雅礱江錦屏大河灣水生生態(tài)環(huán)境保護研究

陳云華

（二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司，四川 成都 610051）

0 引 言

雅礱江下游的小金河口至巴折河段長約150 km，河流環(huán)繞錦屏山，形成一南北向長條形天然彎道，通常這一段河道又稱錦屏大河灣。該河段是雅礱江下游落差最大的河段，錦屏大河灣的彎道頸部，直線距離僅17 km，落差達312 m。錦屏水電工程位于錦屏大河灣河段上，包括錦屏一級和錦屏二級，總裝機容量為8 400 MW，是雅礱江流域下游開發(fā)的龍頭電站和控制性工程。錦屏一級大壩到錦屏二級閘壩之間僅7.5 km，被譽為雅礱江上的 “雙子星座”姊妹電站。

錦屏二級水電站建成后，閘壩與廠址之間將形成119 km減水河段。區(qū)間流域面積為6 245 km2，區(qū)間主要支流從上至下有磨子溝、子耳溝、九龍河等。這些支流距閘址較近，水量較大，特別是區(qū)間最大支流九龍河，控制了55.8%的區(qū)間流域面積，多年平均流量達106 m3/s，其匯入對增加減水河段的水量具有重要作用。除這三條支流外，閘址至廠址區(qū)間1 938.3 km2的流域面積內(nèi)尚有大量一級支流。這些區(qū)間支流的匯流和二級閘壩生態(tài)流量的泄放，可以維持雅礱江大河灣的河道水文特征。為保護大河灣水生生態(tài)環(huán)境，減免流域水電開發(fā)對雅礱江魚類資源的影響，二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司（以下簡稱 “二灘公司”）組織開展了大量基礎(chǔ)性研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提出了魚類資源保護的綜合措施并付諸工程實踐，開拓了河流水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的新思路和新途徑。

1 錦屏大河灣水生生態(tài)特點

錦屏大河灣多年平均流量約1 220 m3/s，常水位水面寬70～110 m，河床坡降大，水流湍急，河谷呈V形，漫灘、心灘少見，深潭較多。藻類物種豐富，浮游動物以原生動物和輪蟲為主。

大河灣段 （錦屏一級壩址至二灘水庫庫尾)分布魚類38種，區(qū)系組成體現(xiàn)出從青藏高原區(qū)向東洋區(qū)魚類區(qū)系過渡的特點，既有裂腹魚類和高原鰍屬魚類等青藏高原區(qū)的區(qū)系成分，也有裸體異鰾鰍鮀、鱸鯉和泉水魚等東洋區(qū)的種類；無國家級保護魚類，鱸鯉、細(xì)鱗裂腹魚、西昌高原鰍、長絲裂腹魚、裸體異鰾鰍鮀、松潘裸鯉和青石爬鮡屬四川省重點保護魚類，長薄鰍列入了 《中國動物紅皮書》；除了麥穗魚和泥鰍外，其他種類均適應(yīng)流速大于0.2 m/s的寬谷急流甚至是3 m/s的湍急水流，無洄游性魚類及大型魚類。

2 錦屏大河灣水電開發(fā)方案

錦屏大河灣水電開發(fā)采取裁彎取直的開發(fā)方案，分錦屏一級年調(diào)節(jié)水電站與錦屏二級引水式電站建設(shè)，兩電站聯(lián)合運行。

錦屏一級水電站壩址位于雅礱江普斯羅溝，壩址控制全流域面積的75.4%，多年平均流量為1 220 m3/s，多年平均年徑流量384.7億m?，是雅礱江下游卡拉～江口河段水電開發(fā)的龍頭梯級電站。電站裝機容量3 600 MW （6×600 MW），多年平均年發(fā)電量166.2億 kW·h。樞紐工程由擋水、泄水及消能、引水發(fā)電等永久建筑物組成，其混凝土拱壩壩高305 m。

錦屏二級電站閘址位于錦屏一級壩址下游 7.5 km的錦屏大河灣西端貓貓灘，廠址位于錦屏大河灣東端大水溝處，裝機容量4 800 MW （8×600 MW），多年平均年發(fā)電量242.3億kW·h。樞紐工程主要由攔河閘、泄水建筑、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成，為一低閘、長隧洞、大容量引水式電站。4條引水隧洞平均長16.67 km，一般埋深1 500～2 000 m，最大埋深2 525 m。

