橋鞏水電站建設(shè)對(duì)紅水河水生生態(tài)的影響分析

王旭航，于海蘭，韋祥，謝文星

(1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州　310014；2.廣西方元電力股份有限公司橋鞏

水電站分公司，廣西來(lái)賓　546119；3.水利部中國(guó)科學(xué)院水工程生態(tài)研究所，武漢　430079)

?

橋鞏水電站建設(shè)對(duì)紅水河水生生態(tài)的影響分析

王旭航1，于海蘭1，韋祥2，謝文星3

(1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州310014；2.廣西方元電力股份有限公司橋鞏

水電站分公司，廣西來(lái)賓546119；3.水利部中國(guó)科學(xué)院水工程生態(tài)研究所，武漢430079)

摘要：通過(guò)對(duì)橋鞏水電站建成后浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)資源的調(diào)查，分析了該工程建設(shè)對(duì)水生生態(tài)的影響，論述了采取的魚(yú)類(lèi)增殖放流、生態(tài)流量泄放、船閘措施在水生生態(tài)保護(hù)方面的作用。結(jié)果表明上述措施是有效的，尤其是船閘對(duì)于花鰻鱺的上溯具有幫助作用，但由于水庫(kù)淹沒(méi)、江段水質(zhì)變化及人為捕撈等因素，江段流水性魚(yú)類(lèi)及流域特有魚(yú)類(lèi)的規(guī)模下降明顯，為此提出了開(kāi)展船閘過(guò)魚(yú)效果專(zhuān)題觀測(cè)、加強(qiáng)科研攻關(guān)、開(kāi)展生態(tài)調(diào)度等方面的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：紅水河；橋鞏水電站；水生生態(tài)；自然保護(hù)區(qū)

1工程概況

紅水河是珠江流域西江水系的干流，是紅水河干流流域10個(gè)梯級(jí)的第9個(gè)梯級(jí)，上接樂(lè)灘水電站，下接大藤峽水電站。電站位于廣西來(lái)賓市遷江鎮(zhèn)。開(kāi)發(fā)任務(wù)主要以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)。橋鞏水電站為壩后式電站，正常蓄水位84.0 m，死水位82.0 m，水庫(kù)為日調(diào)節(jié)性能。電站規(guī)模為二等大(2)型水電工程，總裝機(jī)容量456 MW。電站樞紐采用重力壩形式，最大壩高為69.6 m，河段為Ⅳ級(jí)航道，左岸設(shè)500 t通航船閘[1]。

工程于2005年4月開(kāi)工建設(shè)，2007年11月大江截流，2009年12月全部機(jī)組投運(yùn)。電站運(yùn)行過(guò)程中持續(xù)下泄不小于400 m3/s的生態(tài)流量。

2調(diào)查過(guò)程和方法

工程投運(yùn)初期，熊姁[2]、呂相龍[3]等人對(duì)江段的水生生態(tài)影響進(jìn)行了初步調(diào)查和分析，全面了解工程建設(shè)前后的江段的水生生態(tài)變化及所采取措施的有效性。2010年6—7月和2012年5月，水利部中國(guó)科學(xué)院水工程生態(tài)研究所對(duì)河段的水生生態(tài)進(jìn)行了深入調(diào)查。調(diào)查方法按照《水庫(kù)漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》等進(jìn)行。共設(shè)置了干流庫(kù)尾、庫(kù)區(qū)紅水河的合山電廠、電站壩上1 km、遷江大橋以及興賓二橋；支流清水河、傍江河等7個(gè)調(diào)查斷面。

圖1　調(diào)查采樣斷面圖Fig.1　Survey Section

3工程建設(shè)對(duì)水生生態(tài)的影響

水電工程建成對(duì)河流水生生態(tài)的影響是水電工程環(huán)境保護(hù)的關(guān)注重點(diǎn)，仇延林[4]、劉湘春[5]、陳云華[6]、周露怡[7]等對(duì)四川等美姑河、雅礱江等河流的電站建成后對(duì)水生生態(tài)的影響進(jìn)行了研究，表明水電工程建設(shè)對(duì)水生生態(tài)存在不同程度的影響。

3.1　對(duì)浮游植物的影響

建庫(kù)后游植物種類(lèi)為59種，較建庫(kù)前減少2種，減幅為3%。浮游植物群落分布明顯發(fā)生變化，其中硅藻門(mén)明顯形成優(yōu)勢(shì)種群，種類(lèi)較建壩前增加了33.77%。浮游植物建庫(kù)后密度為372 800 ind./L，較建庫(kù)前增加13%；生物量為0.870 6 mg/L，較建庫(kù)前增加62%。

