橫斷山區(qū)水電開發(fā)對魚類資源多維影響及其保護(hù)措施研究進(jìn)展

張汶海，胡 鵬，侯佳明，賈仰文，徐 飛

（1.瀾湄水資源合作中心，北京 100038；2.中國水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038）

1 研究背景

橫斷山區(qū)的水能資源極為豐富，是我國目前水電能源開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域，可產(chǎn)生防洪、供水、航運(yùn)、灌溉等綜合功能的效益，因此具有明顯的開發(fā)優(yōu)勢及國家能源戰(zhàn)略意義。根據(jù)“十三五”規(guī)劃，國家西南地區(qū)常規(guī)水電站建設(shè)仍然會以金沙江、雅礱江、大渡河三大水電基地建設(shè)為水電開發(fā)中心，橫斷山區(qū)成為重中之重。但是，該區(qū)域有著“中國魚類物種現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)庫”稱號的生態(tài)本底條件決定了生態(tài)保護(hù)意義。然而，受水電能源開發(fā)影響，在橫斷山區(qū)各個流域魚類產(chǎn)卵規(guī)模逐年下降，體重減小，魚類向喜靜水、非產(chǎn)漂浮型魚卵的魚類種群結(jié)構(gòu)發(fā)展，生存環(huán)境受到多方面威脅。為營造橫斷山區(qū)水電開發(fā)下魚類資源保護(hù)可持續(xù)發(fā)展環(huán)境，我們有必要了解時空變化條件下水電開發(fā)程度及未來規(guī)劃，以及魚類在水電開發(fā)過程中物種資源量遭受脅迫的現(xiàn)狀，認(rèn)知在水電開發(fā)過程中生態(tài)水文條件變化和魚類資源變化之間的聯(lián)系，理解學(xué)者在目前影響對策和減緩措施研究中的目的、存在的問題、未來研究重點(diǎn)。這將有利于找到水電發(fā)展和魚類資源發(fā)展的協(xié)同關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)水能資源利用經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 橫斷山區(qū)水能資源開發(fā)現(xiàn)狀

橫斷山區(qū)位于青藏高原東南部，是我國第一、二階梯的過渡地帶，地理位置介于東經(jīng)97°02′58″—104°27′16″，北緯 24°41′05″—33°33′51″之間，區(qū)域總面積 43.45 萬 km2［1］，涉及西藏、青海、甘肅、四川、云南五省地界。該區(qū)域降水較豐沛，多年平均年降水量在600 mm以上［2］。河川眾多，隸屬沱江、怒江、紅河、瀾滄江、金沙江、雅礱江、岷江、黃河、嘉陵江等9個流域，平均河道比降在12‰以上［3］，巨大的地勢落差和較小的淹沒損失為豐富的水能向電能資源轉(zhuǎn)化提供了天然有利條件。經(jīng)測算，橫斷山區(qū)水能理論蘊(yùn)藏量為1.54億kW，約占全國水能蘊(yùn)藏總量的1/4［4-5］。

目前，橫斷山區(qū)已建及規(guī)劃水電站建設(shè)主要分布在金沙江、雅礱江、大渡河、岷江等主要水系，其中干流已建41座，總裝機(jī)8097.1萬kW，另規(guī)劃和正在建設(shè)的35座。預(yù)計(jì)到2020年，區(qū)域干流投產(chǎn)電站總裝機(jī)容量達(dá)到10 920萬kW，2030年達(dá)到12631萬kW［6］，干流已建和規(guī)劃水電站名稱及裝機(jī)規(guī)模如表1所示。此外，各流域支流小水電開發(fā)星羅棋布，占橫斷山區(qū)裝機(jī)總量近三成，幾乎每條支流都已建設(shè)水電站，金沙江支流已建56座；雅礱江支流已建6座；大渡河及岷江流域一級支流更是不超過20 km就有一座［7］，但小水電發(fā)電量也僅為橫斷山區(qū)總發(fā)電量的5.5%［8-9］，因此，國家“十三五”水電規(guī)劃中明確提出該區(qū)域原則上不再開發(fā)建設(shè)25萬kW以下的中小水電站，已建成的中小水電站也不再擴(kuò)容。

