水電工程魚類增殖放流站設(shè)計淺析

單 婕，薛聯(lián)芳，周祥林

(1.水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，北京100120；2.中國電力建設(shè)股份有限公司，北京100048)

水電工程魚類增殖放流站設(shè)計淺析

單 婕1，薛聯(lián)芳1，周祥林2

(1.水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，北京100120；2.中國電力建設(shè)股份有限公司，北京100048)

近年來我國水電工程魚類增殖放流站的設(shè)計和建設(shè)情況的總結(jié)分析和實地調(diào)研結(jié)果表明，水電工程魚類增殖放流站設(shè)計日趨規(guī)范，今后的工程設(shè)計中需完善流域魚類增殖放流總體規(guī)劃，進一步細化親魚收集與馴化設(shè)計，優(yōu)化選址及供水供電方案，加強餌料培育池、倉庫等輔助設(shè)施設(shè)計等工作。

魚類增殖站；設(shè)計；水電工程

0 引 言

我國水能資源十分豐富，發(fā)展水電對于解決我國能源發(fā)展面臨的突出問題，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)碳減排目標，意義十分重大[1]；同時，水電開發(fā)對區(qū)域環(huán)境也有一定的負面影響[2]，尤其對流域水生生態(tài)及漁業(yè)資源影響較大。目前，我國主要采取了魚類棲息地保護、修建過魚設(shè)施和人工增殖放流等方式減緩水電開發(fā)對水生生態(tài)帶來的不利影響[3- 6]。其中，對魚類實施人工增殖放流是補償魚類資源衰退、保護珍稀瀕危魚類種群延續(xù)以及補充經(jīng)濟魚類資源的一種重要手段。建設(shè)魚類增殖放流站對于緩解水電工程對所在流域水生生物資源的不利影響起到積極的作用，是恢復(fù)流域魚類資源的重要途徑。

隨著水電事業(yè)的發(fā)展，我國魚類增殖放流站設(shè)計、施工及運行技術(shù)得到了長足的發(fā)展。本文通過我國大中型水電工程魚類增殖放流站近十年來設(shè)計方案的總結(jié)分析，以及對我國溪洛渡、錦屏、索風(fēng)營、阿海、安谷等多個在建、已建電站魚類增殖放流站的實地調(diào)研，總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題，為進一步促進魚類增殖放流站設(shè)計和建設(shè)工作提供有益參考。

1 我國水電工程魚類增殖放流站發(fā)展情況

1956年，我國在烏蘇里江畔繞河鎮(zhèn)建立了第一座魚類增殖放流站，主要功能為進行大麻哈魚的孵化放流。隨著水電行業(yè)的不斷發(fā)展，葛洲壩工程管理局于20世紀80年代初建立了中華鱘人工繁殖研究所，這是首次針對水電工程對魚類資源的影響而開展的人工魚類增殖放流工作。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前我國處于設(shè)計、建設(shè)及運行階段的水電工程魚類增殖放流站已有數(shù)十個，分布在金沙江、大渡河、雅礱江、瀾滄江等多個流域。

隨著魚類增殖放流工作的開展，我國也陸續(xù)制定了相關(guān)政策文件及技術(shù)標準，指導(dǎo)魚類增殖放流站設(shè)計和運行工作逐步科學(xué)化和規(guī)范化。2003年，農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《關(guān)于加強漁業(yè)資源增殖放流工作的通知》(農(nóng)漁發(fā)[2003]6號)，從漁業(yè)生產(chǎn)角度推動并規(guī)范魚類增殖放流工作。2009年，農(nóng)業(yè)部頒布了《水生生物增殖放流管理規(guī)定》(農(nóng)業(yè)部令2009年第20號)，對用于增殖放流的親體、苗種及放流管理等相關(guān)事項做出規(guī)定。2014年，國家能源局批準發(fā)布了由水電水利規(guī)劃設(shè)計總院主編的NB/T 35037—2014《水電工程魚類增殖放流站設(shè)計規(guī)范》。這是水電行業(yè)首部魚類增殖放流站設(shè)計規(guī)范，對放流對象、規(guī)模、工程等別、生產(chǎn)工藝、工程設(shè)計及運行管理等各項設(shè)計內(nèi)容做出了具體規(guī)定，魚類增殖放流站設(shè)計工作進入一個新的階段。

