重要的水生生物在水利水電的工程中受到的調(diào)控和影響

馬青霞+趙董萍

摘 要：對(duì)于我國(guó)流域所遭受的生物的資源衰退與更迭問題，說明河流內(nèi)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(guān)方法與技術(shù)，為我國(guó)的生態(tài)文明提供技術(shù)支持。聚焦于我國(guó)大型的河流，分析水電工程對(duì)于重要的水生生物所產(chǎn)生的影響，揭露重大的水電工程對(duì)于水生生物的生存環(huán)境的危害，分析其自然繁殖的現(xiàn)實(shí)途徑與可調(diào)控性；從而將其與重大的水電工程進(jìn)行結(jié)合，系統(tǒng)性地闡述了增進(jìn)工程優(yōu)化的技術(shù)和適用性。

關(guān)鍵詞：水生生物；中華鰓；四大家魚；優(yōu)化調(diào)控；水電工程；生態(tài)

一、引言

大型的水電工程具備水資源的調(diào)配、能源保障、防洪抗災(zāi)等效益，成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的保障。至二零一四年，我國(guó)的水電裝機(jī)的容量就超過三億K，逐漸發(fā)展為世界級(jí)的水電的工程群，由于工程會(huì)阻斷魚類的通道，所以對(duì)于重要的水生生物繁殖和生存會(huì)造成直接的影響，在我國(guó)的許多流域都出現(xiàn)了這種情況，其中中華鱘和長(zhǎng)江的四大家魚比較具有代表性。

長(zhǎng)江優(yōu)渥的自然環(huán)境為水生生物創(chuàng)造了良好的生存條件，而四大家魚是當(dāng)前主要的捕撈對(duì)象和淡水養(yǎng)殖對(duì)象。雖然長(zhǎng)江的水域十分優(yōu)渥但由于近年來的污染，四大家魚的產(chǎn)卵規(guī)模已不如前。又比如由于葛洲壩的修建，導(dǎo)致中華鰓的徊游線路被阻隔，從而數(shù)量銳減，目前只有一處產(chǎn)卵處，三峽工程改變了河段的徑流量和流場(chǎng)。

學(xué)術(shù)界與工程界對(duì)于這一問題不斷在反思，并且提出了種種措施，但相關(guān)的技術(shù)還在探索的階段，還需更深入的研究。且隨著生態(tài)文明的觀念逐漸深入，維護(hù)生態(tài)安全也逐漸成為普遍的共識(shí)。

二、水利水電的工程對(duì)于重要的水生生物產(chǎn)生影響的原因

（1）物理的阻隔作用

河流在生態(tài)系統(tǒng)之間發(fā)揮著重要的紐帶作用。當(dāng)河流受到工程的物理阻隔時(shí)，使得上游和下游無(wú)法形成雙向的物質(zhì)交換，從而對(duì)于水生生物產(chǎn)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(wú)法順利完成。中華鰓是我國(guó)的珍稀魚類，但在工程截流的那年卻無(wú)法達(dá)到其傳統(tǒng)的產(chǎn)卵場(chǎng)，在多年之后其產(chǎn)卵量已大幅下降，除了數(shù)量銳減之外其自然產(chǎn)卵的時(shí)空特征同時(shí)也在變化。

（2）水文水質(zhì)的脅迫作用

河流受多種因素的影響，形成了其規(guī)律和特征，水生生物在此形成了自己的習(xí)性，對(duì)于水質(zhì)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(zhǎng)期形成的特征發(fā)生了改變，對(duì)于重要的水生生物繁殖產(chǎn)生了不利的影響。水庫(kù)建立后所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象使關(guān)鍵的生態(tài)因子產(chǎn)生了變化，使水生生物面對(duì)巨大風(fēng)險(xiǎn)，比如四大家魚在葛洲壩的工程完成之后被分為兩個(gè)群體，但是干流沒有明顯變化。三峽水庫(kù)的建立則改變了四大家魚的產(chǎn)卵場(chǎng)的水質(zhì)特征和水文：由于水文條件產(chǎn)生變化，對(duì)產(chǎn)卵的時(shí)間與規(guī)模產(chǎn)生了影響，而家魚繁殖在水文方面相對(duì)敏感，蓄水使得適宜水文的出現(xiàn)時(shí)間發(fā)生變化，以致家魚產(chǎn)卵的高峰期推遲。