表1 橫斷山區(qū)主要流域干流水電站建設(shè)情況

3 橫斷山區(qū)魚類資源本底情況及變化趨勢

橫斷山區(qū)經(jīng)歷過高原急劇隆起等地質(zhì)活動，造成魚類物種分布區(qū)隔離和物種分化，為不同魚類創(chuàng)造了棲息條件，從而形成區(qū)域豐富多樣的魚類物種組成。據(jù)中國科學(xué)院青藏高原科考隊(duì)統(tǒng)計(jì)分析［10］，橫斷山區(qū)共有魚類237種和亞種，分屬于8目18科97屬。在骨鰾魚類中鯉形目和鯰形目魚類種類較多，共224種，占總數(shù)的94.5%。18個科中鯉科種類約占總數(shù)的54%，鰍科占18.1%，鮡科占10.1%，平鰭鰍科5.1%，鲿科占4.2%。在金沙江、雅礱江、大渡河、岷江水系等水電開發(fā)重點(diǎn)河流具有全區(qū)魚類資源中的18科79屬149種，種類數(shù)占全區(qū)總數(shù)的62.6%，且魚類組成多樣化及種群特征體現(xiàn)得更為明顯。一方面，鯉科魚種類占比相對較大，珍稀特有魚類極多，其中雅羅魚亞科、鲌亞科、鲴鲏亞科、鰱亞科和亞科的魚類是本區(qū)其他水系所缺乏的，并且隨著不斷地監(jiān)測采集，金沙江橫斷山區(qū)流域仍有新魚種的出現(xiàn)［11-12］；另一方面，魚類分布呈現(xiàn)出不均衡性，金沙江流域魚類構(gòu)成本區(qū)長江水系魚類的主體，共有魚類16科63屬96種，岷江共有魚類26屬35種，雅礱江共有魚類16屬30種，大渡河共有魚類15屬20種，這四條河流的物種重復(fù)出現(xiàn)率達(dá)到30%；在流域內(nèi)部，隨著海拔的增高，受氣候條件影響，魚類生長普遍較慢，性成熟晚，種類也相對變少［13-14］。

然而，近年來受水電建設(shè)影響，橫斷山區(qū)各流域魚類物種從種群類別及群落豐度、年齡組成、棲息范圍及個體長度、重量特征等方面均發(fā)生了不同程度的變化。在種群類別及群落豐度方面，區(qū)域魚類種群向喜靜水、產(chǎn)沉性魚卵的結(jié)構(gòu)類型發(fā)展，金沙江干流攀枝花段適應(yīng)流水生境的小型魚類如凹尾擬鲿、前鰭高原鰍、中華金沙鰍和紅尾副鰍呈逐年下降趨勢，而豐度增加的種類為喜靜、緩流生境的2種小型魚類［15］。喜流水環(huán)境的白甲魚、云南光唇魚、蛇鮈、裸體鰍鮀、華鳈、犁頭鰍和前臀鮡等在庫區(qū)樣本稀少，特別是江河洄游性魚類胭脂魚、鰻鱺已多年未曾捕獲，有可能已經(jīng)滅絕［16-17］。從水電站建設(shè)前后的直接對比來看，魚類物種多樣性的減少也體現(xiàn)了群落組成變化，金沙江觀音巖水電站大壩截流后魚類群落物種減少嚴(yán)重，物種豐富度由建壩截流前的59種降低到建壩截流后的38種，物種數(shù)量減少了21種，減少比率35.6%［18］；雅礱江下游二灘水電站建設(shè)后，魚類種群從 98種下降到 75種［19］。

