李 江,邢 坤

(1.新疆塔里木河流域管理局,新疆 庫(kù)爾勒 841000;2.新疆大學(xué)地理與遙感科學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830046)

0 前言

新疆屬于典型干旱內(nèi)陸區(qū)，其中北疆及南疆地區(qū)分屬干旱中溫帶及干旱暖溫帶，年均氣溫分別為4～8℃、9～12℃。全疆降水普遍稀少，年降水量?jī)H為158mm，且呈現(xiàn)出時(shí)空分布極不均勻特性，山區(qū)降水量約占全疆的84%。全疆年蒸發(fā)量約為1500～3400mm，干旱指數(shù)7以上，蒸發(fā)極為劇烈。新疆水資源特點(diǎn)主要表現(xiàn)為總量有限，單位面積產(chǎn)水量少，時(shí)空分布極不均衡，經(jīng)濟(jì)用水和生態(tài)用水矛盾突出。基于上述情況，唯有修建水庫(kù)大壩才能增強(qiáng)全疆水資源調(diào)控能力，從而改善水資源時(shí)空配置不均衡的矛盾。但同時(shí)，水庫(kù)大壩建設(shè)又將對(duì)全疆本就脆弱的生態(tài)環(huán)境本底造成一定的影響[1]。

上世紀(jì)九十年代新疆建設(shè)了一些代表性的大壩，如活斷層上建設(shè)的克孜爾水庫(kù)黏土心墻壩、635水利樞紐黏土心墻壩、烏魯瓦提水利樞紐面板砂礫石壩等。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，山區(qū)水庫(kù)筑壩數(shù)量顯著增多、速度顯著加快，一大批高壩相繼建成，代表性的混凝土壩有喀壩碾壓混凝土重力壩、布爾津電站混凝土雙曲拱壩，土石壩中面板壩為代表的有吉林臺(tái)、吉音、卡拉貝利、溫泉、肯斯瓦特、阿爾塔什等，瀝青心墻壩為代表的有大石門(mén)、庫(kù)什塔依、尼雅、伯斯阿木等，黏土心墻壩為代表的有白楊河、大西溝等，在建的還有大石峽面板壩、玉龍喀什面板壩，以及庫(kù)爾干、莫莫可、石門(mén)瀝青心墻壩等。這些壩大多地處深山峽谷，屬于流域出山口的典型控制性水利樞紐工程，大多承擔(dān)灌溉、防洪、供水、發(fā)電等任務(wù)[2]。

山區(qū)大壩屬于截?cái)嘈怨こ?，建壩將不可避免地?cái)r斷河床，對(duì)包含河流生態(tài)、水生生物、濕地資源、物種多樣性的河道生態(tài)完整性及陸生動(dòng)植物產(chǎn)生一定程度的影響，甚至是不可修復(fù)的破壞。從魚(yú)類(lèi)生境分析，河流阻隔會(huì)造成魚(yú)類(lèi)通道受阻，回水較長(zhǎng)的水庫(kù)還會(huì)影響?hù)~(yú)類(lèi)產(chǎn)卵區(qū)、索餌區(qū)等不同生境，而百米級(jí)高壩的過(guò)魚(yú)設(shè)施也更受業(yè)界關(guān)注[3]。早期建設(shè)的大壩普遍未考慮過(guò)魚(yú)設(shè)施，僅有增殖站等相關(guān)設(shè)施進(jìn)行魚(yú)類(lèi)增殖放流保護(hù)，如635水利樞紐、喀壩、吉勒水電站、特克斯電站、白楊河等工程。部分?jǐn)r河型水閘修建了高度較低的魚(yú)道、魚(yú)閘等，也有部分引水式水電站后期改造時(shí)增加了專(zhuān)用的過(guò)魚(yú)魚(yú)道。隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策要求的不斷變化，河流生態(tài)保護(hù)也愈發(fā)收到各界重視，魚(yú)類(lèi)保護(hù)類(lèi)型也愈發(fā)繁多。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，各種設(shè)施作用目的手段不盡不同，但核心要義還是以加強(qiáng)保護(hù)、繁殖保育、大壩過(guò)魚(yú)等多重手段實(shí)現(xiàn)對(duì)河道魚(yú)類(lèi)的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)人水和諧[4]。

1 新疆高壩魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施的進(jìn)展

水庫(kù)大壩建成運(yùn)行改變了庫(kù)區(qū)及下游局部河段的原有水文條件，導(dǎo)致自然水文徑流過(guò)程、自然洪水等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有特殊意義的徑流現(xiàn)象減弱乃至消失。其生態(tài)學(xué)影響表現(xiàn)為破壞了水域水生生物的原有生境，阻斷了洄游性魚(yú)類(lèi)的上溯通道，影響了魚(yú)類(lèi)賴(lài)以生存繁衍的“三場(chǎng)”的水量和水溫，導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)交流機(jī)制減少或消失、魚(yú)類(lèi)生境破碎化等，這對(duì)需要進(jìn)行大范圍遷徙的魚(yú)種幾乎是毀滅性的。因此，為了保護(hù)流域珍稀魚(yú)類(lèi)資源，發(fā)揮水利工程生態(tài)效益，采取適宜的魚(yú)類(lèi)保護(hù)措施，已是當(dāng)前水利工程建設(shè)中必須考慮的重要因素。但是，究竟采取何種魚(yú)類(lèi)保護(hù)措施，才能發(fā)揮保護(hù)的科學(xué)性、有效性以及工程的經(jīng)濟(jì)性，還需進(jìn)一步總結(jié)探索[5]。

