引江濟淮某泵站工程對長江水生態影響分析及保護措施

張文平

(安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088)

引江濟淮工程從長江干流左岸西兆河鳳凰頸引江樞紐和菜子湖樅陽引江樞紐分別取水、雙線引江，西兆河引江線路和菜子湖引江線路引水設計流量分別為150m3/s，引江總規模300m3/s。西兆河引江線路自鳳凰頸泵站經西河、兆河入巢湖。鳳凰頸泵站于1991年建成，是以排泄巢湖流域西河洪水和引江灌溉為主的大型排引結合的閘站樞紐工程，具有自排、自引、機排、機引等4種功能，設計抽排流量240m3/s、提水灌溉流量200m3/s。鳳凰頸泵站長江側為安徽銅陵淡水豚國家級自然保護區。

1 泵站現狀

現有鳳凰頸泵站是灌排結合的大型水利工程，于1991年3月投入運行。泵站主要功能為解決巢湖及西河流域洪水出路以及干旱年份為巢湖提供水源。

由于供水對象及保證率的不同，引江濟淮引江設計凈揚程4.74m高于原灌溉引水凈揚程3.74m。根據引江濟淮設計條件復核現狀鳳凰頸泵站引江能力，結果表明：現狀機組只有2臺水泵可以正常工作(總引江流量約70m3/s)；4臺ZL39- 3型水泵由于凈揚程變大，水泵對應的氣蝕余量相應增加，造成水泵葉輪淹沒深度增大，現狀水泵葉輪安裝高度不能滿足要求，且根據水泵裝置性能曲線在最高揚程工況下裝置已處于曲線外，不能穩定運行。水泵和電機不能適應引江濟淮規劃參數的要求，現狀泵站機組不能滿足引江150m3/s的設計要求，因此需要對泵站進行技術改造。

2 工程設計方案環境比選

為滿足鳳凰頸泵站的引江、排澇及灌溉等要求，在進行機組改造、建設影響補償泵站、原址改建等不同方案的比較研究的基礎上，形成2個主要設計變更方案。

2.1 機組改造方案(方案一)

鳳凰頸泵站機組改造方案，需補償因水泵葉輪直徑減小而減小的流量問題，有以下2種方案解決流量不足問題：

(1)在鳳凰頸排澇閘新建泵站中解決。鳳凰頸新站擬建于現狀鳳凰頸閘位置，距離鳳凰頸站約5km，其主要任務是抽排西河洪水，設計排洪流量150m3/s，安裝6臺套立式軸流泵，配套電機功率1800kW，總裝機容量10800kW，泵站布置于距現狀排澇閘內河側約230m處，利用原有渠道排水。該站正在建設。

(2)對老站進行擴建。現老站裝機為6臺，機組改造后仍為6臺，為滿足排澇要求，在改造原站基礎上，擴建2臺機組。為使排澇進水前池內水流平穩，采用對稱擴孔形式，在老站泵站房左右兩側各擴建一孔，擴孔孔徑、結構形式等與老站一致，同時對上下游翼墻、檢修間、副廠房等重建。擴建方案需開挖現有堤防進行施工，因此需在長江側填筑施工圍堰。

2.2 原址改建方案(方案二)

利用現狀鳳凰頸泵站作為進、出水口，在原前池內重建泵站。該方案將老站改造成防洪閘，利用現有閘門防洪，將安裝孔頂板全部封閉，形成上下2層出水涵洞。在老站與新建泵站之間，設置壓力水箱，將新建泵站布置成堤后式泵站。站址處河道順直，進水渠利用現有河道。

方案一鳳凰頸排澇閘新建泵站方案需對長江側引渠進行疏浚、拓寬和挖深。對老站進行擴建方案需在長江側填筑施工圍堰，兩個方案均需在長江側通江水道動土施工，夾江與銅陵淡水豚國家級自然保護區核心區直接連通，工程施工活動產生的懸浮物可能會對水質產生一定的影響，從而影響淡水豚棲息生境；施工區離保護區較近，施工機械設備和混凝土拌和系統的固定噪聲源、運輸車輛的流動噪聲源對淡水豚有一定驚擾。

方案二靠近長江側通江水道未動土，土建改造工程均在西河側泵站前池內，距離保護區最近邊界約300m，并且有原鳳凰頸排灌站相隔，對長江側水質基本無影響。由于距離保護區最近邊界約300m，施工噪聲對淡水豚影響也較小。設計方案不改變鳳凰頸引江樞紐的引江規模和工程任務，其對保護區生態影響可控制在原設計方案影響范圍內。