在年齡組成、長度與重量等個體特征方面，捕撈的個體偏小，重量較輕，幼齡化趨勢化明顯。根據(jù)2008—2011年間采樣調(diào)查，金沙江下游整個庫區(qū)間經(jīng)濟(jì)魚類中僅圓口銅魚等13種魚類平均體重達(dá)到50 g以上，多數(shù)種類平均體重低于50 g，起捕規(guī)格小于10 g，甚至不足1.0 g，種群結(jié)構(gòu)未能達(dá)到合理水平［20］。金沙江中游一庫八級水電加速建設(shè)的幾年中，圓口銅魚的產(chǎn)卵規(guī)模呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，2010年的卵苗總量相比2006年下降了94.1%［21］。在棲息范圍方面，魚類棲息地隨著水電建設(shè)發(fā)生了不同程度的遷移和縮減。大渡裸裂尻魚最早分布在大渡河水系上游干流，而近幾年魚獲數(shù)據(jù)證明主要分布在支流腳木河流域，其余支流捕撈數(shù)量極少［22］；中華金沙鰍最早的產(chǎn)卵場在金沙江中、下游地區(qū)也逐漸萎縮消失，而金沙江上游龍盤段、黎明鄉(xiāng)段和巨甸鎮(zhèn)河段新產(chǎn)卵場的發(fā)現(xiàn)也證明了中華金沙鰍已向上游地區(qū)遷移［23］。

4 水電開發(fā)對魚類資源的多維影響

開展梯級水電建設(shè)后，天然徑流過程受到水庫控制與調(diào)節(jié)，對魚類生命史各階段產(chǎn)生累積影響，造成魚類種群數(shù)量與結(jié)構(gòu)變化。近年來，圍繞橫斷山區(qū)水電開發(fā)對魚類生存繁殖的影響開展了大量研究，總結(jié)起來，可以分為水流流態(tài)、水域空間、水體溫度、水質(zhì)和懸移質(zhì)4個方面。

4.1 水流流態(tài)變化影響 天然徑流變化是維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康的重要保障，也是生態(tài)水文因子變化與維持穩(wěn)定的主要驅(qū)動力。由于梯級電站的密集建設(shè)，徑流受到水庫大壩層層攔截調(diào)蓄，天然徑流型河道演變成湖泊型水庫，對河流天然的水文情勢和魚類生存繁殖造成重要影響。

一方面，削弱的脈沖流量過程會降低魚類洄游產(chǎn)卵時水流刺激作用。在達(dá)到一定溫度以后，天然的漲水過程使得流速有所增加，刺激了魚類性腺排卵受精，產(chǎn)卵繁衍。山地河谷區(qū)漲水過程伴隨著流量增加、水位升高、流速增大等水動力特征變化，是促進(jìn)大多數(shù)魚類繁殖生衍的重要信號和動力。如果自然水文情勢的變動被削減，低峰和高峰脈沖減少，將導(dǎo)致繁殖期魚類產(chǎn)卵的水流刺激作用弱化或消失。王波［24］對比了金沙江下游梯級電站建設(shè)前后的脈沖流量變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)天然河流較長時間的持續(xù)漲水過程轉(zhuǎn)變?yōu)榱闵⒌亩啻涡》饾q過程，并且高流量脈沖“快起快落”，時間縮短、峰值降低，這與金沙江下游水電站建設(shè)后干流魚類資源下降的趨勢結(jié)果相對一致［25-28］。劉淑偉通過對金沙江中游梨園水電站附近魚類資源監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)中華金沙鰍產(chǎn)卵場向上游遷移，認(rèn)為與水電站建設(shè)后原有江段的激流環(huán)境消失有直接關(guān)系［23］。

另一方面，水體流速下降導(dǎo)致漂流性魚卵下沉，不能順利孵化。漂流性魚卵吸水膨脹后比重略大于水，需要一定的水體流速維持魚卵順?biāo)骶嚯x需求，直到受精卵發(fā)育成具有主動游泳能力的幼魚。唐明英［29］以長江四大家魚魚卵為代表，在不同流速下開展了漂流性魚卵懸浮成功率統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)水流平均流速V≥0.25 m/s的情況下，漂流性魚卵才能保證理想狀態(tài)下不下沉。目前在橫斷山區(qū)尚未有關(guān)于漂流性魚卵安全孵化水動力特性的研究，隨著梯級電站建設(shè)引起各庫區(qū)間流速減緩累積效應(yīng)加強(qiáng)，部分河段，如金沙江中游的一庫八級，目前已建六級均是上庫下庫首尾相連，如何為野生及增殖站放流的產(chǎn)漂流性卵魚類提供魚卵孵化的適宜水流條件值得進(jìn)一步深入研究。