目前國(guó)內(nèi)外水利工程中的魚(yú)類(lèi)保護(hù)措施主要分為以下六類(lèi)：

第一類(lèi)為增設(shè)過(guò)魚(yú)工程措施，如適合于較低水閘、水壩的魚(yú)道、魚(yú)閘等，此種過(guò)魚(yú)設(shè)施主要基于魚(yú)類(lèi)逆流行為，誘導(dǎo)魚(yú)類(lèi)通過(guò)過(guò)魚(yú)設(shè)施進(jìn)口自行溯游過(guò)壩[6]；或適合于較高水壩的升魚(yú)機(jī)、集運(yùn)魚(yú)船等[7]。第二類(lèi)為建立增殖放流站，人工收集、培育親魚(yú)，待幼魚(yú)達(dá)到放流標(biāo)準(zhǔn)再行將其放入壩下河流自然生長(zhǎng)，適合于各類(lèi)水壩、水閘、水電站[8]。第三類(lèi)為人工模擬產(chǎn)卵場(chǎng)，在壩后支流或人工渠內(nèi)塑造適宜魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵的模擬產(chǎn)卵環(huán)境，促使魚(yú)類(lèi)自行產(chǎn)卵。第四類(lèi)為采取過(guò)魚(yú)的水輪機(jī)組，適合于水頭較低、轉(zhuǎn)速較低的水電站[9]。第五類(lèi)為保留魚(yú)類(lèi)棲息生境，在編制流域規(guī)劃、水電規(guī)劃時(shí)即予以考慮，不再安排各類(lèi)工程。第六類(lèi)為加強(qiáng)漁政監(jiān)督管理，在不同季節(jié)通過(guò)調(diào)控措施下泄生態(tài)流量，維護(hù)河流健康[10]。

我國(guó)的水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)針對(duì)過(guò)魚(yú)設(shè)施的研究起步相對(duì)較晚，特別是在以?xún)?nèi)陸型河流為主的新疆，還未形成較為完整的過(guò)魚(yú)設(shè)施研究與設(shè)計(jì)，當(dāng)前實(shí)踐中還處在以國(guó)內(nèi)外類(lèi)似工程為主要參考并不斷予以完善的過(guò)程。為實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處，切實(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，大壩魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施因地制宜，從早期的增殖站發(fā)展到現(xiàn)在的魚(yú)道、升魚(yú)機(jī)、集運(yùn)魚(yú)船等。進(jìn)入本世紀(jì)后，圍繞水庫(kù)大壩建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)主旨，逐漸形成以下型式并加以實(shí)踐：高壩主要采取人工增殖放流、升魚(yú)機(jī)(垂直提升、斜坡軌道提升、纜機(jī)提升)、集運(yùn)魚(yú)船等措施，中低壩主要采取仿生魚(yú)道、魚(yú)閘等措施，并以此形成魚(yú)類(lèi)綜合性保護(hù)措施體系。有的工程建設(shè)較早，缺乏魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施，在運(yùn)行過(guò)程中也采用臨時(shí)性方法捕撈過(guò)壩。同時(shí)，還結(jié)合流域水域管理、河湖長(zhǎng)制，部分重點(diǎn)區(qū)域建立保護(hù)水域，禁止捕撈；運(yùn)行過(guò)程中采取合理調(diào)度運(yùn)行方案。通過(guò)不斷實(shí)踐，水庫(kù)大壩過(guò)魚(yú)及保護(hù)措施逐漸呈現(xiàn)多樣化，新技術(shù)、新材料、新工藝的引進(jìn)吸收也不斷創(chuàng)新[10]。大壩建設(shè)高度不斷被突破，百米級(jí)到二百米級(jí)，甚至三百米級(jí)也會(huì)出現(xiàn)，而需要自壩身翻越的過(guò)魚(yú)設(shè)施也更加復(fù)雜。已建典型工程魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施布置如圖1所示。

