，僅長臀被調(diào)查到，其他種類均未調(diào)查到。上述種類在工程建設(shè)前在保護區(qū)已很少見，工程建設(shè)前后其種群規(guī)模并未發(fā)生明顯變化，這表明工程建設(shè)與其個體數(shù)量減少之間不存在直接關(guān)系，而與流域的整體生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)及人為捕撈等因素均存在一定的聯(lián)系。

4工程采取措施的有效性

為減緩工程建設(shè)對庫區(qū)及壩下河段水生生態(tài)的影響，工程采取了增殖放流、泄放生態(tài)流量重要的環(huán)保措施。

4.1　增殖放流措施的有效性

為滿足江段珍稀保護魚類的保護需要，電站配套設(shè)計了魚類增殖放流站，長期開展野生親本的捕撈、馴養(yǎng)、人工繁殖和魚苗培育，并適時進行放流[9]。

驗收調(diào)查表明，施工期及試運行期增殖放流的赤眼鱒、斑鳠、鯪、黃顙魚、草魚、鰱魚、鳙魚、倒刺鲃、青魚等放流魚類在庫區(qū)或壩下江段有捕獲或訪問到。這表明橋鞏水電站開展增殖放流，對庫區(qū)及壩下江段保護魚類及經(jīng)濟魚類的種群規(guī)模維持是具有積極作用的。但由于增殖站投運時間不長，能自行繁殖的魚類數(shù)量還少，部分擬放流的當(dāng)?shù)卣湎”Ｗo魚類由于親魚采集困難、繁育技術(shù)不成熟等原因尚未放流，這些魚類在調(diào)查過程中僅有少量天然個體被調(diào)查到，多數(shù)種類未被調(diào)查到，這表明保護魚類在江段的數(shù)量已較為稀少，迫切需要通過進一步加強親魚收集和科研攻關(guān)工作，使其不致在江段有消失的風(fēng)險。

4.2　生態(tài)流量泄放措施的有效性

橋鞏水電站建成后，為滿足下游航運、生態(tài)的需求，進行了水庫優(yōu)化調(diào)度方面的研究[10]，制定了水庫調(diào)度方案。按照運行調(diào)度方案，電站在枯水期按不低于400 m3/s的流量進行下泄，下泄方式主要通過機組開啟發(fā)電。

工程壩下江段的魚類資源和建庫前相比雖有所減少，但由于電站持續(xù)下泄生態(tài)流量的作用，壩下河段的水文情勢總體仍然適合江段魚類的生活，壩下產(chǎn)卵場仍得以繼續(xù)存在，并持續(xù)發(fā)揮作用。從庫區(qū)和壩下流水性魚類的種群來看，壩下區(qū)域規(guī)模較庫區(qū)數(shù)量更多，這與壩下區(qū)域河道仍維持流水生境不無關(guān)聯(lián)。由于壩下江段為“四大家魚”的天然繁殖場所，上游龍灘電站的年調(diào)節(jié)作用，包括本工程江段在內(nèi)的其他下游江段的天然漲水過程受到坦化，下游“四大家魚”的產(chǎn)卵規(guī)模有所減少，僅通過生態(tài)流量均勻下泄仍有所不足。

4.3　船閘所具有的過魚功能特性

橋鞏水電站建設(shè)期間，為滿足江段航運需求配套建設(shè)了250 t通航能力的船閘，該設(shè)施屬于社會影響減緩措施，不屬于水生生態(tài)保護專項措施。其運行方式為在需要過船時段，電站適當(dāng)加大下泄流量，滿足壩下河段水深，開啟船閘使船只進入，并提高船閘內(nèi)水位，待與上游持平時開啟上游閘門放船，下行反之。

驗收階段調(diào)查表明，橋鞏水電站庫區(qū)發(fā)現(xiàn)有海河洄游性保護魚類花鰻鱺的幼苗，壩下發(fā)電尾水區(qū)域及下游船閘區(qū)域，偶爾會有死亡的花鰻鱺幼苗被發(fā)現(xiàn)，這說明橋鞏水電站上下游均存在花鰻鱺種群?；狑~為降河性洄游魚類，繁殖時降河進入深海產(chǎn)卵，魚苗進入淡水，上溯江河，隨水流進入水庫等天然水體[11]。根據(jù)大壩結(jié)構(gòu)，僅有船閘區(qū)域在下游上行時可供花鰻鱺進入，并與船舶一同進入庫區(qū)，這表明船閘在運行過程中具有成為洄游魚類上溯通道的作用，對減緩對洄游性魚類的影響具有積極意義。但由于該類非環(huán)保專用設(shè)施的效果如何，需要獲取更加準確和科學(xué)的研究數(shù)據(jù)，以便進行客觀評價。