采用Shannon-Wiener指數(shù)公式計(jì)算，調(diào)查后生物多樣性指數(shù)為2.53，多樣性調(diào)查指數(shù)表明，調(diào)查區(qū)生物多樣性種類(lèi)較豐富且各種類(lèi)數(shù)量較均勻。

3.2　對(duì)浮游動(dòng)物的影響

調(diào)查區(qū)建庫(kù)后浮游動(dòng)物為125種，較建庫(kù)后浮游動(dòng)物增加56種，增幅為81%。

根據(jù)建庫(kù)后的調(diào)查，現(xiàn)存浮游動(dòng)物密度平均為657.97 ind./L，生物量平均為0.77 mg/L。浮游動(dòng)物的密度和生物量分別增加5.4倍和3.7倍。

3.3　對(duì)底棲動(dòng)物的影響

調(diào)查區(qū)建庫(kù)后底棲動(dòng)物為20種，較建庫(kù)前增加5種，增幅為33%。橋鞏庫(kù)區(qū)水域底棲動(dòng)物種類(lèi)結(jié)構(gòu)變化明顯，底棲種類(lèi)原流水型種類(lèi)紅河疣螺、紅河方格螺等分布下降，靜水型寡毛類(lèi)、搖蚊科生物等種類(lèi)檢出率大幅增加；壩下水域底棲動(dòng)物種類(lèi)結(jié)構(gòu)、密度、生物量變化不大，但種類(lèi)有所下降；庫(kù)區(qū)底棲動(dòng)物密度、生物量較建庫(kù)前小幅下降。

3.4　對(duì)魚(yú)類(lèi)的影響

橋鞏水電站建庫(kù)后，共調(diào)查到78種魚(yú)類(lèi)，與歷史魚(yú)類(lèi)數(shù)量相比少了20種。主要是激流以及流水性魚(yú)類(lèi)，如福建紋胸、長(zhǎng)尾、巴馬似原吸鰍、伍氏華吸鰍、海南擬、帶半刺光唇魚(yú)、多耙光唇魚(yú)、大眼卷口魚(yú)、烏原鯉、鳤、單紋似鳡、稀有白甲魚(yú)等。這表明激流魚(yú)類(lèi)的生存環(huán)境受到一定影響。本次調(diào)查仍發(fā)現(xiàn)有洄游魚(yú)類(lèi)(日本鰻鱺、花鰻鱺)的分布。

調(diào)查表明庫(kù)區(qū)支流及匯入口存在逐漸形成新產(chǎn)卵場(chǎng)的跡象，這表明在干流產(chǎn)卵場(chǎng)淹沒(méi)后，魚(yú)類(lèi)對(duì)環(huán)境具有一定的適應(yīng)能力，只要支流具備適宜的水文條件，仍可能形成新的產(chǎn)卵區(qū)域。

3.5　對(duì)紅水河來(lái)賓段珍稀魚(yú)類(lèi)自然保護(hù)區(qū)的影響

根據(jù)自然保護(hù)區(qū)總體規(guī)劃，紅水河來(lái)賓段珍稀魚(yú)類(lèi)自然保護(hù)區(qū)位于橋鞏水電站壩址下游約12.6 km，保護(hù)區(qū)段的河流水文條件受橋鞏水電站發(fā)電過(guò)程影響。

(1)對(duì)保護(hù)區(qū)功能的影響

保護(hù)區(qū)邊界位于橋鞏水電站壩下12.6 km，其核心區(qū)位于橋鞏壩下約14.8 km，工程不直接涉及該保護(hù)區(qū)。根據(jù)保護(hù)區(qū)的功能區(qū)劃，該核心區(qū)4—9月份按核心區(qū)管理，其他時(shí)段按實(shí)驗(yàn)區(qū)管理。4—9月為江段的豐水期，上游來(lái)水量大，橋鞏電站庫(kù)區(qū)調(diào)節(jié)能力弱，出入庫(kù)流量差異較小，加上壩下支流匯入，對(duì)保障該時(shí)期核心區(qū)的水量，刺激魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵和孵化具有良好的效果。

(2)對(duì)保護(hù)區(qū)主要產(chǎn)卵場(chǎng)及保護(hù)對(duì)象的影響

電站建設(shè)前，保護(hù)區(qū)共有橋鞏、定子灘、大步等3處主要的魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)，建庫(kù)后，保護(hù)區(qū)內(nèi)這3處主要的產(chǎn)卵場(chǎng)均得以保留。由于上游龍頭水庫(kù)龍灘水電站的調(diào)節(jié)作用[8]、紅水河航運(yùn)功能的加強(qiáng)，產(chǎn)卵場(chǎng)現(xiàn)有規(guī)模較龍灘電站投產(chǎn)前已有所減少。