圖1 已建典型魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施布置示意圖

針對(duì)高壩過(guò)魚(yú)的難題，壩高為94m的山口拱壩率先在新疆建成了第一座附著式高壩升魚(yú)機(jī)[11]，在建的阿爾塔什水庫(kù)(面板砂礫石壩，壩高164.8m)、大石門(mén)水庫(kù)(瀝青心墻壩，壩高128.8m)均采用斜坡式升魚(yú)機(jī)作為主要的魚(yú)類(lèi)過(guò)壩措施，在建JH二級(jí)電站(拱壩、164m)將采用纜機(jī)作為過(guò)魚(yú)設(shè)施。有的工程采用多種措施進(jìn)行魚(yú)類(lèi)保護(hù)，如卡拉貝利水庫(kù)采用魚(yú)類(lèi)增殖站與升魚(yú)機(jī)相結(jié)合的措施，山口電站采用魚(yú)道與升魚(yú)機(jī)相結(jié)合的措施，沖乎爾電站采用集運(yùn)魚(yú)船等過(guò)魚(yú)措施[12]。正在建設(shè)的阿爾塔什、大石峽、玉龍喀什水利樞紐，均研究采用魚(yú)類(lèi)增殖站同時(shí)輔以高壩過(guò)魚(yú)設(shè)施對(duì)魚(yú)類(lèi)進(jìn)行綜合性保護(hù)。

針對(duì)新疆干旱區(qū)內(nèi)流河山區(qū)水庫(kù)及電站建設(shè)的特點(diǎn)，已建的過(guò)魚(yú)設(shè)施已取得了許多獨(dú)特的創(chuàng)新成果，為類(lèi)似環(huán)境條件下的魚(yú)類(lèi)保護(hù)措施提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也反映出大壩建設(shè)技術(shù)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是一致的。典型工程采用的魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施見(jiàn)表1。

表1 不同魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施的應(yīng)用情況

2 典型高壩魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施與運(yùn)行

大壩過(guò)魚(yú)設(shè)施作為一種緩解大壩阻隔效應(yīng)的魚(yú)類(lèi)保護(hù)措施在國(guó)際上采用已有300多年歷史，實(shí)踐表明可以起到恢復(fù)魚(yú)類(lèi)洄游通道和溝通上下游魚(yú)類(lèi)交流的作用[13]。由于山區(qū)水庫(kù)高壩建設(shè)，造成河道建壩處上下游水位差高達(dá)百米或二百米以上，傳統(tǒng)的閘壩式過(guò)魚(yú)設(shè)施不具備條件，集運(yùn)魚(yú)船仍然需要二次倒運(yùn)，運(yùn)魚(yú)車(chē)也存在時(shí)間周期較長(zhǎng)等不安全因素。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐，環(huán)保部門(mén)建議采用壩頂過(guò)魚(yú)設(shè)施也是考慮壓縮集運(yùn)魚(yú)時(shí)間，確保影響較小。多個(gè)早期建設(shè)的高壩采用魚(yú)類(lèi)增殖站，如喀壩、恰海工程等；本世紀(jì)以來(lái)規(guī)劃建設(shè)的高壩大部分都采用魚(yú)類(lèi)增殖站輔以過(guò)魚(yú)設(shè)施，或直接采用過(guò)魚(yú)設(shè)施，如阿爾塔什、大石門(mén)、卡拉貝利等；也有的工程結(jié)合流域水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃，在下游引水式電站建設(shè)魚(yú)類(lèi)增殖站，在上游水庫(kù)建設(shè)高壩過(guò)魚(yú)設(shè)施[5，8]。

2.1 恰海水庫(kù)增殖站

恰海水庫(kù)以增殖站作為魚(yú)類(lèi)保護(hù)主要手段。增殖站主要由養(yǎng)殖、飼料及輔助車(chē)間組成，集合高密度循環(huán)水、飼料加工、離岸圍欄及網(wǎng)箱實(shí)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)工廠化養(yǎng)殖[14]。其中養(yǎng)殖車(chē)間配有養(yǎng)殖、控溫、增氧、供電、供排水等系統(tǒng)，以保護(hù)、救護(hù)流域?yàn)l危魚(yú)類(lèi)，實(shí)現(xiàn)流域特有冷水性魚(yú)類(lèi)苗種規(guī)?；a(chǎn)、溫水性魚(yú)類(lèi)適度生產(chǎn)。飼料車(chē)間屬于輔助車(chē)間的一部分，生產(chǎn)輔助設(shè)施配有餌料培養(yǎng)室、魚(yú)病檢測(cè)室、魚(yú)藥儲(chǔ)備室等。

2.2 沖乎爾水電站集運(yùn)魚(yú)船

沖乎爾水電站以國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的集運(yùn)魚(yú)船作為魚(yú)類(lèi)保護(hù)主要手段[12]。這是國(guó)內(nèi)第二例以流速和燈光作為誘魚(yú)方式的集運(yùn)魚(yú)船技術(shù)進(jìn)行魚(yú)類(lèi)保護(hù)的工程實(shí)例。該系統(tǒng)的投運(yùn)對(duì)流域的魚(yú)類(lèi)保護(hù)起到了關(guān)鍵作用，對(duì)其他水電工程魚(yú)類(lèi)保護(hù)問(wèn)題也具有一定借鑒意義。

