土谷塘航電樞紐工程庫區(qū)固定半浮式人工

【摘要】土谷塘航電樞紐工程建設(shè)完成后，將導(dǎo)致湘江庫區(qū)部分魚類的產(chǎn)卵場淹沒消失，根據(jù)受影響魚類的繁殖生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特點(diǎn)，在庫區(qū)設(shè)置固定半浮式人工魚礁可以修復(fù)產(chǎn)粘性卵、沉性卵等魚類的產(chǎn)卵場，增殖魚類等水生生物資源，減緩和補(bǔ)償樞紐建設(shè)和運(yùn)行對水生態(tài)的影響。該人工魚礁由礁體和人工魚巢兩部分組成，礁體固定在原產(chǎn)卵場附近，水面下1.5～2.0 m處，人工魚巢一端固定在礁體上，一端浮于水面。該人工魚礁可供產(chǎn)粘性卵、沉性卵、穴居產(chǎn)卵等多種生態(tài)類型的魚類產(chǎn)卵。本文還就人工魚礁管理技術(shù)要求，建立了監(jiān)測與效果評估模型進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】固定半浮式人工魚礁；增殖修復(fù)技術(shù)；土谷塘航電樞紐

1935年，美國在太平洋沿岸建造了世界上第一座人工魚礁，至1983年美國的人工魚礁達(dá)1200多座，每座魚礁的體積均達(dá)數(shù)萬立方米，取得了較好的魚類增殖效果。日本于1952年開始海區(qū)人工魚礁建設(shè)，1974年頒布了《沿岸漁場整修開發(fā)辦法》，專門對人工魚礁的設(shè)置作了規(guī)定。我國于1975年在臺(tái)灣開始設(shè)置人工魚礁，大陸則于上世紀(jì)70年代末、80年代初開始海區(qū)人工魚礁的設(shè)置與研究工作，其特點(diǎn)是起步較晚，發(fā)展很快，技術(shù)成熟，效果較好，但主要為海區(qū)人工魚礁，并于2012年頒布了水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《人工魚礁建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（SC/T 2090-2012）。目前，人工魚礁的設(shè)置主要在海岸、海區(qū)，關(guān)于內(nèi)河人工魚礁的研究、設(shè)置均較少。近年來，為了修復(fù)水域生態(tài)環(huán)境，增殖魚類等水生生物資源，特別是長江流域的湖南、安徽等省份均開展了淡水人工魚巢的研究，湖南于2015年發(fā)布了湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)《淡水人工魚巢增殖技術(shù)規(guī)程》（DB43/T 1077-2015），淡水人工魚礁的研究目前還處于起步階段，土谷塘航電樞紐人工魚礁的建設(shè)與研究，將為內(nèi)河水域魚類棲息地修復(fù)、資源增殖提供有力的技術(shù)支撐與示范，對于內(nèi)陸水域產(chǎn)卵場修復(fù)、資源增殖保護(hù)意義重大。

土谷塘航電樞紐工程壩址位于衡南云集鎮(zhèn)濱河村，上距近尾洲樞紐壩址50km，下距衡陽市約38km，距大源渡樞紐壩址100km。是以航運(yùn)為主、航電結(jié)合，并兼有灌溉、供水與水產(chǎn)養(yǎng)殖功能的低水頭樞紐工程。樞紐正常蓄水位58.0m，相應(yīng)庫容1.97億m3，渠化III級航道50km，船閘設(shè)計(jì)通航船舶噸級1000t，電站裝機(jī)90MW，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型，于2016年投入試運(yùn)行。電站建成后壩址湘江庫區(qū)部分粘性卵、沉性卵魚類產(chǎn)卵場淹沒消失或部分消失，為一定程度地修復(fù)這些生態(tài)類型魚類產(chǎn)卵場，增殖魚類資源，環(huán)境影響評價(jià)提出應(yīng)采取“人工魚礁”修復(fù)產(chǎn)卵場、增殖資源。本研究對土谷塘電站人工魚礁的目標(biāo)任務(wù)、功能作用、選址、設(shè)計(jì)、建設(shè)安裝、管理及監(jiān)測評估等進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究探討，并提出了詳細(xì)的人工魚礁增殖修復(fù)技術(shù)方案，以及效果評估的方法。

1、人工魚礁目標(biāo)任務(wù)

根據(jù)湘江土谷塘航電樞紐工程建設(shè)環(huán)境影響評價(jià)，以及蓄水試運(yùn)行現(xiàn)狀，庫區(qū)30km江段粘性卵、沉性卵魚類產(chǎn)卵場已淹沒消失或部分消失。按照環(huán)境影響批復(fù)要求工程建設(shè)完成后應(yīng)設(shè)置人工魚礁10畝，主要增殖粘性卵、沉性卵及穴居產(chǎn)卵習(xí)性等魚類資源，并為稚幼魚及蝦類生長提供庇護(hù)生長場所。