保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對(duì)象為中華鱘、花鰻鱺的產(chǎn)卵均不在保護(hù)區(qū)所在江段，中華鱘在整個(gè)珠江流域已多年未監(jiān)測(cè)到其個(gè)體，花鰻鱺個(gè)體在保護(hù)區(qū)內(nèi)均有發(fā)現(xiàn)，其受工程建設(shè)影響較小。單紋似鳡、大眼卷口魚(yú)、暗色唇鯪、烏原鯉、長(zhǎng)臀、等幾種瀕危種，僅長(zhǎng)臀被調(diào)查到，其他種類(lèi)均未調(diào)查到。上述種類(lèi)在工程建設(shè)前在保護(hù)區(qū)已很少見(jiàn)，工程建設(shè)前后其種群規(guī)模并未發(fā)生明顯變化，這表明工程建設(shè)與其個(gè)體數(shù)量減少之間不存在直接關(guān)系，而與流域的整體生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)及人為捕撈等因素均存在一定的聯(lián)系。

4工程采取措施的有效性

為減緩工程建設(shè)對(duì)庫(kù)區(qū)及壩下河段水生生態(tài)的影響，工程采取了增殖放流、泄放生態(tài)流量重要的環(huán)保措施。

4.1　增殖放流措施的有效性

為滿足江段珍稀保護(hù)魚(yú)類(lèi)的保護(hù)需要，電站配套設(shè)計(jì)了魚(yú)類(lèi)增殖放流站，長(zhǎng)期開(kāi)展野生親本的捕撈、馴養(yǎng)、人工繁殖和魚(yú)苗培育，并適時(shí)進(jìn)行放流[9]。

驗(yàn)收調(diào)查表明，施工期及試運(yùn)行期增殖放流的赤眼鱒、斑鳠、鯪、黃顙魚(yú)、草魚(yú)、鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、倒刺鲃、青魚(yú)等放流魚(yú)類(lèi)在庫(kù)區(qū)或壩下江段有捕獲或訪問(wèn)到。這表明橋鞏水電站開(kāi)展增殖放流，對(duì)庫(kù)區(qū)及壩下江段保護(hù)魚(yú)類(lèi)及經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)的種群規(guī)模維持是具有積極作用的。但由于增殖站投運(yùn)時(shí)間不長(zhǎng)，能自行繁殖的魚(yú)類(lèi)數(shù)量還少，部分?jǐn)M放流的當(dāng)?shù)卣湎”Ｗo(hù)魚(yú)類(lèi)由于親魚(yú)采集困難、繁育技術(shù)不成熟等原因尚未放流，這些魚(yú)類(lèi)在調(diào)查過(guò)程中僅有少量天然個(gè)體被調(diào)查到，多數(shù)種類(lèi)未被調(diào)查到，這表明保護(hù)魚(yú)類(lèi)在江段的數(shù)量已較為稀少，迫切需要通過(guò)進(jìn)一步加強(qiáng)親魚(yú)收集和科研攻關(guān)工作，使其不致在江段有消失的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2　生態(tài)流量泄放措施的有效性

橋鞏水電站建成后，為滿足下游航運(yùn)、生態(tài)的需求，進(jìn)行了水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方面的研究[10]，制定了水庫(kù)調(diào)度方案。按照運(yùn)行調(diào)度方案，電站在枯水期按不低于400 m3/s的流量進(jìn)行下泄，下泄方式主要通過(guò)機(jī)組開(kāi)啟發(fā)電。

工程壩下江段的魚(yú)類(lèi)資源和建庫(kù)前相比雖有所減少，但由于電站持續(xù)下泄生態(tài)流量的作用，壩下河段的水文情勢(shì)總體仍然適合江段魚(yú)類(lèi)的生活，壩下產(chǎn)卵場(chǎng)仍得以繼續(xù)存在，并持續(xù)發(fā)揮作用。從庫(kù)區(qū)和壩下流水性魚(yú)類(lèi)的種群來(lái)看，壩下區(qū)域規(guī)模較庫(kù)區(qū)數(shù)量更多，這與壩下區(qū)域河道仍維持流水生境不無(wú)關(guān)聯(lián)。由于壩下江段為“四大家魚(yú)”的天然繁殖場(chǎng)所，上游龍灘電站的年調(diào)節(jié)作用，包括本工程江段在內(nèi)的其他下游江段的天然漲水過(guò)程受到坦化，下游“四大家魚(yú)”的產(chǎn)卵規(guī)模有所減少，僅通過(guò)生態(tài)流量均勻下泄仍有所不足。