與傳統(tǒng)的沿江多梯級開發(fā)方案相比，大河灣裁彎取直開發(fā)方案在工程技術(shù)上面臨多重世界性難題；但在生態(tài)保護上，卻可使大河灣119 km長的河段原有的水生生境及其連通性得到保證，避免了多個梯級建設(shè)可能造成的生境阻隔與破碎，為采取多種措施有效保護水生生態(tài)提供了寶貴的生境條件，對大河灣乃至雅礱江中下游魚類種群多樣性的保護具有特殊、重要的意義。

3 錦屏大河灣水生生態(tài)保護措施

3.1 錦屏一級采取疊梁門分層取水方式

錦屏一級水電站為高壩大庫，水庫正常蓄水位1 880 m，死水位1 800 m，總庫容77.6億m3，調(diào)節(jié)庫容49.1億m3，屬年調(diào)節(jié)水庫。水庫建成后，水文情勢的改變將使水庫出現(xiàn)水溫分層現(xiàn)象，秋、冬季下泄水溫較天然狀況有所升高，春、夏季有所降低。水溫是影響水生生態(tài)的重要因素，水庫春、夏季的下泄低溫水將可能對下游魚類的生長繁殖造成一定影響。

錦屏一級水電站采用了疊梁門方式分層取水，最大限度地降低了下泄低溫水對下游魚類生長繁殖的影響。分層取水裝置共設(shè)三層疊梁門，高度分別為14、14、7 m，通過巧妙的高度搭配與組合運行，可實現(xiàn)0、7、14、21、28 m和35 m共6種分層取水工況。

雅礱江魚類主要產(chǎn)卵期為3月～6月，采用疊梁門分層取水后，錦屏一級水庫下泄水溫將較單層進水口方案提高0.1～1.6℃，其中3月提高1.0℃，4月提高1.6℃，一定程度上減緩了水庫下泄低溫水對魚類生長發(fā)育的影響。冬季 （11月～次年2月），平均下泄水溫 （10.4℃）比單層進水口時壩址處天然水溫 （6.9℃）高約3.5℃，有利于魚類越冬。

與傳統(tǒng)的雙層取水口方案比較，多層疊梁門分層取水技術(shù)可節(jié)省投資2.4億元，取水高程更為靈活。在水庫具有年調(diào)節(jié)性能、水位消落深度達80 m的錦屏一級水電站中應(yīng)用多層疊梁門分層取水技術(shù)，減輕了下泄低溫水對大河灣水生生境的影響，可稱為環(huán)境友好筑壩技術(shù)。

3.2 錦屏二級泄放生態(tài)流量

錦屏二級水電站水庫正常蓄水位1 646 m、死水位1 640 m，與錦屏一級廠房尾水銜接，總庫容0.14億m3，調(diào)節(jié)庫容0.05億m3，為日調(diào)節(jié)水庫。根據(jù)環(huán)境保護要求，電站運行期間，將下泄最小不低于45 m3/s的生態(tài)流量，至少相當(dāng)于一條山區(qū)中型河流的流量規(guī)模。下泄生態(tài)環(huán)境流量是針對錦屏二級水電站長隧洞引水式開發(fā)采取的一項重要水生生態(tài)保護措施，可有效避免電站運行造成局部河段脫水，并可維持錦屏大河灣119 km減水河段的急流生態(tài)環(huán)境。

春季是雅礱江魚類集中的產(chǎn)卵季節(jié)，大部分魚類的產(chǎn)卵活動都需要流水的刺激，此期間需要下泄更多的生態(tài)流量；必要時，還將結(jié)合魚類繁殖發(fā)育需要，進行人工造峰。下泄生態(tài)流量形成的人造洪峰，可以促使原河流型魚類充分利用大河灣特殊的生態(tài)環(huán)境，形成新的產(chǎn)卵場所。 生態(tài)流量泄放，可維持錦屏大河灣河道水文特征和生態(tài)環(huán)境，使水生生物能充分利用大河灣作為棲息場所，保障原河流型魚類的生存與繁衍。

錦屏二級首部樞紐工程建設(shè)中，將右岸導(dǎo)流洞改建成永久生態(tài)流量泄放洞，隧洞全長592.93 m；同時，在閘壩弧形工作門上設(shè)置舌瓣門，作為補充生態(tài)流量泄放方式。生態(tài)流量泄放洞最大泄放能力為600 m3/s，若考慮與弧形工作門上的舌瓣門聯(lián)合運行，則最大泄放能力可達到800 m3/s，可以滿足制造人工洪峰的要求。

以最小下泄流量45 m3/s計，初步估算，二灘公司將以每年減少約 9億kW·h發(fā)電量，亦即約2.7億元售電收入的代價，換取大河灣119 km河段寶貴的生態(tài)環(huán)境。