2 魚類增殖放流站設(shè)計經(jīng)驗與不足

2.1 增殖放流種類和規(guī)模

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多相同流域或相鄰流域水電工程的魚類增殖任務(wù)類似，增殖放流的近期和遠期種類有一定重復(fù)；因此，宜從流域角度統(tǒng)籌考慮魚類增殖放流需求，尤其是對人工增殖放流技術(shù)尚未成熟的遠期放流種類，可集合多個水電梯級開發(fā)、設(shè)計和運行單位的科研力量和資金，進行集中研究和攻關(guān)。同時，在放流水域生態(tài)承載力計算中，上下游銜接梯級的增殖放流地點、區(qū)域往往有一定重復(fù)，宜統(tǒng)籌考慮上下游梯級的增殖規(guī)模和放流水域，避免增殖放流計劃的重復(fù)。

2.2 親魚需求量計算與收集馴養(yǎng)

(1)親魚需求量計算。親魚的收集與馴養(yǎng)是保障增殖任務(wù)順利完成的重要前提，親魚及后備親魚需求量是魚類增殖放流站設(shè)計的重要參數(shù)。目前在魚類增殖放流站設(shè)計中，計算親魚需求數(shù)量時常采用以下公式

需生產(chǎn)受精卵量=放流量/(幼苗成活率×孵化率)

(1)

雌性親魚需要量=需生產(chǎn)受精卵量/(催產(chǎn)率×相對懷卵量×受精率)

(2)

親魚需要量=雌性親魚需要量×(1+雌雄親魚比值)

(3)

其中，放流量常以環(huán)境影響評價階段成果為主要依據(jù)。而調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有的工程由于環(huán)境影響報告書批復(fù)較早，在進行魚類增殖放流站初步設(shè)計時，工程建設(shè)區(qū)環(huán)境及流域水文條件發(fā)生了變化，如下游梯級已開始進行設(shè)計或建設(shè)，壩下水域?qū)⒂珊拥佬娃D(zhuǎn)為水庫型，使流速變緩、水面面積和水深均增大；庫區(qū)支流由于小水電規(guī)劃建設(shè)或受到電站回水影響，支流產(chǎn)卵場或急流生境受到破壞等；而這些變化又將導(dǎo)致適應(yīng)急流型或緩流型魚類的生境情況發(fā)生變化。因此，在進行魚類增殖放流站設(shè)計時，宜根據(jù)放流水域生境條件、漁產(chǎn)潛力計算值、放流對象維持種群生存最小需求量等現(xiàn)階段成果，對不同種類放流對象的放流數(shù)量進行進一步的復(fù)核及合理調(diào)整。同時，公式中親魚相對懷卵量常通過查閱文獻及試驗調(diào)查等方式確定。根據(jù)多個已建水電站魚類增殖放流站的調(diào)研分析結(jié)果，在進行人工催產(chǎn)操作中，親魚相對懷卵量與實際排卵量存在一定差異，人工養(yǎng)殖條件下的親魚的懷卵量和成熟度均難以達到野生親魚調(diào)查數(shù)據(jù)。因此，計算親魚需求量時，宜將相對懷卵量乘以經(jīng)驗系數(shù)得出相對產(chǎn)卵量作為計算依據(jù)，以使計算結(jié)果更加科學(xué)合理。此外，調(diào)查發(fā)現(xiàn)野生親魚收集后，往往由于餌料、水流、溫度等條件不完善以及馴養(yǎng)技術(shù)不成熟等情況而導(dǎo)致死亡。因此，在計算親魚需求量時，宜根據(jù)不同種類放流對象目前人工馴養(yǎng)技術(shù)進展情況，合理考慮親魚馴養(yǎng)成活率對需求量的影響。