該系統(tǒng)主要有集運(yùn)魚(yú)船及車(chē)載運(yùn)魚(yú)箱組成，其中集運(yùn)魚(yú)船負(fù)責(zé)收集魚(yú)類(lèi)，車(chē)載運(yùn)魚(yú)箱負(fù)責(zé)將魚(yú)類(lèi)運(yùn)至上游進(jìn)行投放。集運(yùn)魚(yú)船總長(zhǎng)15m，船體中部設(shè)有2個(gè)片體間的腔體過(guò)魚(yú)通道，內(nèi)設(shè)4套噴水泵，在自然引流不足時(shí)噴水輔助加速；船體主甲板艏部?jī)上霞棒翰績(jī)上显O(shè)置4臺(tái)移船絞車(chē)；船內(nèi)設(shè)有魚(yú)類(lèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)進(jìn)魚(yú)口誘魚(yú)情況、暫養(yǎng)艙存活情況及魚(yú)類(lèi)行為特征等進(jìn)行觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)的全面監(jiān)控、記錄及統(tǒng)計(jì)。車(chē)載運(yùn)魚(yú)箱內(nèi)配有增氧、過(guò)濾裝置。

操作流程為：電站壩下至公路橋的區(qū)域內(nèi)左、右岸各設(shè)地牛2只，移船絞車(chē)引出的鋼纜和地牛連接，使集魚(yú)船可在一定區(qū)域內(nèi)前后左右移動(dòng)，尋找合適的過(guò)流斷面進(jìn)行集魚(yú)作業(yè)。當(dāng)需要向運(yùn)魚(yú)車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，通過(guò)移船絞車(chē)將集魚(yú)船絞拖至左岸，用汽車(chē)吊將魚(yú)類(lèi)收集箱吊運(yùn)至運(yùn)魚(yú)車(chē)上運(yùn)至上游進(jìn)行投放。

2.3 山口電站大壩升魚(yú)機(jī)

山口電站大壩為拱壩，高94m，下游布置泄洪二道壩，距離二道壩200m處布置引水式電站廠房，升魚(yú)機(jī)設(shè)在大壩左側(cè)壩段緊靠電梯井布置，可前后移動(dòng)。升魚(yú)機(jī)主要由魚(yú)箱、豎井、升降機(jī)三大部分組成。每至4—7月，通過(guò)布置在電站廠房附近集魚(yú)箱將魚(yú)引入，利用專(zhuān)門(mén)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)將集魚(yú)箱通過(guò)軌道輸送到大壩升魚(yú)機(jī)底部，提升倒入水庫(kù)，幫助魚(yú)類(lèi)完成上溯產(chǎn)卵繁衍過(guò)程。該升魚(yú)機(jī)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理在國(guó)內(nèi)屬首例[11，15]。升魚(yú)機(jī)布置見(jiàn)圖2。

圖2 山口電站大壩及升魚(yú)機(jī)平面布置圖

2.4 大石門(mén)水庫(kù)斜坡式升魚(yú)機(jī)

大石門(mén)水庫(kù)采用瀝青心墻壩，最大壩高128.8m，屬高水頭建筑物[16-17]。大壩所在河流中魚(yú)類(lèi)主要有塔里木裂腹魚(yú)、寬口裂腹魚(yú)、裂腹魚(yú)、重唇裂腹魚(yú)和葉爾羌高原鰍等，主要過(guò)魚(yú)季節(jié)為每年的4—7月。

大壩采用斜坡式升魚(yú)機(jī)，通過(guò)“誘魚(yú)道+軌道運(yùn)輸+回轉(zhuǎn)吊”的運(yùn)輸和過(guò)魚(yú)設(shè)施來(lái)滿(mǎn)足魚(yú)類(lèi)回游過(guò)壩，保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源。其中集誘魚(yú)系統(tǒng)布置在電站尾水渠左側(cè)，使壩后聚集魚(yú)類(lèi)進(jìn)入升魚(yú)機(jī)集魚(yú)系統(tǒng)內(nèi)；過(guò)魚(yú)設(shè)施由誘魚(yú)道、集魚(yú)池、集魚(yú)斗、單梁吊、壩后軌道牽引機(jī)、壩前運(yùn)輸臺(tái)車(chē)和回轉(zhuǎn)吊等部分組成。

大石門(mén)水利樞紐過(guò)魚(yú)設(shè)施布置見(jiàn)圖3，這也是新疆規(guī)劃建設(shè)的第一座高土石壩過(guò)魚(yú)設(shè)施。

圖3 大石門(mén)水庫(kù)壩身過(guò)魚(yú)軌道縱斷面示意圖

圖4 卡拉貝利壩身過(guò)魚(yú)設(shè)施布置示意圖

2.5 卡拉貝利大壩升魚(yú)機(jī)

