任影,周明迪,馬朝霞
(河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司)
水庫在水利工程建設(shè)中占據(jù)重要位置,具有流域防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水等多種功能,帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。但水庫攔斷河流勢必會對水生生物,尤其是對魚類產(chǎn)生影響?;春郁~類資源豐富,種類眾多,是中國淡水魚類主要分布河流之一,研究出山店水庫建設(shè)后水文情勢的變化對淮河魚類資源的影響,為淮河干流上游魚類保護指明方向,同時為淮河干流中下游、支流等河道上的水利工程建設(shè)提供重要的指導(dǎo)意義和借鑒價值,是淮河生態(tài)水利發(fā)展的需要。
淮河流域規(guī)劃將出山店水庫列為淮河干流上游的唯一一座防洪控制工程,水庫位于河南省信陽市境內(nèi),壩址在京廣鐵路以西14 km 的出山店村附近,水庫屬于以防洪為主,兼顧供水、灌溉,發(fā)電的大(1)型水庫。
根據(jù)實地捕撈,結(jié)合查閱文獻資料,淮河魚類共有8目15科52屬73種,主要有鯉、鯽、鳊、魴、翹嘴鲌、黃尾鲴、長春鳊、細(xì)鱗斜頜鲴等魚類?;春痈闪黥~類分布見表1。
另外,浉河入淮河口、小潢河入竹竿河交匯處、竹竿河入淮河口三處干支流交匯河段是產(chǎn)粘性卵魚類產(chǎn)卵場;干流上游沒有固定的、集中的越冬場。
表1 淮河干流魚類分布情況表
魚類對水深、流速、水溫、過水?dāng)嗝婷娣e等都有一定的生境需求。根據(jù)《水利水電工程魚道設(shè)計導(dǎo)則》SL609-2013和有關(guān)魚類生境研究的文獻資料,一般魚類適宜的水力參數(shù)見表2。
表2 魚類適宜的水力參數(shù)低限值表
索餌場多位于緩流或靜水環(huán)境中,越冬場處于寬大而深的水體中,多為河沱、河槽處。魚類產(chǎn)卵場河面寬闊,向陽,光照充分,水溫26~30 ℃,水位有一定的浮動。
出山店水庫魚類多為廣溫性魚類,魚類適宜生長溫度為20~32 ℃,最低產(chǎn)卵溫度16 ℃,適宜繁殖溫度為22~28 ℃,出山店水庫建成后庫區(qū)溫度見表3。
表3 出山店水庫溫差計算表 單位:℃
3.1.1 庫區(qū)魚類影響
出山店水庫形成后,整個庫區(qū)水溫較建庫前升高,對魚類生長、分布,繁殖都會帶來影響:①對于鰱魚、鳙魚、青魚、草魚等庫區(qū)這些廣溫性魚類而言,庫區(qū)水溫升高有利于魚類的生長發(fā)育,5-8 月成為庫區(qū)魚類生長最快季節(jié);②庫區(qū)水溫升高影響水生浮游植物、浮游動物、底棲動物等水生生物的生長,引起魚類餌料種類發(fā)生變化,進而引起魚類結(jié)構(gòu)變化;③局部水域魚類分布變化,可能導(dǎo)致外來物種入侵,增加淮河土著魚類生存壓力;④4-8月為信陽魚類產(chǎn)卵期,由表3可知,4月庫表水溫14.66 ℃,庫底水溫13.02 ℃,不能滿足魚類繁殖溫度,5月庫區(qū)溫度基本能滿足魚類繁殖要求,6-8月水庫水溫是庫區(qū)魚類繁殖最快的季節(jié)。
3.1.2 壩下游魚類影響
出山店水庫4-6 月下泄水溫低于天然河道水溫,低溫水下泄會給壩下魚類帶來生長發(fā)育緩慢、生長期縮短、性腺發(fā)育受阻、繁殖期推遲、當(dāng)年幼魚體長和體重減小等不利影響;低溫水引起水體溶氧量降低,河道內(nèi)低溶氧需求魚類和餌料生物增多,高溶氧需求魚類和餌料生物減少,魚類區(qū)系組成進而發(fā)生變化。壩下河道魚類主要影響區(qū)域為壩址至長臺關(guān)斷面,長臺關(guān)斷面以下河道區(qū)域魚類基本不受水溫下泄溫度影響。
另外,壩下江段冬季水溫升高,越冬場所擴大,對魚類越冬、生長繁殖均有利。
3.2.1 庫區(qū)水位變化影響
表4 建壩前后壩前、游河口5 a一遇、20 a一遇水位情況表
由表4可知,建壩后,壩前~游河口5 a一遇、20 a一遇水位抬高約10 m,水位抬高將淹沒干流壩址以上至大陂嶺約30 km長的流水河段,同時還會淹沒游河下游的部分流水河段,被淹沒河床為卵石質(zhì),適合產(chǎn)粘沉卵的魚類生長繁殖,河床淹沒后,會對這些魚類的生長繁殖產(chǎn)生影響;另外,水庫運行時庫水位不穩(wěn)定,水生植物缺水枯竭而死,陸生植物遇高水位淹沒消亡,造成產(chǎn)卵魚類缺少粘性卵附著基質(zhì),庫水位的消落常將黏性卵暴露在庫岸上,致其無法存活,不利于產(chǎn)黏性卵的魚類繁殖后代。