3.3 建設(shè)魚類增殖站，人工馴養(yǎng)繁殖特有魚類

魚類增殖放流站建設(shè)，是減少工程建設(shè)對魚類資源造成的不利影響、有效保護魚類種群資源的重要措施?？紤]到錦屏一級、二級、官地3個水電站對魚類資源的影響基本相似，為統(tǒng)籌規(guī)劃、便于管理，3個電站共建1個魚類增殖站。

本著高起點規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、高技術(shù)運行管理保障的原則，二灘公司修建了目前國內(nèi)水電行業(yè)投資最多、放流規(guī)模最大、工藝水平與工業(yè)化程度領(lǐng)先的集魚類養(yǎng)殖、放流、研究于一體的錦屏—官地水電站魚類增殖站，設(shè)計放流 4～15 cm的苗種，每年可達 150萬～200萬尾。

雅礱江錦屏—官地水電站魚類增殖放流站位于錦屏二級閘址下游業(yè)主用地大沱區(qū)域，增殖站場址進行邊坡處理及場平后形成三級臺階，占地總面積71 520 m2，主要構(gòu) （建）筑物有綜合管理房、催產(chǎn)孵化和開口魚苗培育車間、魚苗培育車間、魚種培育車間等，配套有發(fā)電機房、監(jiān)控及安防運行系統(tǒng)、抽水泵站等。環(huán)形親魚池采取底部鋪設(shè)卵石、人造水流等措施模擬天然河道環(huán)境，促使親魚正常生長并性腺發(fā)育成熟；工廠化養(yǎng)殖車間內(nèi)部安裝有技術(shù)先進的循環(huán)水處理系統(tǒng)，經(jīng)過生物過濾、紫外消毒、恒溫加熱等供給優(yōu)質(zhì)水源，保障親魚健康生產(chǎn)和幼魚茁壯成長；室外養(yǎng)殖則通過泵入的雅礱江江水進行適應(yīng)性馴養(yǎng)，確保放流魚類能盡快、較好地融入天然河道水環(huán)境。

錦屏—官地水電站魚類增殖放流站 2011年完建并投入運行，同年11月29日進行了首次放流活動。放流長絲裂腹魚、細(xì)鱗裂腹魚、短須裂腹魚、四川裂腹魚和長薄鰍等5種魚類共計10萬尾魚苗。2012年站內(nèi)已成功實現(xiàn)了鱸鯉、短須裂腹魚、長絲裂腹魚、細(xì)鱗裂腹魚的人工繁殖培育。裸體異鰾鰍鮀、圓口銅魚、西昌高原鰍、松潘裸鯉、中華鮡和青石爬鮡等魚類的人工繁殖目前尚沒有成熟的技術(shù)保證，將這些魚類列為中遠(yuǎn)期人工增殖放流的對象，根據(jù)魚類馴化、繁殖研究成果進行放流。

3.4 建立特有魚類種質(zhì)資源保護區(qū)

雖然錦屏大河灣受水電站建設(shè)影響而流量減小，但因區(qū)間流域面積大，多條支流匯入，仍保持了大中型河流的急流狀態(tài)，從而為保護雅礱江特有魚類提供了良好棲息環(huán)境。然而，流量的減少，使非法捕撈變得更方便，需要地方政府配套采取相應(yīng)的行政保護措施，禁止濫捕濫漁，才能保證大河灣生態(tài)保護措施的實施效果。在錦屏大河灣特殊的河流急流生態(tài)環(huán)境建立種質(zhì)資源保護區(qū)已成為業(yè)內(nèi)人士的共識。

2008年7月，四川省人民政府以川府函 [2008]174號文印發(fā)了 《四川省人民政府關(guān)于建立恩洋河中華鱉等9處省級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)的批復(fù)》，同意建立包括雅礱江鱸鯉長絲裂腹魚省級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)在內(nèi)的9處四川省級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)。

雅礱江鱸鯉長絲裂腹魚省級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)總面積530 hm2，位于涼山州冕寧縣境內(nèi)，分兩段。其中，核心區(qū)面積330 hm2，實驗區(qū)面積200 hm2。核心區(qū)特別保護期為全年。保護區(qū)主要保護對象為鱸鯉、長絲裂腹魚，保護的其他物種包括四川裂腹魚、短須裂腹魚、泉水魚、黃石鲃鮡、長薄鰍等。

水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)的核心區(qū)和實驗區(qū)均位于錦屏二級水電站閘址至廠房間的減水河段，是魚類產(chǎn)卵繁殖的良好棲息地。保護區(qū)的建立實現(xiàn)了棲息地保護與增殖放流的有機結(jié)合，將顯著提高增殖放流的保護效果。