根據(jù)增殖修復(fù)魚類的繁殖生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特點(diǎn)，以及庫區(qū)水文、水質(zhì)及生物資源條件，采取設(shè)置固定半浮式人工魚礁，修復(fù)該生態(tài)類型魚類產(chǎn)卵場，增殖魚類等水生生物資源，減緩和補(bǔ)償電站建設(shè)運(yùn)行對水生態(tài)的影響。

2、人工魚礁的功能作用

土谷塘樞紐工程建設(shè)投產(chǎn)后淹沒了上游部分洲灘，也使下游部分洲灘的魚類產(chǎn)卵受到影響，因此，本人工魚礁設(shè)置的功能作用主要是部分修復(fù)、恢復(fù)工程影響江段的定居性、短距離洄游性及習(xí)穴性魚類產(chǎn)卵場功能，并為仔稚魚、蝦類生長提供庇護(hù)場所，人工魚礁是一個(gè)復(fù)合型水生態(tài)系統(tǒng)，也能為螺蚌類等底棲動(dòng)物的生存生長提供活動(dòng)場所，其具體功能如下：

（1）為鯉、鯽、魴、黃顙魚等多種定居性魚類提供產(chǎn)卵場所；

（2）為鳊、魴、餐條等鳊鲌亞科魚類、黃尾鲴等鲴亞科魚類、蛇鮈等鮈亞科魚類等眾多微流水產(chǎn)粘性卵、沉性卵魚類提供產(chǎn)卵場所；

（3）為南方鯰、沙塘鱧等穴居產(chǎn)卵習(xí)性魚類提供棲息產(chǎn)卵場所；

（4）為螺蚌類提供棲息生長和繁殖場所（蚌類的繁殖需要黃顙魚、鳙等性情溫和魚類作為鉤介幼蟲中間寄主）；

（5）為中華鳑鮍等鰟鮍亞科魚類提供產(chǎn)卵繁殖場所（鰟鮍亞科魚類繁殖季節(jié)有產(chǎn)卵管，其卵需產(chǎn)在蚌殼內(nèi)，在蚌殼內(nèi)孵出魚苗）；

（6）為鱖類等浮性魚類提供繁殖產(chǎn)卵場所；

（7）為仔稚及蝦類生長提供庇佑生長場所；

（8）也能種植莼菜、蓮花等本地觀賞水生植物，作為人工魚礁的標(biāo)識物種，并為其提供保種場所。

3、人工魚礁的設(shè)計(jì)方案

介于人工魚礁的上述功能，其設(shè)置應(yīng)能滿足修復(fù)以上魚類等水生動(dòng)物棲息、繁殖和生長的需要，根據(jù)目標(biāo)魚類等水生動(dòng)物的繁殖生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性，本人工魚礁設(shè)計(jì)為固定半浮式復(fù)合型人工魚礁。其設(shè)置主要包括以下內(nèi)容：

3.1 選址

選擇環(huán)境相對安靜、水質(zhì)符合GB 11607的規(guī)定、水底沉積物厚度≤20cm的靜水或流速≤0.05m/s的微流水水域設(shè)置人工魚礁。為確保人工魚礁增殖效果，其設(shè)置點(diǎn)應(yīng)選擇在原產(chǎn)卵場附近，浮游動(dòng)物等仔幼魚餌料生物資源相對豐富的水域。人工魚礁的設(shè)置應(yīng)不影響航運(yùn)、阻礙行洪。

根據(jù)以上條件，人工魚礁的設(shè)置應(yīng)在原產(chǎn)卵場附近，避開航道，不阻隔行洪的魚類活動(dòng)區(qū)。經(jīng)現(xiàn)場考察，本人工魚礁擬選址在常寧市松柏鎮(zhèn)大漁灣社區(qū)江段陳家洲與劉家洲之間，避開主航道的劉家洲外側(cè)，寬約30m、長約225m，面積約6750m2的順?biāo)鞣较虻拈L條形水域。地理座標(biāo)介于東經(jīng)112°32′24″～112°32′51″，北緯26°34′37″～26°34′46″之間。