三、重要的水生生物在自然繁殖時(shí)對(duì)生態(tài)水文的要求

水電工程具備調(diào)蓄的功能和改善生物繁殖的能力。通過將實(shí)際工程可調(diào)度的空間或者過魚的可行性的綜合評(píng)估之后可以來衡量重要的水生生物對(duì)于工程的可調(diào)控性。四大家魚屬于春季產(chǎn)的漂流性的卵魚類，水文因素對(duì)其十分關(guān)鍵，在水溫合適時(shí)，水位上漲則可以促進(jìn)產(chǎn)卵，近年的研究表明，中華鰓的繁殖對(duì)于地質(zhì)、流量、地形、水深、含沙量等因素存在偏好，中華鰓對(duì)于其產(chǎn)卵場(chǎng)的河床形態(tài)存在特定的需求，地質(zhì)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(jìn)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(chǎng)影響著鰓魚的自然繁殖，在適宜的條件下，紊亂的流場(chǎng)會(huì)促進(jìn)其性腺發(fā)育以及受精產(chǎn)卵。

四、對(duì)于重要的水生生物繁殖棲息的方法與實(shí)踐

（1）生態(tài)調(diào)控的系統(tǒng)研究和技術(shù)

水電工程的建設(shè)使得河流的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，使上下游的水動(dòng)力和水文條件，對(duì)重要的水生生物的適宜性和連通性產(chǎn)生了影響。從影響機(jī)理看來，形成了以下調(diào)控方法：

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

b.進(jìn)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(duì)運(yùn)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(shù)較成熟，現(xiàn)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(bǔ)充，但是還是會(huì)存在各種問題。

c.生境的修復(fù)。人類高強(qiáng)度的活動(dòng)導(dǎo)致了水生物的棲息地受到破壞。而使用生境修復(fù)的方法來減輕對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的人為干擾使得生態(tài)系統(tǒng)有可能依靠自我的調(diào)節(jié)呢能力來進(jìn)行恢復(fù)，限制捕撈、建設(shè)自然保護(hù)區(qū)等方法比較常見。

d.生態(tài)的調(diào)度。水電工程在具備生態(tài)環(huán)境的效應(yīng)的同時(shí)也具備對(duì)其的調(diào)控功能。水電工程的生態(tài)調(diào)度吧生態(tài)因素歸入常規(guī)的調(diào)度中，通過優(yōu)化現(xiàn)行的調(diào)度來最大程度減輕對(duì)其的影響，從而使得水生生物的棲息繁殖得以實(shí)現(xiàn)，近年我國(guó)開展了調(diào)度試驗(yàn)，綜上方法，增殖放流和過魚設(shè)施難以高效解決問題，并且需要較長(zhǎng)的周期來實(shí)施。而通過優(yōu)化調(diào)度來滿足繁殖需求使得在操作性和實(shí)施周期上有著相對(duì)的優(yōu)勢(shì)。但目前我國(guó)的水電工程以發(fā)電、防洪等為主，對(duì)此的研究還在起步階段，如何進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控還是一個(gè)難點(diǎn)。

（2）重大的水電工程生態(tài)的調(diào)控實(shí)踐

對(duì)于魚資源衰減的問題，我國(guó)進(jìn)行了長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究工作。通過機(jī)理研究來證實(shí)魚類對(duì)于自然繁殖條件的偏好，四大家魚的資源動(dòng)態(tài)是判斷生態(tài)系統(tǒng)是否健康的主要指標(biāo)。為了緩解工程對(duì)于魚類的不利影響，水庫(kù)開展了許多調(diào)度試驗(yàn)。

五、結(jié)語(yǔ)：

由于人類對(duì)于水電的高強(qiáng)度開發(fā)，使得我國(guó)的各大流域都存在著生態(tài)環(huán)境的安全風(fēng)險(xiǎn)，開展重要的水生生物在水電工程中受到的調(diào)控和影響是國(guó)際生態(tài)的熱門話題，也是生態(tài)文明的建設(shè)的重要要求，對(duì)于這個(gè)問題應(yīng)展開多學(xué)科的交叉研究，通過探索流量、流速、水質(zhì)、水溫等重要因素來建立相應(yīng)的生境的評(píng)價(jià)體系和產(chǎn)卵場(chǎng)的適合度的模型，形成滿足條件的優(yōu)化的調(diào)控方法，近年來我國(guó)成功的開展了三峽水庫(kù)的調(diào)度試驗(yàn)，但問題依然存在，需要解決，生態(tài)調(diào)度在未來的水電工程中是必然的需求，也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

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