卡拉貝利大壩為面板砂礫石壩，最大壩高92.5m[18]，地處喀什噶爾河流域克孜河上。主要保護(hù)魚(yú)種包括塔里木裂腹魚(yú)、斑重唇魚(yú)、葉爾羌高原鰍等多種土著魚(yú)類(lèi)，采用魚(yú)類(lèi)增殖站與壩身過(guò)魚(yú)設(shè)施聯(lián)合的保護(hù)措施。在電站尾水渠右側(cè)設(shè)置誘魚(yú)道和集魚(yú)池，當(dāng)魚(yú)類(lèi)游進(jìn)誘魚(yú)道的集魚(yú)斗后，利用回轉(zhuǎn)吊將集魚(yú)斗提出，途徑壩后水平段、壩坡?tīng)恳逼露?、壩前運(yùn)輸投魚(yú)段等接力設(shè)施，將集魚(yú)斗放入水庫(kù)中。由于壩下游坡較陡，設(shè)置兩臺(tái)回轉(zhuǎn)吊進(jìn)行接力轉(zhuǎn)入，過(guò)魚(yú)設(shè)施的運(yùn)用時(shí)間為每年的4—7月。

2.6 阿爾塔什大壩升魚(yú)機(jī)

阿爾塔什大壩為面板砂礫石壩，最大壩高164.8m[19-20]，主電站具有高壩、水位變幅大、庫(kù)岸陡等工程特點(diǎn)，采取水電站尾水集誘魚(yú)，壩后軌道運(yùn)輸魚(yú)，同時(shí)壩前回轉(zhuǎn)投放魚(yú)的升魚(yú)機(jī)方案，達(dá)到壩址上、下游魚(yú)類(lèi)有效溝通的目的，以此保護(hù)土著魚(yú)類(lèi)資源。軌道升魚(yú)機(jī)方案由誘魚(yú)道、集魚(yú)池、集魚(yú)斗、回轉(zhuǎn)吊、壩后升魚(yú)機(jī)排架、壩頂軌道卷?yè)P(yáng)機(jī)、壩前運(yùn)輸電動(dòng)平板車(chē)和回轉(zhuǎn)吊等部分組成。先將魚(yú)從誘魚(yú)道誘至集魚(yú)池的集魚(yú)斗，利用回轉(zhuǎn)吊將其提升至壩后的升魚(yú)機(jī)排架，通過(guò)壩頂軌道牽引機(jī)運(yùn)至壩頂，再由壩前運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至壩前投放，滿(mǎn)足魚(yú)類(lèi)洄游過(guò)壩要求。

2.7 大石峽水庫(kù)聯(lián)合過(guò)魚(yú)設(shè)施

大石峽大壩為面板砂礫石壩，最大壩高247m，為同類(lèi)型世界第一高壩[21]。壩下河段為已建小石峽電站庫(kù)區(qū)，小石峽電站壩下至協(xié)合拉樞紐仍為流水生境?？紤]到流水生境對(duì)于土著魚(yú)類(lèi)，尤其是裂腹魚(yú)的繁殖具有重要意義，因此，盡可能保留較多的流水生境即魚(yú)類(lèi)適宜的繁殖生境，有利于維持對(duì)于整個(gè)流域的魚(yú)類(lèi)資源，在協(xié)合拉樞紐單獨(dú)修建過(guò)魚(yú)設(shè)施，以溝通小石峽電站以下河段連通性，以此保留小石峽至協(xié)合拉樞紐間的流水生境。對(duì)于大石峽與小石峽間的庫(kù)區(qū)河段，在小石峽電站壩下修建集運(yùn)魚(yú)設(shè)施，通過(guò)活魚(yú)運(yùn)輸車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)至大石峽壩上河段投放，以恢復(fù)該河段連通性。

圖5 卡拉貝利過(guò)魚(yú)設(shè)施縱剖面布置示意圖

2.8 玉龍喀什水利樞紐過(guò)魚(yú)設(shè)施

玉龍喀什大壩為面板堆石壩，最大壩高230.5m。為滿(mǎn)足過(guò)魚(yú)季節(jié)集魚(yú)系統(tǒng)誘魚(yú)要求，在電站尾水渠下游布置固定式集魚(yú)站，誘魚(yú)系統(tǒng)由集魚(yú)池和集魚(yú)箱組成。利用集魚(yú)斗進(jìn)行集魚(yú)，并將集魚(yú)斗作為運(yùn)魚(yú)容器。同時(shí)利用誘魚(yú)道邊設(shè)置的回轉(zhuǎn)吊將集魚(yú)斗放置于活魚(yú)運(yùn)輸車(chē)上，過(guò)壩運(yùn)輸至壩上游側(cè)的浮動(dòng)碼頭平臺(tái)，利用碼頭平臺(tái)上的回轉(zhuǎn)吊將集魚(yú)斗將集魚(yú)斗放入投魚(yú)托架投放。其布置型式與大石門(mén)較為相近。