4.2 水域空間變化影響 河流水系是淡水魚類天然棲息地，通過縱向上下游、橫向漫灘濕地、垂向上下水層的連通交匯，為魚類索餌、育肥、越冬、繁殖等生命史過程提供了不可或缺的棲息空間。梯級電站建設(shè)后，河流水域空間在各個維度均發(fā)生顯著改變，嚴(yán)重影響了魚類棲息繁殖。

一是河流縱向連通性降低，魚類洄游通道遭受阻礙，限制了漂流性魚卵孵化過程的漂流距離。由于橫斷山區(qū)的高山峽谷特征，干流電站大壩上下游水位落差極大，目前該區(qū)域電站大壩絕大部分均未建設(shè)魚道，而是采取了增殖放流的魚類保護(hù)方式。水電站建設(shè)切斷了洄游性魚類的上溯通道，即便是較短距離淡水洄游性魚類，其棲息空間也被束縛在各個庫區(qū)之間，魚類種群難以生存繁衍。以0.25 m/s作為保證漂流性卵不下沉的最小流速，以圓口銅魚魚卵（漂流性卵）孵化至鰾出現(xiàn)，成為主動游泳的魚苗，所需時間188.5 h［30］，僅僅考慮魚卵漂流的理論最小縱向通道，那么至少需要169.7 km的流程閾值來保證魚卵懸于水層中孵化。以金沙江為例，在規(guī)劃的梯級電站全部建成后，除了上游日冕-龍盤庫區(qū)及下游4庫庫區(qū)間距在170 km以上，其他干流庫區(qū)間距均達(dá)不到漂流性魚卵的最小流程要求。在此背景下，充分保護(hù)支流的連通性顯得尤為重要。而橫斷山區(qū)支流河道比降大且河道狹窄，水深較淺，水資源量并不豐裕，各支流引水式水電開發(fā)后，基本無剩余流量或者剩余流量較少。岷江上游在建的引水式電站完成后，引水隧洞對應(yīng)的河道全年出現(xiàn)217 d斷流，長度達(dá)101.4 km，從而使河谷趨于荒漠化，魚類的分布范圍逐漸萎縮［31］。根據(jù)作者2017年5月份金沙江支流考察，金沙江中游支流弓江，水電站建設(shè)造成生境連通性差，在汛期沿程幾乎沒有超過有1 km的連續(xù)水域；下游的桑園河，僅45 km河段多達(dá)3座水電站，電站下游脫水現(xiàn)象嚴(yán)重。在長距離江河洄游性魚類洄游通道被阻隔已不可避免的情況下，通過開展干支流的聯(lián)合調(diào)控，為該區(qū)域其他土著魚類提供更大的生存繁殖空間值得進(jìn)一步深入研究。

二是橫向漫灘濕地的淹沒和消落降低了黏性魚卵的附著空間與孵化幾率。天然河川徑流具有水位豐枯季節(jié)波動、峰漲峰落特性，但其變化過程相對連續(xù)，是漸變過程。而水庫發(fā)電由人工調(diào)控代替天然季節(jié)性水位變化，會形成大范圍的消落帶，且短時間內(nèi)消落帶水位頻繁漲落，導(dǎo)致庫區(qū)橫向水域空間的脆弱性突出。對于出生不久的仔魚和漂流性受精卵，在水位驟降的徑流調(diào)節(jié)過程中容易擱淺死亡。產(chǎn)沉性卵或黏性卵的魚類，如金沙江中游的達(dá)氏鱘、鱸鯉、巖原鯉、厚頜魴、胭脂魚等，在產(chǎn)卵季節(jié)3月份到來時，魚卵會粘附在河灘中礫石表面或散布于礫石間的縫隙中，而梯級電站建設(shè)造成漫灘濕地的消失，降低產(chǎn)黏性卵魚類的附著空間與孵化幾率。

