重要的水生生物在水利水電的工程中受到的調控和影響

馬青霞+趙董萍

摘 要：對于我國流域所遭受的生物的資源衰退與更迭問題，說明河流內水生生物因重大的水利水電的工程所遭受的影響，歸納相關方法與技術，為我國的生態文明提供技術支持。聚焦于我國大型的河流，分析水電工程對于重要的水生生物所產生的影響，揭露重大的水電工程對于水生生物的生存環境的危害，分析其自然繁殖的現實途徑與可調控性；從而將其與重大的水電工程進行結合，系統性地闡述了增進工程優化的技術和適用性。

關鍵詞：水生生物；中華鰓；四大家魚；優化調控；水電工程；生態

一、引言

大型的水電工程具備水資源的調配、能源保障、防洪抗災等效益，成為社會和經濟持續發展的保障。至二零一四年，我國的水電裝機的容量就超過三億K，逐漸發展為世界級的水電的工程群，由于工程會阻斷魚類的通道，所以對于重要的水生生物繁殖和生存會造成直接的影響，在我國的許多流域都出現了這種情況，其中中華鱘和長江的四大家魚比較具有代表性。

長江優渥的自然環境為水生生物創造了良好的生存條件，而四大家魚是當前主要的捕撈對象和淡水養殖對象。雖然長江的水域十分優渥但由于近年來的污染，四大家魚的產卵規模已不如前。又比如由于葛洲壩的修建，導致中華鰓的徊游線路被阻隔，從而數量銳減，目前只有一處產卵處，三峽工程改變了河段的徑流量和流場。

學術界與工程界對于這一問題不斷在反思，并且提出了種種措施，但相關的技術還在探索的階段，還需更深入的研究。且隨著生態文明的觀念逐漸深入，維護生態安全也逐漸成為普遍的共識。

二、水利水電的工程對于重要的水生生物產生影響的原因

（1）物理的阻隔作用

河流在生態系統之間發揮著重要的紐帶作用。當河流受到工程的物理阻隔時，使得上游和下游無法形成雙向的物質交換，從而對于水生生物產生許多不利影響。魚類的徊游方向可分多種，但由于工程的物理阻隔，使其無法順利完成。中華鰓是我國的珍稀魚類，但在工程截流的那年卻無法達到其傳統的產卵場，在多年之后其產卵量已大幅下降，除了數量銳減之外其自然產卵的時空特征同時也在變化。

（2）水文水質的脅迫作用

河流受多種因素的影響，形成了其規律和特征，水生生物在此形成了自己的習性，對于水質和水文等條件具有自身的喜好和要求。而水電工程使河流長期形成的特征發生了改變，對于重要的水生生物繁殖產生了不利的影響。水庫建立后所產生的各種現象使關鍵的生態因子產生了變化，使水生生物面對巨大風險，比如四大家魚在葛洲壩的工程完成之后被分為兩個群體，但是干流沒有明顯變化。三峽水庫的建立則改變了四大家魚的產卵場的水質特征和水文：由于水文條件產生變化，對產卵的時間與規模產生了影響，而家魚繁殖在水文方面相對敏感，蓄水使得適宜水文的出現時間發生變化，以致家魚產卵的高峰期推遲。

三、重要的水生生物在自然繁殖時對生態水文的要求

水電工程具備調蓄的功能和改善生物繁殖的能力。通過將實際工程可調度的空間或者過魚的可行性的綜合評估之后可以來衡量重要的水生生物對于工程的可調控性。四大家魚屬于春季產的漂流性的卵魚類，水文因素對其十分關鍵，在水溫合適時，水位上漲則可以促進產卵，近年的研究表明，中華鰓的繁殖對于地質、流量、地形、水深、含沙量等因素存在偏好，中華鰓對于其產卵場的河床形態存在特定的需求，地質以亂石與卵石為主，卵石堆疊利于受精卵依附，硬化的河床促進其孵化。水文條件和河床條件相互作用，水位的漲落變化以及局部流場影響著鰓魚的自然繁殖，在適宜的條件下，紊亂的流場會促進其性腺發育以及受精產卵。

四、對于重要的水生生物繁殖棲息的方法與實踐

（1）生態調控的系統研究和技術

水電工程的建設使得河流的生態系統遭到破壞，使上下游的水動力和水文條件，對重要的水生生物的適宜性和連通性產生了影響。從影響機理看來，形成了以下調控方法：

a.過魚設施。主要來解決物理阻隔魚類的徊游路線的問題，通過設置仿自然的過魚設施來輔助其到達培育場所。實踐證明，過魚的設施技術能夠起到將水生生物的交流通道恢復的作用，但由于其受限條件較多，對于其他魚類的效果不一，就總的來說，此技術較合適于中低水頭的水利樞紐過壩。

b.進行增殖放流。用人工繁殖的方法，采用底播和放流等人工的方式向水域中放置活體的水生生物，是相對運用較多的方法。比如在葛洲壩工程完成之后，中華鰓的人工繁殖技術較成熟，現可以培育出子二代，此方法已成為中華鰓主要的生物資源補充，但是還是會存在各種問題。

c.生境的修復。人類高強度的活動導致了水生物的棲息地受到破壞。而使用生境修復的方法來減輕對生態系統的人為干擾使得生態系統有可能依靠自我的調節呢能力來進行恢復，限制捕撈、建設自然保護區等方法比較常見。

d.生態的調度。水電工程在具備生態環境的效應的同時也具備對其的調控功能。水電工程的生態調度吧生態因素歸入常規的調度中，通過優化現行的調度來最大程度減輕對其的影響，從而使得水生生物的棲息繁殖得以實現，近年我國開展了調度試驗，綜上方法，增殖放流和過魚設施難以高效解決問題，并且需要較長的周期來實施。而通過優化調度來滿足繁殖需求使得在操作性和實施周期上有著相對的優勢。但目前我國的水電工程以發電、防洪等為主，對此的研究還在起步階段，如何進行優化調控還是一個難點。

（2）重大的水電工程生態的調控實踐

對于魚資源衰減的問題，我國進行了長期的實踐和研究工作。通過機理研究來證實魚類對于自然繁殖條件的偏好，四大家魚的資源動態是判斷生態系統是否健康的主要指標。為了緩解工程對于魚類的不利影響，水庫開展了許多調度試驗。

五、結語：

由于人類對于水電的高強度開發，使得我國的各大流域都存在著生態環境的安全風險，開展重要的水生生物在水電工程中受到的調控和影響是國際生態的熱門話題，也是生態文明的建設的重要要求，對于這個問題應展開多學科的交叉研究，通過探索流量、流速、水質、水溫等重要因素來建立相應的生境的評價體系和產卵場的適合度的模型，形成滿足條件的優化的調控方法，近年來我國成功的開展了三峽水庫的調度試驗，但問題依然存在，需要解決，生態調度在未來的水電工程中是必然的需求，也是一項挑戰。

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