3 存在問(wèn)題及對(duì)策建議

3.1 存在問(wèn)題

3.1.1過(guò)魚(yú)方式問(wèn)題

由于地處深山峽谷的高壩普遍存在水頭較高、水位變幅較大等因素，高壩過(guò)魚(yú)一直也是國(guó)內(nèi)外面臨的技術(shù)難題，目前高壩采用的過(guò)魚(yú)方式主要包括魚(yú)道、升魚(yú)機(jī)及集運(yùn)魚(yú)船等，新疆經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐也與國(guó)內(nèi)保持同步，其中升魚(yú)機(jī)發(fā)展出垂直式、斜坡軌道式、纜機(jī)式等多種型式，集運(yùn)魚(yú)船只能解決集魚(yú)，運(yùn)輸過(guò)壩仍然需要提升裝置或汽車(chē)輔助運(yùn)輸。其基本方式都是將集魚(yú)斗中的親魚(yú)通過(guò)機(jī)械方式予以提升至壩前，或直接投運(yùn)，或改用運(yùn)輸車(chē)再運(yùn)至庫(kù)尾投放。隨著壩高的增加，提升設(shè)備建造、管理成本大幅度增加，尤其是土石壩，普遍采用壩下游坡鋪設(shè)軌道，采用自行式或牽引式拽拉集魚(yú)斗，壩頂仍然需要輔助轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)行過(guò)程中也存在風(fēng)險(xiǎn)，若長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)還會(huì)造成魚(yú)類(lèi)生存風(fēng)險(xiǎn)加大。

魚(yú)道過(guò)魚(yú)：采用魚(yú)道方式需要很長(zhǎng)的長(zhǎng)度才能將沿程水流流速控制在魚(yú)類(lèi)克流能力以下，魚(yú)有道可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里，魚(yú)類(lèi)通過(guò)長(zhǎng)距離魚(yú)道非常消耗體力，可能致使通過(guò)效率低下并造成產(chǎn)卵的延遲，無(wú)法起到過(guò)魚(yú)的目的。在建某拱壩高164m，早期論證時(shí)采用落差達(dá)百米，長(zhǎng)達(dá)6km的盤(pán)山式魚(yú)道，可操作性較差、過(guò)魚(yú)效果不佳，難以說(shuō)服專(zhuān)家，后期改用施工纜機(jī)進(jìn)行改造。

升魚(yú)機(jī)過(guò)魚(yú)：為便于管理，通常集魚(yú)設(shè)施都布置在壩后幾百米或廠房尾水附近，希望靠發(fā)電尾水吸引魚(yú)類(lèi)，但發(fā)電流量過(guò)大時(shí)難以實(shí)現(xiàn)，魚(yú)類(lèi)仍可能沿尾水主流上溯，聚集并滯留在尾水附近，造成過(guò)魚(yú)設(shè)施進(jìn)口集魚(yú)效率低下。由于新疆河流大部分在4—7月運(yùn)行過(guò)魚(yú)設(shè)施，這也是水電站發(fā)電的高峰時(shí)間段，通過(guò)改變發(fā)電流量又存在與發(fā)電沖突，影響工程效益。魚(yú)類(lèi)過(guò)壩后一般直接轉(zhuǎn)運(yùn)至庫(kù)水內(nèi)，突然進(jìn)入流速基本為靜水的區(qū)域，難以找到上溯方向，壩前長(zhǎng)期滯留也會(huì)影響?hù)~(yú)類(lèi)繁殖。

集運(yùn)魚(yú)船：集運(yùn)魚(yú)船是一種綜合平臺(tái)，主要功能是誘魚(yú)、集魚(yú)、監(jiān)測(cè)、管理，一般都布置在壩下。高壩所在的河流通常落差大、通航條件差，集運(yùn)魚(yú)船一般不具備往上行駛的條件，只能通過(guò)其他輔助設(shè)施將魚(yú)類(lèi)運(yùn)輸過(guò)壩，而且在大壩泄洪期間，集運(yùn)魚(yú)船的安全也存在問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)外實(shí)踐表明，這幾種過(guò)魚(yú)設(shè)施的進(jìn)魚(yú)口高程和位置相對(duì)固定，難以誘集棲息在不同水層的魚(yú)類(lèi)，如集運(yùn)魚(yú)船的誘魚(yú)水流難以誘集表層的魚(yú)類(lèi)。往往是花了大價(jià)錢(qián)建設(shè)的集運(yùn)魚(yú)設(shè)施運(yùn)行效果不佳。針對(duì)高壩的過(guò)魚(yú)設(shè)施還需要深入研究。