三是垂向水域深度增加造成底質(zhì)環(huán)境變化，喜淺水魚類的生境大幅消失。金沙江中游大壩高度多在100 m以上，下游壩高甚至超過了200 m。水庫蓄水后，原本由高山峽谷形成的急流淺灘、礫石底質(zhì)、洞穴巖盤等空間環(huán)境被垂向幾十米至百米不等的深水淹沒，并逐漸隨泥沙輸移和河床演變消失。而大部分喜淺水魚類主要以礫石表面的生藻類和底棲動物為餌料，底質(zhì)環(huán)境的變化將極大限制這部分魚類的適宜生境，適應(yīng)于緩流或靜水環(huán)境生活的魚類，種群數(shù)量將上升，出現(xiàn)新優(yōu)勢物種，庫區(qū)種群結(jié)構(gòu)將逐漸發(fā)生變化。

圖1 水電開發(fā)對魚類資源多維影響與減緩措施概化圖

4.3 水體溫度變化影響 水體溫度變化通過影響魚類生長代謝消化酶活性、蛋白質(zhì)合成以及基因表達(dá)，從而影響魚類生存及物種繁殖。在水庫修建后，庫區(qū)停滯水體形成垂向水溫分層結(jié)構(gòu)，并隨水電站發(fā)電泄流至下游河道，對魚類生存繁殖產(chǎn)生不同程度的影響。其一，庫區(qū)躍溫層年內(nèi)水溫差縮小，水體溫度趨于恒溫，導(dǎo)致深水區(qū)冷水魚類物種逐漸消失。美國葛倫峽大壩修建后，庫區(qū)年內(nèi)水溫從原來的0℃～30℃變?yōu)?℃左右恒溫，魚種滅絕3種［32］。橫斷山區(qū)梯級大壩建設(shè)后流域水溫年際變化與魚類物種變化之間的關(guān)系還未有人研究。其二，由于水庫泄水溫度與天然河流水溫存在顯著差異［33］，秋、冬季下泄水溫高于河流水溫，春、夏季上游水庫下泄水溫低于河水溫度，造成魚類繁殖期孵化積溫不足，繁殖成功率明顯降低。金沙江下游溪洛渡和向家壩聯(lián)合運(yùn)行時，2—9月水溫平均下降2℃，10月至次年1月平均上升2℃，四大家魚繁殖出現(xiàn)延遲，冷水魚繁殖提前；錦屏二級水電站調(diào)水泄流使冷水魚（四川裂腹魚）產(chǎn)卵推遲近一個月［34］，繁殖期滯后、縮短，導(dǎo)致繁殖成功率下降。其三，水力發(fā)電引發(fā)上游水庫短時間內(nèi)大量泄水現(xiàn)象顯著增加，下游河道水溫溫差瞬時劇烈變化，影響魚類新陳代謝水平及生命健康［35-37］。特別是冷水性魚類都屬于狹溫魚類，它們都生活在水溫變化幅度很小的環(huán)境中，如果溫度變化過大，將有導(dǎo)致魚類死亡的危險。

4.4 水質(zhì)和懸移質(zhì)變化影響 伴隨水電開發(fā)建設(shè)對河流水文過程、水域空間、水體溫度等物理性質(zhì)的改變，水體中溶解氧、污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程，以及泥沙對金屬鹽吸附解析等水化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，影響魚類棲息環(huán)境。

一是水庫泄水引起溶解氧濃度和總?cè)芙鈿怏w飽和度變化明顯，魚類生命健康受到威脅。在壩前庫區(qū)，由于水深增大引起水溫分層現(xiàn)象，上層溫水層水面與大氣氧氣交換，能夠保持較高溶解氧水平，在庫底水層，由于水流擴(kuò)散性低，氧補(bǔ)充不足，浮游生物死亡于庫底，產(chǎn)生大量硫化氫，會形成不適合魚類生存的缺氧區(qū)。在壩下河道，山區(qū)高壩水庫泄流消能造成的水流氣體過飽和現(xiàn)象突出，魚類吸入過飽和氣體后，隨著水流環(huán)境恢復(fù)常壓狀態(tài)，血管中仍保持過飽和狀態(tài)的溶氧，迅即形成氣泡，也就是俗稱的“氣泡病”，危及魚類生命。