游河口以上順河店斷面及淮河上游大坡嶺斷面,在發(fā)生5 a、20 a一遇洪水,壩前入庫流量最大的情況下,水位影響較微弱,大坡嶺以上斷面對淮河干流魚類的影響較小。
3.2.2 壩下游水位變化影響
圖1 建壩后4-9月壩下長臺關(guān)~息縣水位變化情況圖
由圖1分析,建庫后,在4-8月的繁殖季節(jié)里,壩下游河道水位趨于平穩(wěn),周年變化幅度降低,水位無大幅度漲落,河流沿岸帶生境層次變化,波峰型產(chǎn)卵魚類繁殖所需的生態(tài)條件得不到滿足;而兩岸淹沒區(qū)的減少,也相對減少了提供魚卵黏附的基質(zhì),這對產(chǎn)黏性卵鯉、鯽、花骨、粗唇鮠、黃尾鲴等魚類的正常發(fā)育不利。
3.3.1 庫區(qū)魚類影響
出山店水庫蓄水后,相比天然河道狀態(tài)下,庫區(qū)及壩址以上回水區(qū)域內(nèi)流速均減緩。庫區(qū)流速由急流向緩流的巨大轉(zhuǎn)變,對庫區(qū)魚類種群結(jié)構(gòu)及魚類繁殖都有一定影響。
流速減緩使得緩流或靜水性魚群的發(fā)展種群數(shù)量上升,如:麥穗魚、鯉、鯽、棒花魚、鲇等;而喜溪流性魚類,如:藍氏歲、子陵櫛鰕虎、花鰍等,喜流水性生活的魚類,如:薄鰍等的繁殖生存受到抑制。
由于庫區(qū)水面擴大,流速減緩,對漂流性魚卵有一定影響,庫區(qū)上游產(chǎn)漂流性魚卵的長薄鰍、草魚、青魚、鰱、鳙等魚類的產(chǎn)卵可漂流里程縮短,嚴(yán)重時導(dǎo)致魚卵下沉死亡。
3.3.2 壩下游河道影響
3.3.2.1 魚類生長
10月至次年4月是河流中魚類生長季節(jié),水庫影響區(qū)魚類索餌場主要位于浉河入淮河河口位于長臺關(guān)斷面和息縣斷面之間,因此,選取影響魚類生長的最不利控制斷面,繪制建壩后最不利斷面處流速變化圖,由圖2分析流速對魚類影響如下:
建庫后豐水年、平水年流速有一定程度的減少,基本不影響魚類生長;枯水年流速明顯減少,且每月均低于魚類最小生長流速0.30 m/s,對魚類生長較不利;特枯水年長臺關(guān)流速明顯增大,河道水文改善效應(yīng)明顯,對魚類生長有利。
圖2 建壩后魚類生長最不利斷面10月至次年4月壩下流速變化圖
3.3.2.2 魚類繁殖
4-9 月是淮河魚類產(chǎn)卵育幼期,根據(jù)國內(nèi)相關(guān)研究,魚類產(chǎn)卵的最小流速為1~1.50 m/s,水庫影響區(qū)產(chǎn)卵場主要位于長臺關(guān)~息縣斷面之間,選取魚類產(chǎn)卵最不利斷面控制斷面,建壩后魚類產(chǎn)卵最不利斷面處4-9月產(chǎn)卵季流速變化如下圖3。
圖3 建壩后魚類產(chǎn)卵最不利斷面4-9月流速變化圖
結(jié)合圖3,對不同年份建壩后魚類產(chǎn)卵最不利斷面流速變化進行分析:豐水年和平水年流速減少不明顯,對魚類產(chǎn)卵影響較??;特枯水年和枯水年產(chǎn)卵場4-9 月流速減少較多,對于長薄鰍等產(chǎn)漂流性卵的魚類而言,需要一定的流速以維持受精卵順?biāo)鞣趸?,流速太低則孵化的魚卵沉入水底,成活率會很低,這些魚類特枯水年和枯水年產(chǎn)卵受建壩影響較大。
根據(jù)上述分析,出山店水庫的建設(shè)帶來的水文情勢的變化影響了淮河干流上游魚類的生存環(huán)境,應(yīng)采取補償措施緩解這些影響,保護淮河干流上游魚類資源??梢圆扇〉聂~類保護措施主要包括建立人工增殖放流站、制定并落實環(huán)保調(diào)度、建立魚道、設(shè)置分層取水、加強魚類監(jiān)測等。
另外,由于水庫引起的水質(zhì)理化及水文變化因子的不確定性及復(fù)雜性,很多指標(biāo)難以量化,有些指標(biāo)的影響分析很難規(guī)律化;水庫區(qū)域面積大,水深大,調(diào)查可能很難覆蓋全部區(qū)域,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效性需要不斷驗證,今后將根據(jù)資料的情況,進一步深入開展水文情勢的變化對魚類影響的機理分析,有效保護水庫影響區(qū)水生生態(tài),將水庫建設(shè)對環(huán)境的不利影響降到最低,優(yōu)化水庫的綜合效益。