3.1.2過(guò)魚(yú)水輪機(jī)的可行性問(wèn)題

有研究表明，當(dāng)魚(yú)類(lèi)穿過(guò)水輪機(jī)或經(jīng)過(guò)泄洪道(洞)洄游過(guò)壩時(shí)會(huì)受到嚴(yán)重傷害，非洄游性魚(yú)類(lèi)也有被水輪機(jī)吸入而受到嚴(yán)重傷害的可能，魚(yú)類(lèi)死亡率超過(guò)了30%[9]。近年來(lái)新發(fā)展的“過(guò)魚(yú)水輪機(jī)”是水電站建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊豁?xiàng)有效措施，美國(guó)在這方面開(kāi)展了大量研究，包括轉(zhuǎn)槳式、混流式、燈泡貫流式過(guò)魚(yú)水輪機(jī)等。其基本思路是在保證水輪機(jī)出力及運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上通過(guò)改變水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)，盡可能降低對(duì)魚(yú)類(lèi)造成的傷害，達(dá)到環(huán)保可接受的狀態(tài)，進(jìn)而緩解水電開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)的矛盾，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。由于高壩、高水頭、大流速的特點(diǎn)，爭(zhēng)取更多的發(fā)電量是項(xiàng)目投資的主要考核指標(biāo)，當(dāng)前的研究還難以適應(yīng)水輪機(jī)高效運(yùn)行的結(jié)構(gòu)要求。另外，須對(duì)“過(guò)魚(yú)水輪機(jī)”的運(yùn)行機(jī)理開(kāi)展研究，以明確不同魚(yú)類(lèi)在通過(guò)水輪機(jī)時(shí)的受傷機(jī)理及其本身的生理特征，同時(shí)深入論證“過(guò)魚(yú)水輪機(jī)”的實(shí)際運(yùn)行效果。

3.1.3建設(shè)運(yùn)行與效益問(wèn)題

新疆高壩(尤其是南疆)都處于深山峽谷，普遍存在高地震(Ⅷ度地震區(qū)占多數(shù))、高嚴(yán)寒(年較差往往高達(dá)60～70℃)、高邊坡(自然或人工邊坡)、大風(fēng)(峽谷風(fēng)口效應(yīng)更為明顯)、多泥沙(河流多年平均含沙量4～12kg/m3)等突出自然特點(diǎn)，這些因素造成魚(yú)類(lèi)過(guò)壩設(shè)施建設(shè)往往投資很大、建設(shè)難度大。升魚(yú)機(jī)設(shè)備需要考慮結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定，還要考慮抗震、抗凍、抗風(fēng)等因素；集運(yùn)魚(yú)船需要專(zhuān)用碼頭予以固定，行駛路線(xiàn)無(wú)法調(diào)整；盤(pán)山魚(yú)道更為復(fù)雜，疆內(nèi)還未見(jiàn)有工程予以采納；各種設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間也存在很大不確定性?？紤]魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)備的操作與效果，大部分工程都采取購(gòu)買(mǎi)服務(wù)委托專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍管理方式，尤其是增殖站的管理運(yùn)行。魚(yú)類(lèi)增殖站建設(shè)后的運(yùn)行一般通過(guò)考核繁殖不同魚(yú)類(lèi)的數(shù)量來(lái)確定是否達(dá)標(biāo)？是否符合生態(tài)保護(hù)要求？而各類(lèi)升魚(yú)機(jī)建設(shè)只能表明采用升魚(yú)機(jī)以后“抓了魚(yú)、過(guò)了魚(yú)”，監(jiān)測(cè)設(shè)備可以佐證，但具體實(shí)施效果難以定量評(píng)價(jià)。

3.1.4河流梯級(jí)開(kāi)發(fā)魚(yú)類(lèi)保護(hù)問(wèn)題

新疆內(nèi)陸河落差較大、主流較長(zhǎng)的河流，在流域規(guī)劃階段往往都安排了專(zhuān)項(xiàng)的水電規(guī)劃，對(duì)河流進(jìn)行綜合梯級(jí)開(kāi)發(fā)?，敿{斯河、奎屯河先在河流中下游新建了數(shù)個(gè)引水式電站，后期又修建了山區(qū)龍頭水庫(kù)予以調(diào)控，形成了4—5個(gè)梯級(jí)電站；葉爾羌河、克孜河在建設(shè)阿爾塔什水庫(kù)、卡拉貝利水庫(kù)同時(shí)，下游引水式電站同步建設(shè)，同樣形成了4—6個(gè)梯級(jí)電站。無(wú)論哪種方式，河流均被分段碎片化，魚(yú)類(lèi)生境受到嚴(yán)重影響。由于大壩阻隔、水文情勢(shì)改變等，魚(yú)類(lèi)資源發(fā)生了較大變化，當(dāng)?shù)靥赜械耐林~(yú)類(lèi)、珍稀瀕危特有魚(yú)類(lèi)出現(xiàn)種群規(guī)模變小，瀕危程度加劇的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)實(shí)踐表明，采取棲息地保護(hù)、河流連通性恢復(fù)、魚(yú)類(lèi)增殖放流站建設(shè)、生態(tài)調(diào)度、漁政管理和生態(tài)補(bǔ)償?shù)却胧┛稍谝欢ǔ潭壬系靡员Ｗo(hù)。大石峽水庫(kù)建設(shè)時(shí)將上游支流鐵米爾蘇河一部分劃分為魚(yú)類(lèi)棲息地就是一個(gè)嘗試，阿爾塔什水庫(kù)建設(shè)也同樣如此。