二是營養(yǎng)鹽、有毒化合物沉降形成內(nèi)源污染。庫區(qū)水體流動緩慢，水流懸沙動力作用發(fā)生改變，泥沙大量沉降，附著在泥沙顆粒上的營養(yǎng)鹽、有毒化合物庫底淤積，存在二次污染隱患；同時表層透明度提高，但營養(yǎng)物質(zhì)和魚類餌料也相應(yīng)減少。當(dāng)達(dá)到一定溫度及水流條件時，營養(yǎng)鹽及河底有毒物質(zhì)隨泥沙顆粒再懸浮，短時間內(nèi)擴(kuò)散會形成“內(nèi)源”污染和有毒物質(zhì)擴(kuò)散現(xiàn)象。此外，高濃度的泥沙集中下泄會淤堵魚鰓器官，造成魚類窒息死亡［38］?？傮w而言，梯級水庫層層阻攔引起水流滯留，水環(huán)境容量降低［39］，容易造成水質(zhì)環(huán)境惡化從而影響魚類生長。

5 影響應(yīng)對與減緩措施相關(guān)研究

針對水電開發(fā)對于魚類生存繁殖的多維影響，也相應(yīng)開展了大量應(yīng)對與減緩措施研究，集中體現(xiàn)在生態(tài)流量目標(biāo)制定與調(diào)度保障、魚類棲息產(chǎn)卵生境修復(fù)和保護(hù)、水溫模擬與下泄水溫控制、水體富營養(yǎng)化及過飽和TDG調(diào)控4個方面，如圖2所示。

5.1 生態(tài)流量目標(biāo)制定與調(diào)度保障 目前國內(nèi)生態(tài)流量評價方法主要以水文學(xué)法（包括Tennant法、流量歷時曲線法、RVA法和7Q10法）［40］、水力學(xué)法（濕周法、R2-Cross法）、棲息地法（IFIM法、CASIMIR法）［41］、綜合法（整體法、BBM 法）［42］為主。針對橫斷山區(qū)魚類產(chǎn)卵流量需求，吉小盼［43］通過Tennant法、R2-Cross法和PHABSIM法3種不同方法評價出岷江姜射壩水電站建設(shè)后產(chǎn)卵期生態(tài)需水過程，得到最小生態(tài)流量40.6 m3/s的結(jié)果。傅菁菁［44］根據(jù)年內(nèi)不同季節(jié)魚類繁殖習(xí)性，利用上述常用的生態(tài)需水評價方法結(jié)合河段水文情勢變化，制造產(chǎn)卵期洪峰流量，為魚類產(chǎn)卵繁殖創(chuàng)造適宜的條件。陳端［45］通過棲息地法在汛期制造擬天然洪峰，對錦屏二級月均泄水量進(jìn)行生態(tài)約束，提出生態(tài)系統(tǒng)健康與工程效益損失的折中調(diào)度方案。張志廣［46］通過產(chǎn)卵期逐日流量過程與日漲水率和日落水率兩個生態(tài)水文因子之間的定量分析，構(gòu)建了金沙江上游干流裂腹魚產(chǎn)卵期、非產(chǎn)卵期生態(tài)水文學(xué)特征指標(biāo)，并分別采用Tennant法、R2-cross法、生態(tài)水力學(xué)法及生境法計(jì)算了研究河段生態(tài)需水量，以最符合多年水文情勢特征的生態(tài)流量過程線作為魚類水流環(huán)境保護(hù)調(diào)度策略。從發(fā)展趨勢看，細(xì)化時間尺度并保證魚類生長繁殖全過程水動力需求的研究會逐步深入，并應(yīng)用到水利水電工程的生態(tài)調(diào)度中。