(2)親魚收集。近年來，由于魚類生境惡化，人為捕撈等影響，很多流域出現(xiàn)野生親本資源量下降現(xiàn)象，親魚收集和捕撈成為重要問題。如大渡河長河壩和黃金坪水電站魚類增殖放流站確定近期放流規(guī)模30萬尾，計算得出需收集齊口裂腹魚雌雄親魚共計993 kg，重口裂腹魚雌雄親魚共計662 kg，數(shù)量較大，因而親魚捕撈成為增殖放流站亟需解決的難題。為保障增殖親魚為野生親魚，達到放流子一代魚苗的要求，滿足增殖放流所需親魚數(shù)量，魚類增殖放流站設(shè)計中需重視親魚收集方案的制訂。方案制訂過程中，應(yīng)首先調(diào)研近年來工程影響河段或鄰近水域漁產(chǎn)量及漁獲物組成情況，同時掌握該區(qū)域魚類資源分布特點，了解親魚的生物習(xí)性；從而明確親魚收集的水域、地點、捕撈工藝、捕撈時間以及運輸方案等情況，以制訂合理可行的親魚收集方案。此外，對于親魚收集工作，還應(yīng)配備相應(yīng)的專業(yè)人員。

(3)親魚馴養(yǎng)與親魚池設(shè)計。在水電工程魚類增殖放流站設(shè)計中，增殖放流對象多為喜好流水生境的急流型魚類以及珍稀、土著魚類，親魚馴養(yǎng)工作常屬于首次嘗試，缺乏經(jīng)驗積累，技術(shù)難度較大。根據(jù)對已建魚類增殖放流站的調(diào)研分析，結(jié)果表明，在親魚馴養(yǎng)設(shè)計中，對于急流型魚類，在養(yǎng)殖工藝設(shè)計中宜采用流水或微流水模式，有利于親魚成活并刺激其性腺發(fā)育；在親魚培育池設(shè)計中，尤其對于鰍科、鮡科魚類，宜采用生態(tài)親魚池，在池底放置石塊等模擬人工生境，有利于親魚馴養(yǎng)和培育。

2.3 魚類增殖放流站選址與建設(shè)

(1)魚類增殖放流站選址。魚類增殖放流站站址比選過程中，需要考慮場地面積、地質(zhì)、水源、交通及運行管理等多種因素，而水電站建設(shè)區(qū)域一般山高坡陡，施工場地狹窄，地質(zhì)條件復(fù)雜，因此站址選擇較為困難。魚類增殖放流站選址一般在環(huán)境影響評價階段已初步確定，而在設(shè)計階段，宜根據(jù)水文、地質(zhì)等深入調(diào)查資料進行認真的復(fù)核比選，從而盡量避免場地平整、地基處理以及供水等投資過大。如錦屏魚類增殖放流站環(huán)境影響評價階段地質(zhì)評價工作深度較淺，站址初步選擇大沱營地，在進行初步設(shè)計時，通過地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)該站址位于滑坡體上，必須采取工程處理措施保障場地穩(wěn)定性，從而大幅增加了地基處理費用。又如阿海水電站增殖放流站原選址位于業(yè)主營地，在初步設(shè)計中復(fù)核表明，該站址泵站供水揚程高達數(shù)百米，運行費用較高，從而進行了優(yōu)化調(diào)整。

