水電開發對魚類資源的影響及其保護措施

王登菊，李政柯，陳仁軍，蔡盛舟

（1.雅礱江流域水電開發有限公司，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）

水電開發對魚類資源的影響及其保護措施

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）

水電開發造成了河流環境結構和水文情勢的改變，對河流水生生態系統形成了破壞。水電開發對魚類資源的影響主要表現為阻隔了魚類洄游通道以及對魚類多樣性、魚類棲息地、下泄水水溫、氣體過飽和的影響。針對這些影響，提出采用修建過魚設施、建設魚類增殖站、建立魚類種質資源保護區、下泄生態流量、分層取水等保護措施，以維持魚類資源的多樣性。水電開發應采取綜合措施解決水生生態問題，特別是流域梯級開發更應注重對整個流域生態系統結構進行統籌規劃，保護河流生態系統的完整性。

水電開發；魚類保護；保護措施

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

水電開發工程在大江大河中修筑大壩及隔離建筑物，筑壩設閘阻斷了河流的天然連續性，改變了河流開放、連續的能量流動、物質循環、信息交換，破壞了河流自然生態系統。魚類作為河流水生生態系統中營養較高的類群，受水電開發的影響十分巨大。研究表明[1-3]，水電開發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。為了保護魚類資源、維護河流生物多樣性，水電開發應加強環境影響評價，并對魚類資源實施有效的保護措施。

1 水電開發對魚類資源的影響

水電開發高壩的建造，使原來連續的河流生態系統直接分割成不連續的生態單元，造成了生態景觀的破碎。筑壩蓄水作用改變了河流的徑流模式，水庫的年調節、多年調節使水體交換量小、水體水文條件發生根本的變化。水位的波動從水生生物棲息地、索餌場、光照、氣候、波浪的改變影響河流的生態過程和模式，從而改變了魚類棲息環境，魚類難以在短時間內適應這種變化，導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（產卵、索餌、越冬）、遺傳、外界環境因素等影響，而周期性的定向往返移動。長期的環境適應使魚類形成了獨特的洄游規律，高壩的修建阻隔了洄游魚類在上下游之間的遷徙路線，造成魚類不能產卵繁殖、獲取餌料、度過冬季和有效完成生活史，最終導致漁業資源的減少，對物種將是毀滅性的打擊[4]。如，在蒙古國秦諾哈拉依赫河中都日根水電站建設后直接影響了魚類過冬遷徙和產卵遷徙，從而危及了魚類正常繁殖活動[5]；我國葛洲壩水利工程修建后，阻隔了長江中華鱘洄游通道，不能溯游到上游產卵的中華鱘自然繁殖活動壓縮在約4 km的江段內，自然繁殖能力下降，加之水污染和有害漁具濫用造成其數量銳減，導致了中華鱘自然資源減少、種群數量持續下降的嚴重后果[6-7]。

1.2 影響了魚類物種多樣性

高壩的修建使連續的河流生態系統被分割成不再連續的環境單元，造成生境的破碎，進而導致魚類種群遺傳多樣性喪失。遺傳多樣性的喪失會導致魚類品質退化，甚至影響物種的生產。文獻[8]對水電開發對河流魚類影響的研究表明，水電開發是導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

魚類在經過大壩時很容易被吸入水輪機而受到傷害，在大壩泄洪時也很容易受到高速水流和高水位落差的傷害。被吸入水輪機往往遭受包括眼睛鼓脹、鱗片脫落、割傷、撕傷等傷害，最終導致死亡。當大壩泄洪、溢流時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，將會引起魚類等水生動物患氣泡病而出現死亡，幼魚、魚苗由于身體機能未發育完畢，往往無法抵御這樣的影響，會大量死亡。文獻[9-10]對紫坪鋪、三峽、二灘、漫灣、大朝山、龔嘴、銅街子大壩工程總溶解氣體的原型觀測結果表明，大壩泄洪期間壩下均出現了不同程度的氣體過飽和，進而導致魚類死亡。

1.4 影響了水溫變化

水溫是影響魚類生長發育最重要的生態因子之一，對魚類產生繁殖季節紊亂、縮短幼魚生長期、生長速度、攝食、免疫、呼吸、胚胎發育[11-12]等方面的影響。高壩修建后往往導致壩下水溫的變化，水庫下層水溫較低、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、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間平均后移10 d左右，產卵規模大幅度降低[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生態群體生存繁衍的地域或環境。棲息地概念中不但包含了生物的生存空間，同時包含了生存空間中的全部環境因子，如氣候、河流等。對魚類而言，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卵、越冬、索餌的生存空間，同時還提供了滿足魚類生存、生長、繁殖的全部環境因子，如水溫、地形、流速、水深、pH值、餌料生物等。水電工程建設將造成水流狀態、水溫、水質、底質和地形等因素的變化，魚類往往難以在短時間內適應這種變化，棲息地的破壞對魚類將產生重大影響[15]。