5.2 魚類棲息產(chǎn)卵生境修復(fù)和保護(hù) 一方面，在橫向近岸區(qū)建設(shè)人工浮島，通過半沉式浮床結(jié)構(gòu)提供魚卵孵化、幼魚棲息的適宜水流環(huán)境，從而增加種群數(shù)量。宋超［47］在長江口利用“漂浮人工濕地”對魚類產(chǎn)卵場進(jìn)行修復(fù)，有效的誘導(dǎo)周邊水域親魚聚集，并為早期仔魚提供了豐富的餌料資源，而橫斷山區(qū)梯級水電建設(shè)后人工浮島工程的研究工作正在開展。另一方面，水電站建設(shè)后干流縱向連續(xù)性破碎幾乎無法挽回，喜流水性、產(chǎn)漂浮性卵的魚類適宜生存空間逐步被壓縮到支流，優(yōu)先選擇與干流環(huán)境、魚類群落結(jié)構(gòu)相似的支流進(jìn)行保護(hù)成為可行方案。胡睿［48］針對干支流魚類種群組成和多樣性相似度分析，發(fā)現(xiàn)金沙江上游支流歐曲、贈曲、色曲的魚類種群結(jié)構(gòu)與干流藏曲極度相似，建議規(guī)劃保留；張雄［49］通過河段分類、河段樣方調(diào)查、河流整體評估的技術(shù)路線評估了金沙江下游支流棲息地質(zhì)量，結(jié)合棲息地評估結(jié)果、各支流的特有魚類種數(shù)、年徑流量和水電開發(fā)強(qiáng)度，運(yùn)用分層排序法，得出了各支流水域空間的保護(hù)優(yōu)先級。針對魚類棲息地保護(hù)，逐步呈現(xiàn)從干流向支流遷移的趨勢，適當(dāng)拆除發(fā)電效益低下的支流小水電，創(chuàng)造更多魚類生境將成為該地區(qū)未來生境保護(hù)的研究重點(diǎn)。

5.3 水溫模擬與下泄水溫控制 針對橫斷山區(qū)梯級水庫水溫垂直分層后下泄水溫變化造成的影響，專家學(xué)者主要通過水溫模擬與預(yù)測、調(diào)度管理、工程技術(shù)措施3方面開展減緩措施研究。鄧云［50］利用立面二維k-ε水溫模型模擬溪洛渡電站庫區(qū)水溫及下泄水溫，在升溫期采取加大泄流措施降低庫水位，升高表層水溫，同時增加引水口納入表層溫水，從而提高下泄河道水溫，到達(dá)溫水性魚類產(chǎn)卵的適宜水溫比原泄流方案提前了7 d，但與天然徑流過程相比仍有差距。駱輝煌［51］采用CE-QUAL-W2立面二維模型模擬了金沙江下游梯級水庫（烏東德-白鶴灘-溪洛渡-向家壩）不同運(yùn)行方式的下泄水溫變化趨勢，發(fā)現(xiàn)兩庫（溪洛渡和向家壩）運(yùn)行時達(dá)到溫水魚類產(chǎn)卵水溫18℃的時間比天然河流延遲34 d，4庫聯(lián)合運(yùn)行時更是延遲43 d。隨著電站進(jìn)水口分層取水方式的改進(jìn)，一定程度上緩解了水溫變化對魚類生長發(fā)育的不利影響。分層取水工程措施主要包括高低進(jìn)水口、雙層進(jìn)水口和疊梁門取水，其中疊梁門取水方式雖然使發(fā)電量略有減小，但具有取水高程靈活、水工結(jié)構(gòu)簡單、施工影響較小等優(yōu)勢，多為工程實(shí)際所采用［52］。李璐［53］模擬了錦屏一級水庫采用疊梁門分層取水方案對下泄低溫水的改善效果，發(fā)現(xiàn)二層或三層疊梁門取水方案比單層疊梁門取水方案年均水溫高達(dá)1℃，更接近下泄水溫和河道天然水溫，多層疊梁門取水方式對減緩錦屏一級水庫低溫下泄水的效果更明顯。利用疊梁門分層取水方式的改進(jìn)，并結(jié)合魚類生命史過程水溫需求開展針對性調(diào)控，將成為梯級電站建設(shè)后魚類棲息水溫環(huán)境恢復(fù)的有效手段。