(2)魚類增殖放流站施工組織設(shè)計。為達到環(huán)境保護“三同時”建設(shè)目標，滿足環(huán)境保護驗收要求，魚類增殖放流站施工組織設(shè)計是保障工程施工質(zhì)量和進度的重要內(nèi)容。調(diào)研表明，一，在魚類增殖放流站施工填料、砂石骨料等料源選擇中，宜與水電站主體工程建設(shè)統(tǒng)籌考慮，優(yōu)化供應(yīng)。如兩河口魚類增殖放流站土石方填筑量共需約36萬m3，經(jīng)與主體工程協(xié)調(diào)，外借土石方設(shè)計采用兩河口水電站樞紐壩肩開挖石渣料，解決了料源問題；同時，經(jīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，砂石骨料也設(shè)計由樞紐工程砂石骨料廠供應(yīng)，節(jié)省了加工設(shè)備投入。二，對于魚類增殖放流站工程的棄渣處理，也宜納入主體工程總體規(guī)劃。如楊房溝魚類增殖放流站工程計算產(chǎn)生棄渣約39.40萬m3，經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃，設(shè)計運往主體工程的中鋪子棄渣場，既滿足了水土保持要求，同時又節(jié)省了水土流失防治措施投資。此外，由于水電工程場地緊張，魚類增殖放流站站址常選擇原施工場地、原臨時施工營地以及渣場平臺等場地。在安排魚類增殖放流站施工工期及施工總進度時，需要結(jié)合主體工程施工建設(shè)情況，合理銜接，避免出現(xiàn)計劃開工時站址仍為主體工程占用，無法按期建成的情況。

2.4 魚類增殖放流站輔助設(shè)施設(shè)計

(1)供水供電及防洪設(shè)計。魚類增殖放流站多采用室內(nèi)循環(huán)水工藝進行魚苗魚種培育，供水供電工程是魚類增殖放流站的重要設(shè)施，應(yīng)杜絕斷水?dāng)嚯娛鹿十a(chǎn)生，以免造成魚苗魚種以及親魚的嚴重損失。供水供電設(shè)計中，在選擇主要水源和電源的同時，必須同時考慮合適的備用水源和電源，以使供水供電保證率達到100%。水電工程多處于高山峽谷地帶，魚類增殖放流站常采用支溝、山菁及庫區(qū)水作為水源。在水源水量分析中，由于支溝及山菁缺乏水文觀測資料或者觀測年限較短，需考慮枯水年及枯水期水量保障措施；同時，在水源水質(zhì)分析中，由于暴雨影響，汛期支溝、山菁及庫區(qū)水泥沙含量大，因此需要重視取水口過濾及沉淀措施設(shè)計以滿足養(yǎng)殖用水需求。此外，水電工程魚類增殖放流站需要具有可靠的防洪排水措施，重視泥石流等地質(zhì)災(zāi)害防護工作，親魚培育池等重要建筑物，可適當(dāng)提高防洪標準。

(2)餌料培育及倉庫。調(diào)研分析表明，目前已建魚類增殖放流站常存在餌料培育池數(shù)量不足問題，同時大多缺乏貯藏室、倉庫等的規(guī)劃設(shè)計，給運行管理帶來不便。餌料培育是保障親魚馴養(yǎng)、魚種魚苗生長的前提條件，在魚類增殖放流站設(shè)計方案中，宜明確活餌料生物培育方法，并合理設(shè)計培育池容積及數(shù)量，保障活餌料生產(chǎn)和連續(xù)供應(yīng)；對于飼料加工及購置，宜明確加工設(shè)備型號和數(shù)量以及購置渠道。魚類增殖放流站運行中，飼料、魚藥儲存及設(shè)施設(shè)備堆放均需要一定面積的倉庫，而在建(構(gòu))筑物設(shè)計中常易忽視。魚類增殖放流站倉庫可單獨建設(shè)，也可設(shè)置于室內(nèi)車間，但應(yīng)獨立分隔，并注意防潮防火；倉庫進口及室外交通應(yīng)考慮方便運輸工具出入。