通過以上分析，方案二較方案一對銅陵淡水豚國家級自然保護區影響小，方案二不直接涉及銅陵淡水豚國家級自然保護區，在當前長江大保護背景下，不突破原工程批復環境影響，確保保護區臨江側不新增不利環境影響。從環境角度考慮推薦方案二。

3 對長江淡水豚保護區的影響分析

3.1 與自然保護區區位關系

在銅陵淡水豚自然保護區設立前，鳳凰頸閘于已1991年建設完成，其主要作用為排泄溪河流域洪水和引江灌溉。2000年銅陵淡水豚自然保護區設立，并將鳳凰頸閘所在的長江大堤作為其核心區的外邊界。2006年國務院辦公廳文件國辦發〔2006〕9號《國務院辦公廳關于山西五鹿山等22處新建國家級自然保護區名單的通知》中包括安徽省銅陵淡水豚國家級自然保護區，升級為國家級自然保護區。2006年安徽省環境保護局文件環然〔2006〕101號《關于銅陵淡水豚國家級自然保護區面積、范圍及功能分區等有關事項的通知》劃定了保護區的面積和范圍。2015年6月，《安徽銅陵淡水豚國家級自然保護區總體規劃2015—2024》報告中明確提出，鳳凰頸站“毗鄰保護區北岸，不在保護區范圍內”。2018年自然保護區管理部門根據環保督查及安徽省環境保護廳要求進行了勘界定標并進行了備案，根據勘界定標范圍，鳳凰頸泵站及其前池、攔污閘不在銅陵淡水豚國家級自然保護區內。本次設計方案土建、施工等工程均不在自然保護區范圍內，靠近長江側通江水道未動土，土建改造工程均在西河側泵站前池內，距離保護區最近邊界約300m。設計方案不改變鳳凰頸站引江規模，對保護區生態影響也在原設計方案影響范圍內。鳳凰頸站、工程設計方案與保護區位置關系示意如圖1所示。

圖1 鳳凰頸站、工程設計方案與保護區位置關系示意圖

3.2 對長江江豚的影響

3.2.1施工期

長江江豚對涉水工程較敏感，涉水工程產生的水下噪音、水質污染、棲息地破碎化、沙洲和流態改變和直接傷害等均會對江豚造成明顯影響。

涉水施工擾動水體，造成施工區及其擴散區水環境污染，施工期圍堰、打樁和護岸等過程會擾動河床和底泥，造成施工周邊水域懸浮物局部劇增，泥沙、砂石等懸浮使水體透明度下降，從而影響水體中初級生產者的光合作用，造成餌料生物豐度的下降，施工產生的不利因素將進一步影響魚類攝食和生長發育，造成漁業資源損失，進而使長江江豚的餌料資源下降。

白鱀豚和長江江豚發聲的頻率都超過100kHz，長江江豚對45～139kHz的聲音極其敏感[2- 3]，白鱀豚對16～48kHz的聲音極其敏感[4]。此外，白鱀豚的通訊信號的頻率低于10kHz[5- 6]。白鱀豚、長江江豚對10kHz以下的聲音，其聽閾值為80～100dB re 1 Pa[2]，而在其各自敏感頻率范圍內，其聽閾值為50～60dB。因此，相對來講，這兩種鯨類動物對低頻噪聲(水流和波浪噪聲，10kHz以下)相對不敏感，而對高頻噪聲(16～100kHz)相對更敏感。

施工期的噪聲源主要為施工機械和運輸車輛、運輸施工材料的貨船，其中主要有挖掘機、推土機、拖拉機、自卸汽車、起重機、潛水泵、貨船等。施工噪聲傳播的聲源源強又具有間隙性、起伏性、突發性的特點，噪聲會直接或間接的傳遞至水域中。噪聲對水生動物的影響程度因噪聲強度不同而不同，連續的水下噪聲可能會導致豚類動物聲納系統功能紊亂，無法定位和巡航，導致江豚被螺旋槳擊傷或擊斃，施工過程機械噪聲、拆除建筑物、車輛等過程產生的噪聲可能對臨近的保護區中的江豚產生一定影響。

總體而言，工程施工給豚類的覓食、撫育以及遷徙分布帶來一定影響。但由于工程施工強度不大，且為點狀工程，工程施工不直接涉及保護區，江豚直接進入施工區范圍的可能性較小，可能會出現在工程臨近的無為大堤堤外的長江水域。豚類依靠靈敏的聲納回聲定位，對低強度局部近岸、近灘船舶的可能危險仍具有一定探測和躲避能力。因此建議在加強施工管理、合理安排工序的基礎上，安排一定數量的小型機動船在碼頭施工水域附近擔任警戒，以驅趕試圖靠近現場的豚類。合理控制施工時間，盡量減少噪聲對江豚棲息生活的影響，施工產生的污水未經處理禁止排放入河。