5.4 水體富營養(yǎng)化和過飽和總?cè)芙庋酰═otal Dissolved Gas，TDG）調(diào)控 和曉榮［54］結(jié)合區(qū)域污染源及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃排污量，分析了金沙江中游段已建六級庫區(qū)水質(zhì)演變趨勢，預(yù)計(jì)2020年CODcr、TP總量會超過庫區(qū)水環(huán)境容量，存在潛在的水體富營養(yǎng)化風(fēng)險。梁俐［55］以金沙江支流上龍川水庫蓄水調(diào)度和入流營養(yǎng)鹽狀況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在水位較高的4月和汛末蓄水期8—9月，干流對支流的倒灌是支流富營養(yǎng)化的主要成因，而通過降低水庫運(yùn)行水位和“雙重營養(yǎng)鹽削減”手段相配合，能夠有效制約支流富營養(yǎng)化發(fā)生。在過飽和TDG調(diào)控方面，通過水利樞紐的有效調(diào)度來減少總?cè)芙鈿怏w對魚類的危害是方便經(jīng)濟(jì)的生態(tài)調(diào)度新方法。沈忱［56］分析了金沙江下游向家壩水庫泄流過程中溶解氧濃度與飽和度的時空變化數(shù)據(jù)，證明溶解氧濃度與河道水溫及發(fā)電流量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；馮鏡潔［57］通過觀測橫斷山區(qū)高壩泄流引起的過飽和TDG沿程釋放規(guī)律，發(fā)現(xiàn)TDG的釋放過程與水體紊動強(qiáng)度、水深、壓強(qiáng)等有直接關(guān)系，利用觀測結(jié)果對已有釋放模型進(jìn)行了驗(yàn)證和參數(shù)率定，并采用此模型預(yù)測得到了金沙江下游河段恒定流下TDG沿程釋放規(guī)律。而在梯級水庫群聯(lián)合調(diào)度下，非恒定流泄流過程的TDG釋放對魚類生存的累積影響還有待深入研究。

6 結(jié)論與展望

隨著十三五規(guī)劃和“長江經(jīng)濟(jì)帶”對水生物保護(hù)不斷詮釋，今后的水電開發(fā)加強(qiáng)大型水電環(huán)保力度，優(yōu)化小水電改造思路，并逐漸健全流域魚類資源保護(hù)措施。因此，橫斷山區(qū)水電能源開發(fā)與魚類資源保護(hù)協(xié)同發(fā)展成為科研工作者新的使命。根據(jù)前人研究，橫斷山區(qū)水電能源開發(fā)對水環(huán)境產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的累積影響，特別是水流脈沖和流速的改變，生命史各個階段棲息空間的改變，以及水體溫度、水質(zhì)、懸移質(zhì)的變化，均造成了魚類生存繁殖環(huán)境受到脅迫，魚類個體特征改變，物種多樣性下降，種群數(shù)量減少。而橫斷山區(qū)魚類資源發(fā)展趨勢仍需要更多的監(jiān)測調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。從目前針對魚類保護(hù)開展研究來看，提出了生態(tài)流量目標(biāo)制定與調(diào)度保障措施、魚類棲息產(chǎn)卵生境修復(fù)和保護(hù)措施、水溫模擬與下泄水溫控制措施、水體富營養(yǎng)化及過飽和總?cè)芙庋跽{(diào)控等有效措施。筆者認(rèn)為，在今后的水電開發(fā)與生態(tài)保護(hù)研究工作中應(yīng)重點(diǎn)考慮以下方面：（1）基于魚類全生命周期水文水動力需求制定生態(tài)流量目標(biāo)。開展魚類生命史不同階段水流微觀需求特征的研究，考慮魚類產(chǎn)卵、洄游越冬水動力特性，建立不同階段的生態(tài)流量標(biāo)準(zhǔn)；（2）開展干、支流水域空間生態(tài)建設(shè)與優(yōu)化研究。通過支流水電站消減及干支流聯(lián)合調(diào)度創(chuàng)造魚類產(chǎn)卵、洄游、越冬的水流環(huán)境、覓食環(huán)境等不同生命階段空間環(huán)境，以魚類資源多樣性體現(xiàn)水域生態(tài)空間優(yōu)劣程度；（3）開展梯級電站聯(lián)合調(diào)度下水溫累積效應(yīng)對魚類生存繁殖研究。建立魚類種群數(shù)量和水溫改變之間的關(guān)系，優(yōu)化流域水溫減緩措施的調(diào)控策略；（4）開展溶解氧過飽和對魚類生存繁殖影響的定量研究；（5）開展系統(tǒng)研究并逐步建立健全魚類監(jiān)測體系、保護(hù)體系和評價體系，這將成為今后實(shí)現(xiàn)橫斷山區(qū)魚類資源可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。