1.6 影響了水流速度變化

大壩修建后水庫壩前水域深、河道寬，水流減緩甚至靜止，風生流和密度流作用增強，呈現湖泊水動力學特征，對于產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育甚至死亡[16]。而對于四大家魚等波峰型產卵的魚類來說，水庫的攔洪調蓄作用將使壩下江段漲水過程明顯變緩，所需的繁殖生態條件被破壞，不利于其繁殖生存。

2 魚類資源的保護措施

水電開發不可避免地干擾了魚類的生存環境、影響了魚類的繁殖，無法回避對魚類如何進行保護等問題。水電工程建設中，應按照法律規定采取建設魚類洄游通道、人工增殖放流、建立棲息地保護區、模擬魚類生存環境等措施對魚類資源加以保護利用。

2.1 修建過魚設施

大壩的修建阻隔了洄游魚類的洄游通道，修建過魚設施能有效地緩解大壩的阻隔作用。過魚設施的研究和應用已有幾百年的歷史，包括魚道、升魚機、魚閘、集運魚系統等。實踐證明，這對救護魚類資源有一定效果，可以降低水電開發對生態的破壞。文獻[17]分析了國外典型過魚設施建設及運行情況，結果表明魚道不但可以解決魚類保護問題，還可發揮科研、教育等作用。目前，近自然型、生態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構建盡可能接近于天然河流的水流流體，與傳統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計理念、類型、原則等，對魚道技術提出了若干建議[18]；方真珠等給出了生態型魚道設計目的、意義、原則和流程，并介紹了魚道生態設計相關軟件特點[19]。

2.2 建設魚類增殖放流站

在水電開發中，建設魚類增殖放流站，開展人工繁殖魚類放流是減少水電工程對魚類資源造成的不利影響、有效保護魚類種群資源的有效措施。人工繁殖放流是按照計劃采用人工手段向放流水域魚類棲息地補充投放一定數量的該種群魚苗，以增加魚類種群各結構數量、擴大群體規模，緩解天然魚類資源不足問題。目前，水利水電工程建成并運行的配套魚類增殖放流站有：烏江索風營、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對魚類的影響，促進了水電開發與生態環境保護的協調持續發展。

2.3 分層取水減小下泄水溫的影響

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

2.4 下泄生態流量

生態流量是指維持河流或湖泊的健康生態系統，保證水生生物能正常生存和人類從中獲得物質和服務所需的流量[27]。引水式電站的運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，阻斷魚類的正常活動，而對于喜歡急流的魚類將更難以適應緩流。為維持減水河段的生態環境，水電開發必須考慮下泄一定的生態流量。目前，學術界對生態流量提出了基于水文學、力學、水力學等的研究方法，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環境、保障河流魚類的生存和繁殖，雅礱江流域水電開發公司下屬錦屏二級水電站[26]將至少下泄生態流量45 m3/s，下泄的流量可有效地避免電站運行造成局部河段脫水，并可維持減水河段的急流生態環境。此外，在春季魚類產卵季節水電站將下泄足夠生態流量進行人工造峰，為魚類產卵創造生態條件。

2.5 建立魚類種質資源保護區

水電開發工程破壞了魚類資源產卵、索餌、越冬、洄游通道等關鍵的棲息場所，建立魚類種質資源保護區是減少人類活動、緩解魚類資源衰退和優化水生生態的有效可行方式。水電開發中，為保護魚類種質資源及其生存環境，應在具有較高經濟價值和遺傳育種價值的魚類種質資源生長繁育區內，依法劃定給予特殊保護和管理的水域、灘涂及其毗鄰的島礁、陸域。為保護因雅礱江水電開發而受影響的雅礱江鱸鯉、長絲裂腹魚等魚類種質資源，2008年7月四川省政府印發了《四川省人民政府關于建立恩洋河中華鱉等9處省級水產種質資源保護區的批復》，省級水產種質資源保護區的建立將對瀕危魚類保護和漁業資源恢復起到積極作用。

3 結語

水電開發工程對魚類資源的影響是多方面的，因河流形態、水電開發方式、魚類資源種類等有不同的表現?？傮w來說，水電開發改變了河流生態系統時空分布規律，引起生物、非生物等變化。在自然狀態下，生態系統各要素相互聯系、制約，保持著自身的生態平衡，水電開發打破了這種生態平衡，其影響表現在阻斷魚類上下游交流、改變魚類產卵繁殖習性，限制了魚類生存空間，甚至對魚類生存構成威脅。

魚類資源的保護應因地制宜地制定符合河流特征、河流魚類種類、工程結構等相應的措施。在梯級水電開發中，更應對整個流域生態系統結構進行統籌規劃開發，加強對魚類生存環境的疊加積累影響的研究，保障流域開發的可持續性、協調性、完整性，建立生態環境友好型的水電開發體系。

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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，主要從事水力發電廠綜合計劃工作。