3.2.2運行期

引江濟淮工程引水導致保護區江段水量減少，工程取水量占該江段總水量的比例較小，取水最大的月份集中在每年的1月份，枯水期取水后，江段水量將有所減少，水生生境范圍有所縮減；最大取水條件下，月取水量所占比例為3.8%，江段水量減少使沿岸洲灘出露幅度增加，但該種變化在天然條件下也時常發生，其影響程度有限。保護區江段水量減少，魚類資源量將受到一定影響，豚類的餌料資源魚也將相應減少。主汛期引水量相對較小，對豚類的餌料資源和棲息范圍影響不顯著；枯水期引水量相對較大，但鳳凰頸泵站引江口的引調水量對銅陵河段汀家洲左汊長江段水文情勢影響較小，因此，運行期引調水工程對江豚影響有限。

3.2.3對其他珍稀動物的影響

(1)對中華鱘的影響

銅陵河段是中華鱘繁殖群體上溯洄游到葛洲壩下產卵場和繁殖后群體及幼鱘順江而下的通道。中華鱘為底層活動魚類，親魚洄游時主要行走深槽沙壩，在底層深水區活動，受驚擾后趨避活動能力較強，工程不直接涉及保護區所在長江江段，不會阻斷其洄游通道，因此對中華鱘影響很小。

(2)對胭脂魚的影響

在長江中下游水域生長、長大的胭脂魚，溯水而上，途經施工江段時可能會受到施工的驚擾，但由于此時胭脂魚個體已較大，具有一定的趨避活動能力，受驚擾后會主動逃離施工區域，同時長江中下游水域胭脂魚資源量少，在施工區出現的幾率較小。

4 生態保護措施

4.1 攔魚及其配套設施

攔魚電柵是利用電極形成電場，使魚感電后發生防御性反應后改變游向，避開電場達到攔魚目的的一種設施。攔魚電柵的效果取決于魚的行為特性和攔魚電場的分布。魚的特性主要包括洄游習性、集群性、逃避習性和魚的抗流能力。上述特性對電柵攔魚的成敗起決定性作用，設置在水流速度小于魚的克流速度但大于魚的感應速度處的電柵欄頂流性強、集群性好、逃避方向由淺向深、由小水面向大水面逃離的魚成功可能性就高。攔魚電柵布置在鳳凰頸泵站長江側進水池處鋼筋砼護底上，在兩側翼墻處設置限位設施來固定柵體。工程采用懸掛式電柵安裝結構。柵體的設計水位為鳳凰頸泵站長江側引水式最高運行水位7.60m。

4.2 水生生態保護措施

(1)加強生態環境保護的宣傳和管理力度

加大對《中華人民共和國野生動物保護法》《中華人民共和國漁業法》等法律法規的學習和宣傳力度，使施工人員和當地群眾充分認識到保護長江江豚等珍稀水生保護動物的重要性。加強對施工人員的宣傳教育工作，嚴禁施工人員利用水上作業的便利條件捕撈水生野生動物。

(2)減少水域污染

施工過程和鳳凰頸閘運行過程中應采取有效措施，嚴格禁止生活垃圾、污水和棄渣直接向江中排放。

(3)加強巡視

工程施工期和調水期間，配合保護區管理部門加強對鳳凰頸閘外支流河道以及保護區河段周圍水體的巡查，派專人進行瞭望，一旦發現鳳凰頸閘外河道有江豚等保護動物出現，立即停止泵站調水，可利用特殊的聲納設備進行驅趕，讓江豚遠離閘外河道，以避免意外傷害事件的發生，同時向上級主管部門匯報。

(4)繁殖期避讓

項目主體工程施工安排在第1年10月至第4年10月，施工與部分水生生物的繁殖期是重疊，如豚類繁殖季節為3—6月；鯉、鯽在長江流域繁殖季節為3—5月，盛期為4—5月；黃顙魚繁殖產卵時間為4—5月。建議合理安排施工時序，將工期特別是涉水工程的施工時間嚴格控制在11月至次年3月前進行，并采取嚴格的污水及噪聲防護措施來減緩對魚類及珍稀水生生物的影響。

5 結語

本次鳳凰頸改造工程土建、施工等工程均不在自然保護區安徽銅陵淡水豚國家級自然保護區范圍內，靠近長江側通江水道未動土，工程施工對保護區有一定影響，但影響較小。工程通過方案比選、攔魚電柵、施工管理等保護措施，減少工程建設對長江水生態的影響，為水利工程建設水生態保護提供了技術參考。