4.3　船閘所具有的過(guò)魚(yú)功能特性

橋鞏水電站建設(shè)期間，為滿足江段航運(yùn)需求配套建設(shè)了250 t通航能力的船閘，該設(shè)施屬于社會(huì)影響減緩措施，不屬于水生生態(tài)保護(hù)專(zhuān)項(xiàng)措施。其運(yùn)行方式為在需要過(guò)船時(shí)段，電站適當(dāng)加大下泄流量，滿足壩下河段水深，開(kāi)啟船閘使船只進(jìn)入，并提高船閘內(nèi)水位，待與上游持平時(shí)開(kāi)啟上游閘門(mén)放船，下行反之。

驗(yàn)收階段調(diào)查表明，橋鞏水電站庫(kù)區(qū)發(fā)現(xiàn)有海河洄游性保護(hù)魚(yú)類(lèi)花鰻鱺的幼苗，壩下發(fā)電尾水區(qū)域及下游船閘區(qū)域，偶爾會(huì)有死亡的花鰻鱺幼苗被發(fā)現(xiàn)，這說(shuō)明橋鞏水電站上下游均存在花鰻鱺種群。花鰻鱺為降河性洄游魚(yú)類(lèi)，繁殖時(shí)降河進(jìn)入深海產(chǎn)卵，魚(yú)苗進(jìn)入淡水，上溯江河，隨水流進(jìn)入水庫(kù)等天然水體[11]。根據(jù)大壩結(jié)構(gòu)，僅有船閘區(qū)域在下游上行時(shí)可供花鰻鱺進(jìn)入，并與船舶一同進(jìn)入庫(kù)區(qū)，這表明船閘在運(yùn)行過(guò)程中具有成為洄游魚(yú)類(lèi)上溯通道的作用，對(duì)減緩對(duì)洄游性魚(yú)類(lèi)的影響具有積極意義。但由于該類(lèi)非環(huán)保專(zhuān)用設(shè)施的效果如何，需要獲取更加準(zhǔn)確和科學(xué)的研究數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

5結(jié)論和建議

本次研究通過(guò)對(duì)電站運(yùn)行一段時(shí)間后庫(kù)區(qū)、壩下的水生生態(tài)的系統(tǒng)調(diào)查分析，主要得出如下結(jié)論：

(1)橋鞏水電站建成后，餌料生物種類(lèi)和現(xiàn)存量均發(fā)生顯著變化，適應(yīng)靜流和緩流的種類(lèi)逐漸成為庫(kù)區(qū)的優(yōu)勢(shì)種。

(2)庫(kù)區(qū)原有產(chǎn)卵場(chǎng)在蓄水后被淹沒(méi)，在支流匯入口區(qū)域逐漸形成了新的產(chǎn)卵場(chǎng)。壩下及保護(hù)區(qū)內(nèi)的產(chǎn)卵場(chǎng)受影響不大，仍具備其相應(yīng)的生態(tài)功能。

(3)建庫(kù)后魚(yú)類(lèi)種類(lèi)較建庫(kù)前有所減少。造成種類(lèi)減少的原因有多方面，與工程建設(shè)淹沒(méi)有關(guān)，但更重要的是與江段的整體生境退化、水質(zhì)變化及人為捕撈等因素均存在一定的聯(lián)系。

(4)庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)數(shù)量少于壩下河段，尤其是流水性魚(yú)類(lèi)，表明工程水庫(kù)淹沒(méi)對(duì)流水性魚(yú)類(lèi)確實(shí)造成了一定的不利影響，減少了其適宜生境范圍。

(5)在電站采取持續(xù)下泄生態(tài)流量的措施后，從生境條件分析，壩下江段仍然適合原江段魚(yú)類(lèi)的生存。

(6)工程設(shè)置的船閘為海河洄游性魚(yú)類(lèi)花鰻鱺、日本鰻鱺提供了過(guò)魚(yú)通道，使之能完成過(guò)壩上溯。

(7)工程采取的增殖放流措施，補(bǔ)充了江段珍稀保護(hù)和經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)的種群規(guī)模，對(duì)減緩工程建設(shè)對(duì)江段水生生態(tài)的影響發(fā)揮了積極作用。