3.2 對(duì)策建議

(1)河流有序開(kāi)發(fā)建設(shè)高壩大庫(kù)、水電站，不僅僅是追求效益問(wèn)題，更是解決干旱區(qū)水資源供需矛盾、防治洪旱災(zāi)害的重要手段。2022年葉爾羌河流域遭遇特大洪水，在已建下坂地水庫(kù)、阿爾塔什水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度下，洪水順利調(diào)控下泄，千余公里河道未遭到較大損失，沿線(xiàn)農(nóng)田、村莊平安無(wú)恙，試想沒(méi)有高壩大庫(kù)遏制“千年水患”，何來(lái)“神女應(yīng)無(wú)恙”！由于調(diào)控洪水，2022年下坂地水庫(kù)7月份損失發(fā)電收益數(shù)千萬(wàn)元，但這也是值得的！解決高壩大庫(kù)建設(shè)與魚(yú)類(lèi)生態(tài)保護(hù)的矛盾就是一項(xiàng)重要課題，不能因?yàn)榻▔味鴩?yán)重影響?hù)~(yú)類(lèi)生境，也不能因?yàn)榄h(huán)保要求就廢棄大壩建設(shè)。

(2)基于不同的地形地貌、壩型/壩高條件以及被保護(hù)魚(yú)類(lèi)的生存、繁衍特性等，結(jié)合抗震、抗風(fēng)、抗凍等不利因素，深化符合實(shí)際情勢(shì)、工況的過(guò)魚(yú)設(shè)施研究設(shè)計(jì)，以期提高當(dāng)?shù)赝林~(yú)類(lèi)資源保護(hù)成效，同時(shí)加強(qiáng)具備生態(tài)友好效益的新型過(guò)魚(yú)水輪機(jī)組研制。確保各種魚(yú)類(lèi)保護(hù)設(shè)施在誘魚(yú)、輸送環(huán)節(jié)“站得穩(wěn)、抓得住、送得快、效果好”。

(3)加快完善過(guò)魚(yú)設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)、投入等制度建設(shè)，確保不僅能“抓到魚(yú)”，也能讓魚(yú)“過(guò)得好”。目前大多數(shù)河流開(kāi)發(fā)和水電建設(shè)存在“多龍”開(kāi)發(fā)局面，如阿克蘇河，上游建設(shè)的水庫(kù)電站歸塔里木河流域管理局、克州水利局管理，下游還有國(guó)電新疆阿克蘇公司、其他民營(yíng)企業(yè)參與引水式電站建設(shè)，“多龍”開(kāi)發(fā)不可避免存在利益糾紛問(wèn)題，更存在誰(shuí)來(lái)保護(hù)魚(yú)的問(wèn)題，需要在聯(lián)合保護(hù)、過(guò)魚(yú)效果、監(jiān)測(cè)評(píng)估上下功夫。

(4)早期建設(shè)的山區(qū)高壩普遍沒(méi)有增殖措施和過(guò)魚(yú)設(shè)施，在建設(shè)下游引水式電站時(shí)就存在需要電站承擔(dān)上游水庫(kù)電站原設(shè)計(jì)缺乏的增殖放流任務(wù)，有的還需要補(bǔ)建魚(yú)道等設(shè)施，這就需要從流域管理層面加以協(xié)調(diào)。確保“多龍”開(kāi)發(fā)、流域管控，確保河流健康，實(shí)現(xiàn)人水和諧。

4 結(jié)語(yǔ)

新疆干旱區(qū)內(nèi)陸河水資源調(diào)控離不開(kāi)高壩大庫(kù)，流域防洪、供水、發(fā)電同樣需要高壩大庫(kù)，大型水庫(kù)也是新時(shí)期國(guó)家水網(wǎng)規(guī)劃中“綱目結(jié)”中的“結(jié)”，具有舉足輕重的作用。當(dāng)前做好新時(shí)期高壩大庫(kù)建設(shè)需要統(tǒng)籌考慮水利工程建設(shè)現(xiàn)狀、干支流棲息地保護(hù)、大壩過(guò)魚(yú)設(shè)施、增殖放流等綜合措施?；谏鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)的高壩大庫(kù)建設(shè)需要貫徹“生態(tài)優(yōu)先”的原則，主要是加大力度保護(hù)魚(yú)類(lèi)賴(lài)以生存繁衍的棲息地，采取增殖放流及升魚(yú)機(jī)過(guò)壩等措施實(shí)現(xiàn)“魚(yú)兒回家”的目標(biāo)，合理安排誘魚(yú)、捕魚(yú)、運(yùn)魚(yú)、投魚(yú)的時(shí)機(jī)，全過(guò)程實(shí)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)保護(hù)監(jiān)控全覆蓋、效果有評(píng)價(jià)，而不是簡(jiǎn)單的“一抓了之”。對(duì)于普遍關(guān)注的“友好型過(guò)魚(yú)水輪機(jī)”、“全自動(dòng)升魚(yú)機(jī)”、“自動(dòng)化增殖放流站”開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)大壩建設(shè)與生境保護(hù)的協(xié)調(diào)一致。