5結(jié)論和建議

本次研究通過對電站運行一段時間后庫區(qū)、壩下的水生生態(tài)的系統(tǒng)調(diào)查分析，主要得出如下結(jié)論：

(1)橋鞏水電站建成后，餌料生物種類和現(xiàn)存量均發(fā)生顯著變化，適應(yīng)靜流和緩流的種類逐漸成為庫區(qū)的優(yōu)勢種。

(2)庫區(qū)原有產(chǎn)卵場在蓄水后被淹沒，在支流匯入口區(qū)域逐漸形成了新的產(chǎn)卵場。壩下及保護區(qū)內(nèi)的產(chǎn)卵場受影響不大，仍具備其相應(yīng)的生態(tài)功能。

(3)建庫后魚類種類較建庫前有所減少。造成種類減少的原因有多方面，與工程建設(shè)淹沒有關(guān)，但更重要的是與江段的整體生境退化、水質(zhì)變化及人為捕撈等因素均存在一定的聯(lián)系。

(4)庫區(qū)魚類數(shù)量少于壩下河段，尤其是流水性魚類，表明工程水庫淹沒對流水性魚類確實造成了一定的不利影響，減少了其適宜生境范圍。

(5)在電站采取持續(xù)下泄生態(tài)流量的措施后，從生境條件分析，壩下江段仍然適合原江段魚類的生存。

(6)工程設(shè)置的船閘為海河洄游性魚類花鰻鱺、日本鰻鱺提供了過魚通道，使之能完成過壩上溯。

(7)工程采取的增殖放流措施，補充了江段珍稀保護和經(jīng)濟魚類的種群規(guī)模，對減緩工程建設(shè)對江段水生生態(tài)的影響發(fā)揮了積極作用。

需要指出的是，電站壩下12.6 km為紅水河來賓段珍稀魚類自然保護區(qū)，其屬于重要的生態(tài)敏感區(qū)，從調(diào)查結(jié)果看，保護措施仍有待進一步改進和加強，本文結(jié)合工程特點和調(diào)查結(jié)果，建議開展船閘過魚效果專題觀測研究，為定量說明船閘的過魚效果提供可靠數(shù)據(jù)；加強科研攻關(guān)，盡早投放其他珍稀保護魚類，持續(xù)開展環(huán)境監(jiān)測調(diào)查，對增殖放流效果進行持續(xù)評估，持續(xù)完善放流方案；持續(xù)下泄生態(tài)流量，配合梯級生態(tài)調(diào)度營造汛期洪峰，滿足下游產(chǎn)漂流性卵魚類的魚卵孵化；加強監(jiān)督管理，避免過度捕撈。

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Analysis of the Impact of the Construction of Qiaogong Hydropower Station

on the Aquatic Ecology of the Hongshui River

WANG Xu-hang1, YU Hai-lan1, WEI Xiang2, XIE Wen-xing3

(1.PowerChina Huadong engineering Co., Ltd., Hangzhou 310014, China; 2.Qiaogong Hydropower Station

of Guangxi Fangyuan Electric Power Co., Ltd., Laibin 546119, China; 3.Institute of Hydroecology,

Ministry of Water Resources & Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430079, China)

Abstract:Through the phytoplankton, zooplankton, zoobenthos and fish resources survey after the completion of the Qiaogong hydropower on Hongshui River, this paper analyzes the influence on aquatic ecology, discusses the effects of fish restocking, minimum ecological flux discharge and ship lock in the role of the aquatic ecological protection. Results show that the above measures are effective, especially the lock is helpful toAnguillamarmoratamigration. But due to the reservoir flood， water quality change and human fishing, the population size of running-water fish and endemic fish in the Zhujiang River basin is decreased significantly. Special observation on the effect of ship lock, strengthening scientific research and ecological flux dispatching are put forward.

Key words:Hongshui river; Qiaogong hydropower station; aquatic ecology; nature reserve

作者簡介：王旭航(1982—)，男，浙江東陽人，碩士，主要從事水電工程生態(tài)環(huán)境保護技術(shù)咨詢與研究，E-mail：wxh3414@qq.com

收稿日期：2015-04-23

中圖分類號：X826

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6444(2016)01-0072-04

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.020