需要指出的是，電站壩下12.6 km為紅水河來(lái)賓段珍稀魚(yú)類(lèi)自然保護(hù)區(qū)，其屬于重要的生態(tài)敏感區(qū)，從調(diào)查結(jié)果看，保護(hù)措施仍有待進(jìn)一步改進(jìn)和加強(qiáng)，本文結(jié)合工程特點(diǎn)和調(diào)查結(jié)果，建議開(kāi)展船閘過(guò)魚(yú)效果專(zhuān)題觀測(cè)研究，為定量說(shuō)明船閘的過(guò)魚(yú)效果提供可靠數(shù)據(jù)；加強(qiáng)科研攻關(guān)，盡早投放其他珍稀保護(hù)魚(yú)類(lèi)，持續(xù)開(kāi)展環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)查，對(duì)增殖放流效果進(jìn)行持續(xù)評(píng)估，持續(xù)完善放流方案；持續(xù)下泄生態(tài)流量，配合梯級(jí)生態(tài)調(diào)度營(yíng)造汛期洪峰，滿足下游產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)的魚(yú)卵孵化；加強(qiáng)監(jiān)督管理，避免過(guò)度捕撈。

參考文獻(xiàn)(References)：

[1]李樹(shù)東, 秦軍, 韋世益, 等. 紅水河橋鞏水電站可行性研究報(bào)告[R]. 南寧: 廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院, 2005.

[2]熊姁. 紅水河橋鞏水電站工程運(yùn)行初期水生生物調(diào)查[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展, 2013(3): 49- 50.

[3]呂相龍, 呂敏. 紅水河橋鞏水電站庫(kù)區(qū)河段水生生物調(diào)查與保護(hù)[J]. 紅水河, 2010, 29(5): 55- 58.

[4]仇延林, 李明雙, 王寧. 水電工程對(duì)水生生態(tài)的影響初探[J]. 內(nèi)蒙古水利, 2012(3): 48- 49.

[5]劉湘春, 楊玖賢. 坪頭水電站建設(shè)對(duì)河流水生生態(tài)的影響及保護(hù)措施[J]. 水電站設(shè)計(jì), 2012, 28(2): 90- 92, 106.

[6]陳云華. 雅礱江錦屏大河灣水生生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究[J]. 水力發(fā)電, 2012, 38(10): 5- 7, 56.

[7]周露怡, 付永勝. 四川省天全鍋浪蹺水電站工程對(duì)天全河水生生態(tài)的影響及保護(hù)措施[J]. 中國(guó)科技博覽, 2013(18): 144.

[8]龍先進(jìn), 龍灘水電站在梯級(jí)調(diào)度與電力市場(chǎng)化改革中的作用[J]. 水力發(fā)電, 2007, 33(4): 7- 10.

[9]員春暉, 呂相龍. 紅水河橋鞏水電站魚(yú)類(lèi)增殖放流站工業(yè)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè), 2011(34): 53- 55.

[10]粟水平. 橋鞏水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度探討[J]. 廣西電力, 2010, 33(5): 85- 88.

[11]吳志強(qiáng). 我國(guó)的重點(diǎn)保護(hù)魚(yú)類(lèi)[J]. 生物學(xué)通報(bào), 1990(12): 12- 14.

Analysis of the Impact of the Construction of Qiaogong Hydropower Station

on the Aquatic Ecology of the Hongshui River

WANG Xu-hang1, YU Hai-lan1, WEI Xiang2, XIE Wen-xing3

(1.PowerChina Huadong engineering Co., Ltd., Hangzhou 310014, China; 2.Qiaogong Hydropower Station

of Guangxi Fangyuan Electric Power Co., Ltd., Laibin 546119, China; 3.Institute of Hydroecology,

Ministry of Water Resources & Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430079, China)

Abstract:Through the phytoplankton, zooplankton, zoobenthos and fish resources survey after the completion of the Qiaogong hydropower on Hongshui River, this paper analyzes the influence on aquatic ecology, discusses the effects of fish restocking, minimum ecological flux discharge and ship lock in the role of the aquatic ecological protection. Results show that the above measures are effective, especially the lock is helpful toAnguillamarmoratamigration. But due to the reservoir flood， water quality change and human fishing, the population size of running-water fish and endemic fish in the Zhujiang River basin is decreased significantly. Special observation on the effect of ship lock, strengthening scientific research and ecological flux dispatching are put forward.

Key words:Hongshui river; Qiaogong hydropower station; aquatic ecology; nature reserve

作者簡(jiǎn)介：王旭航(1982—)，男，浙江東陽(yáng)人，碩士，主要從事水電工程生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)咨詢(xún)與研究，E-mail：wxh3414@qq.com

收稿日期：2015-04-23

中圖分類(lèi)號(hào)：X826

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6444(2016)01-0072-04

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.020