3.2 設(shè)置水域餌料生物資源現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)查，人工魚礁擬設(shè)置江段浮游動(dòng)物等餌料生物資源較豐富，共檢出浮游植物7門49屬，其中硅藻門和綠藻門為優(yōu)勢種群，各檢出17和19個(gè)屬；繁殖期和越冬期的數(shù)量變化幅度為13.3～ 43.4×104ind./L。共檢出浮游動(dòng)物有4門28屬，數(shù)量年變幅在3.2-5.2ind./L；越冬期數(shù)量稍高，為5.2ind./L，育肥期和繁殖期數(shù)量較少，分別為4.2ind./L和3.2ind./L，各監(jiān)測點(diǎn)中浮游動(dòng)物的生物量依次為0.020mg/L，0.0254g/L，0.0685g/L，0.1793g/L和0.0824g/L。輪蟲在所監(jiān)測的浮游動(dòng)物數(shù)量中占有較高的比例，枝角類、橈足類和無節(jié)幼體在監(jiān)測水域中數(shù)量很少。

調(diào)查到水生寡毛類及水生昆蟲17個(gè)屬種，平均密度為286.03個(gè)/m2，平均生物量為0.329g/m2，優(yōu)勢種類有菱跗搖蚊屬、隱搖蚊屬、管水蚓屬、水絲蚓屬4個(gè)屬；底棲軟體動(dòng)物單殼類3科6屬10種，以梨形環(huán)棱螺 、銅銹環(huán)棱螺、耳河螺、長河螺、方格短溝卷為優(yōu)勢種；雙殼類3科11屬25種，以圓頂珠蚌、背角無齒蚌、河蜆等種類為優(yōu)勢種，底棲軟體動(dòng)物平均生物量為5.36g/m2。調(diào)查到蝦蟹類2亞目10種，其中蝦類6種，蟹類4種，以日本沼蝦、秀麗白蝦、粗糙沼蝦為優(yōu)勢種。

3.3 人工魚礁設(shè)置水域水質(zhì)狀況

擬設(shè)置水域水庫蓄水前為粘性卵魚類產(chǎn)卵場，其洲灘現(xiàn)已部分淹沒，呈“湖相”特征，基本處于靜水狀態(tài)。水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明，人工魚礁擬設(shè)置江段水質(zhì)總體狀況良好，所檢指標(biāo)均符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ～Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 人工魚礁的制作與安裝

3.4.1 人工魚礁建設(shè)的材料

固定半浮式人工魚礁由礁體及人工魚巢（卵粘附介質(zhì)）兩部分復(fù)合而成。其建設(shè)的主要材料：

（1）礁體：以廢舊漁船或其他廢舊船只，配置瓦罐、石塊等作為礁體。本人工魚礁擬用10～13條廢舊漁船，漁船長度8～12m，在船艙用廢舊瓦罐、瓦片、磚瓦、石塊等負(fù)重、筑巢。

（2）卵粘介質(zhì)：基質(zhì)材料主要為棕片、春根草等旱草，以及礁體內(nèi)種植的輪葉黑藻、苦草等沉水植物；結(jié)構(gòu)材料主要為木條、竹桿、圓木、鐵絲、網(wǎng)線、繩索等。

3.4.2 人工魚礁設(shè)置的制作與安裝

為提高魚類等水生動(dòng)物的棲息率和生物多樣性指數(shù)，吸引各種生態(tài)類型的魚類、蝦蟹類、螺蚌類等眾多水生動(dòng)物的棲息生活、繁衍生長，本人工魚礁采用礁體加人工魚巢的方法設(shè)置。其制作與安裝方法如下：

（1）布礁：將10～13條廢舊漁船沉入選址水域作為人工魚礁的礁體。

（2）固定礁體：用錨或樁將沉入漁船固定在常年水位的1.5～2.0m深的水層內(nèi)；

（3）負(fù)重與筑巢：用廢舊瓦罐、瓦片、磚瓦、石塊、廢舊輪胎等在船艙內(nèi)筑巢；

（4）種植水生植物和設(shè)置標(biāo)識植物：在礁體（漁船）內(nèi)種植輪葉黑藻、苦草等沉水植物，并在每個(gè)礁體（漁船）內(nèi)種植1～2盆（罐）蓮藕或莼菜，夏季可作為人工魚礁的指示生物，并具觀賞性；

（5）人工魚巢的制作：將棕片等卵粘基質(zhì)系于長8～10m的竹桿上，每扎棕片間隔15～20cm；

（6）人工魚巢的安裝：先在礁體漁船的船頭和船尾各橫向固定1根長8～10m的杉木用作安裝人工魚巢，再將系上卵粘基質(zhì)的竹桿系于礁體固定的橫向杉木上，間隔30～40cm，用繩索連成排，安裝于礁體的人工魚巢可通過浮力作用而在水體內(nèi)形成一定的坡度，類似于淺水洲灘，供魚類產(chǎn)卵、仔稚魚庇護(hù)生長。單個(gè)礁體配套人工魚巢1500rn扎。