(3)污水處理。采用循環(huán)水養(yǎng)殖工藝時，魚類養(yǎng)殖過程中將產(chǎn)生一定的生產(chǎn)廢水，水量較少，在室內(nèi)車間一般設(shè)計有污水處理設(shè)備進行處理，或者外排納入管理人員生活污水處理系統(tǒng)集中處理。而采用流水或微流水養(yǎng)殖工藝時，魚類養(yǎng)殖過程中排水量大，污染物含量小，采用成套污水處理設(shè)備運行成本高，可考慮采用生態(tài)塘法進行處理。魚類增殖放流站生態(tài)塘可結(jié)合景觀、餌料培育及污水處理多種功能進行設(shè)計(見圖1)。生態(tài)塘形狀和位置可結(jié)合站內(nèi)園林景觀設(shè)計要求進行布設(shè)，塘內(nèi)宜種植水草，并養(yǎng)殖麥穗魚、鯽魚及鰱魚等魚類。這一方面起凈化水質(zhì)作用，另一方面可為親魚和后備親魚提供活餌料，生態(tài)塘處理后清水滿足水質(zhì)要求后可作為綠化、場內(nèi)灑水等用水。

3 結(jié)語和建議

(1)完善流域魚類增殖放流總體規(guī)劃。近年來，我國水電工程魚類增殖放流站發(fā)展迅速，有效維護了流域生物多樣性，保護了珍稀、特有及土著魚類種質(zhì)資源。今后，不僅應(yīng)重視單個水電工程魚類增殖站的設(shè)計建設(shè)，同時需要加強流域魚類增殖放流規(guī)劃工作。在流域魚類增殖放流規(guī)劃中，需要系統(tǒng)掌握流域水生生物的分布特點和資源情況，結(jié)合流域生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃，統(tǒng)籌規(guī)劃流域魚類增殖放流的規(guī)模、種類及地點等，明確單個水電工程在流域魚類資源保護中承擔(dān)的責(zé)任，優(yōu)化資源配置，集中各方力量解決增殖放流中的重點和難點問題。

(2)加強魚類增殖站設(shè)計經(jīng)驗分析總結(jié)。隨著我國水電事業(yè)的不斷發(fā)展，水電工程魚類增殖放流站設(shè)計和建設(shè)經(jīng)驗也不斷積累和豐富。今后，各方應(yīng)不斷加強對魚類增殖放流站設(shè)計、施工和運行情況的調(diào)研分析工作，總結(jié)和傳播較好的經(jīng)驗，及時發(fā)現(xiàn)和改進不足之處，使水電工程魚類增殖放流站設(shè)計工作日趨科學(xué)、合理和規(guī)范，繼續(xù)為減緩水電開發(fā)帶來的不利影響做出重要貢獻。

[1]陳飛. 解放思想， 推動中國水電事業(yè)科學(xué)發(fā)展[J]. 水力發(fā)電學(xué)報， 2011， 30(4)： 1- 5．

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[3]李菊根， 雷定演. 中國水電發(fā)展與設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新[J]. 水電自動化與大壩監(jiān)測， 2011， 35(3)： 1- 4．

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(責(zé)任編輯陳 萍)

Analyses on the Design of Fish Restocking Station of Hydropower Projects

SHAN Jie1, XUE Lianfang1, ZHOU Xianglin2

(1. China Renewable Energy Engineering Institute, Beijing 100120, China;2. Power Construction Corporation of China, Ltd., Beijing 100048, China)

According to the summary and field investigation on the design and construction of fish restocking station of hydropower project in China in recent years, the design of fish restocking station of hydropower project has increasingly standardized. In the future, the overall basin fish restocking station planning need to be improved, the parents fish collection and domestication design should be refined, the site selection and water and power supply scheme should be optimized, and the designs of bait breeding pond, storage and other ancillary facilities should be strengthened．

fish restocking station; design; hydropower project

圖1 魚類增殖放流站生態(tài)塘設(shè)計路線

2015- 07- 01

單婕(1982—)，女，安徽滁州人，高級工程師，博士，主要從事水電工程環(huán)境保護和水土保持工作．

S953

A

0559- 9342(2015)12- 0010- 03