3.5 錦屏大河灣水生生態(tài)調(diào)查與科研任務(wù)

目前，我國對于西南山區(qū)珍稀、特有魚類保護的基礎(chǔ)研究均不夠系統(tǒng)和深入，各項魚類保護措施的設(shè)計、運行管理也遠(yuǎn)未成熟。為全面掌握錦屏大河灣水生生態(tài)的現(xiàn)狀與變化趨勢，不斷提高水生生態(tài)保護的能力與水平，二灘公司組織對錦屏大河灣的水生生態(tài)與魚類保護開展了系列的調(diào)查研究工作。

2011年，委托專業(yè)單位開展了大河灣施工期水生生態(tài)調(diào)查工作，共設(shè)置9個調(diào)查斷面，包括錦屏一級庫區(qū)3個調(diào)查斷面、錦屏二級庫區(qū)1個調(diào)查斷面、錦屏二級壩址下游雅礱江河段4個調(diào)查斷面、支流九龍河1個調(diào)查斷面，分別于2011年 （錦屏二級水電站蓄水前）、2013年 （錦屏二級水電站運行初期）、2015年 （錦屏二級水電站全部機組投運后）對大河灣段餌料生物、魚類資源及生態(tài)習(xí)性進行現(xiàn)場調(diào)查，并對大河灣段各項魚類保護措施實施后的實際保護效果作出分析與評價，為進一步補充、優(yōu)化魚類保護工作提供基礎(chǔ)資料。

2005年，二灘公司與國家自然科學(xué)基金委員會共同設(shè)立了雅礱江水電開發(fā)研究基金。其中，與水生生態(tài)保護相關(guān)的課題有：雅礱江梯級水電開發(fā)生態(tài)環(huán)境效益和影響定量評價與調(diào)控機制研究；二灘水庫的生態(tài)影響研究；雅礱江流域開發(fā)對魚類的影響研究以及大型水庫的水溫影響研究等?；谘诺a江梯級水電開發(fā)生態(tài)環(huán)境效益的研究成果獲得 “大禹水利科學(xué)技術(shù)獎二等獎”。2012年，為確保魚類增殖放流站遠(yuǎn)期放流目標(biāo)的順利實現(xiàn)并為錦屏二級生態(tài)調(diào)度做準(zhǔn)備，公司組織開展了雅礱江保護及特有魚類生活史及繁殖生物學(xué)研究、雅礱江保護及特有魚類人工馴養(yǎng)及繁殖技術(shù)研究、雅礱江保護及特有魚類增殖放流技術(shù)研究，重要保護魚類繁殖的水力學(xué)條件與人造洪峰誘導(dǎo)產(chǎn)卵技術(shù)研究。

這些調(diào)查與研究工作，將進一步掌握錦屏大河灣水生生態(tài)的特點、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并爭取在珍稀、特有魚類的人工馴養(yǎng)、增殖上取得突破性成果，同時也可為電站的生態(tài)調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 語

二灘公司矢志不渝地秉承 “流域統(tǒng)籌、和諧發(fā)展”的環(huán)保理念，在雅礱江流域水電開發(fā)中堅持開發(fā)與保護并重，使工程與環(huán)境相容相促，使人與自然同韻同律，努力創(chuàng)建開發(fā)效益顯著、生態(tài)保護完整、人文環(huán)境和諧的雅礱江流域水電開發(fā)模式。在雅礱江錦屏大河灣水生生態(tài)環(huán)境保護中，錦屏一級水電站分層取水措施有助于緩解低溫水對大河灣魚類的影響，保證春季魚類的繁殖發(fā)育；錦屏二級水電站采用引水式開發(fā)保留了119 km長的天然河道，電站下泄生態(tài)流量加上區(qū)間徑流補充，使其完全達到山區(qū)中等河流的規(guī)模，為魚類繁殖生長提供了寶貴的天然生境；魚類增殖放流站對珍稀、特有魚類的人工增殖、放流，可使河段內(nèi)重要魚類的種群數(shù)量得到有效補充；魚類種質(zhì)資源保護區(qū)的建立，從行政管理上加強了對大河灣魚類資源的保護；魚類科研為遠(yuǎn)期魚類保護措施的不斷補充與優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

上述一系列水生生態(tài)保護措施的實施，不僅將使大河灣原有生境特點及魚類種群的多樣性得到保留；同時，二灘公司還將持續(xù)不斷努力，使大河灣寶貴的天然生境在雅礱江中、下游魚類保護中發(fā)揮更加重要的作用。