4、人工魚礁的管理

該人工魚礁應(yīng)有專人管理，主要進(jìn)行礁體及所系人工魚巢的安全性管理和效果觀察。

4.1 安全管理

管理人員應(yīng)定期檢查，遇大雨、風(fēng)暴和洪水時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查，礁體是否漂移，所系魚巢是否脫離礁體，以及是否對航運(yùn)安全、漁民作業(yè)安全等造成影響，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。對發(fā)生漂移的礁體要重新固定，脫離礁體的魚巢應(yīng)安裝歸位，遇緊急情況不便于安裝歸位時(shí)，應(yīng)以安全為重，及時(shí)打撈上岸，等待風(fēng)平浪靜時(shí)再進(jìn)行安裝。

4.2 效果觀察

管理人員應(yīng)記錄人工魚礁的魚類活動(dòng)等情況，特別是產(chǎn)卵繁殖季節(jié)魚類產(chǎn)卵繁殖情況，配合技術(shù)人員記錄產(chǎn)卵批次，以及每個(gè)產(chǎn)卵批次的氣候、水溫、水文、產(chǎn)卵時(shí)間、產(chǎn)卵魚類等基本情況，并在技術(shù)人員的指導(dǎo)下計(jì)數(shù)記錄每批次的產(chǎn)卵數(shù)量、觀察到的產(chǎn)卵種類。

5、監(jiān)測與增殖修復(fù)效果評估模型

5.1 監(jiān)測內(nèi)容

主要監(jiān)測內(nèi)容為人工魚礁設(shè)置區(qū)域及其附近水域水質(zhì)監(jiān)測、生物組成區(qū)系調(diào)查；人工魚礁產(chǎn)卵增殖魚類種類、增殖卵苗數(shù)量監(jiān)測。

5.2 監(jiān)測頻次

越冬期（1～2月）1次；產(chǎn)卵期3～6月每月1～2次，計(jì)4～8次；索餌期（8～9月）1次，共監(jiān)測6～10次。

5.3 監(jiān)測與評估方法

5.3.1 記錄、抽樣與計(jì)算

現(xiàn)場監(jiān)測記錄，并利用扎（兜）抽樣和五分法抽樣進(jìn)行抽樣檢測。

抽樣量按（1～2）%的扎（兜）數(shù)量，計(jì)數(shù)扎（兜）產(chǎn)卵量及受精率；或按五分法抽樣（2～3）%面積的魚巢，計(jì)數(shù)單位面積產(chǎn)卵量及受精率，其計(jì)算公式如下：

批產(chǎn)卵量：pi =扎（兜）產(chǎn)卵量×扎（兜）數(shù)…………（式1）

批魚苗量：qi= piki………………………………………… （式2）

總產(chǎn)卵量：M =∑pi………………………………………（式3）

總魚苗量：Q=∑qi =∑piki………………………………（式4）

式中：

n——產(chǎn)卵批次；

pi——第i批次產(chǎn)卵量，單位為?；蛉f粒；

ki——第i批次受精率（%）；

qi——第i批次魚苗量， 單位為尾或萬尾；

M——總產(chǎn)卵量， 單位為粒或萬粒；

Q——總魚苗量，單位為尾或萬尾。

5.3.2 增殖種類判定

現(xiàn)場監(jiān)測記錄產(chǎn)卵種類，或體視顯微鏡觀察取樣魚卵，再依據(jù)魚卵特征判定產(chǎn)卵種類。

6、分析討論

江河梯級利用、采砂挖砂等已導(dǎo)致江河環(huán)境驟變，自然河流演化成分段庫區(qū)，魚類產(chǎn)卵場等重要棲息地破壞，水生生物資源的衰退，水生態(tài)環(huán)境堪憂。為增殖修復(fù)水生生物資源，養(yǎng)護(hù)水域生態(tài)環(huán)境，從2009年起我國已開始了有規(guī)模的魚類等水生生物資源增殖放流，較好地遏制了資源的進(jìn)一步衰退，水生態(tài)環(huán)境也逐步好轉(zhuǎn)。但需依托成功的魚類人工繁殖技術(shù)，增殖種類有限，且有潛在的種質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)，管理難度較大。而湘江魚類中有60%以上的魚類產(chǎn)粘性卵、沉性卵或穴居性產(chǎn)卵，可依賴人工產(chǎn)卵場暨人工魚礁增殖，約80%以上魚類仔幼魚依賴人工魚巢/礁庇護(hù)生長，且其增殖不涉及外源性魚類等水生生物的投入。因此，人工魚礁，以其增殖孵幼種類多，沒有潛在種質(zhì)污染，增殖效果好，增殖效益高等特點(diǎn)，將成為繼增殖放流后又一資源增殖的重大舉措，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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