三峽工程的生態(tài)調(diào)度

◎ 文 | 高勇 編輯 | 田宗偉

三峽水庫(kù) 攝影 / 黃正平

青魚(yú)、草魚(yú)、鰱魚(yú)和鳙魚(yú)并稱(chēng)“四大家魚(yú)”，是東亞地區(qū)季風(fēng)氣候影響下適應(yīng)泛濫平原的江湖復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的魚(yú)類(lèi)，也是長(zhǎng)江流域土生土長(zhǎng)的土著物種。雖然不像中華鱘那樣自帶珍稀物種的主角光環(huán)，但也是千家萬(wàn)戶(hù)食用的重要蛋白來(lái)源?！懊褚允碁樘臁保谌龒{論證時(shí)期，這些物種的資源保護(hù)也受到了同樣的重視。

針對(duì)水壩工程可能對(duì)四大家魚(yú)產(chǎn)生的影響，采用合理的泄流方式恢復(fù)下游河道的水流情勢(shì)，進(jìn)而為魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵、孵化和遷徙提供激發(fā)因素，以達(dá)到恢復(fù)生物資源的目的。這條技術(shù)路線(xiàn)得到了專(zhuān)家們的重視。現(xiàn)在我們稱(chēng)之為“生態(tài)調(diào)度”。

什么是生態(tài)調(diào)度？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是調(diào)整水庫(kù)調(diào)度方式以補(bǔ)償水庫(kù)不利生態(tài)影響。它主要是基于河流形態(tài)、水文特征的生物學(xué)效應(yīng)，在泄流時(shí)間、泄流流量、頻率變化和變化速率等方面，結(jié)合下游水生生物的特點(diǎn)進(jìn)行泄流方案的調(diào)整。20世紀(jì)80年代中期，歐美一些國(guó)家的管理和決策部門(mén)開(kāi)始針對(duì)減少大壩的不利影響，對(duì)水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)行方式進(jìn)行了調(diào)整。除航運(yùn)、防洪、發(fā)電等傳統(tǒng)重要功能外，更加重視水庫(kù)調(diào)度在區(qū)域水質(zhì)改善、娛樂(lè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的作用。1987年，美國(guó)田納西流域管理局對(duì)其管理的水庫(kù)自1933年以來(lái)實(shí)行的調(diào)度方案進(jìn)行了全面回顧及分析。以此為基礎(chǔ)，1991～1996年在20個(gè)水庫(kù)通過(guò)提高水庫(kù)泄流水量及水質(zhì)，以下游河道最小流量和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為指標(biāo)，對(duì)水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。1996年，美國(guó)聯(lián)邦能源委員會(huì)在水電站運(yùn)行許可審查過(guò)程中，要求針對(duì)生態(tài)與環(huán)境影響制定新的水庫(kù)運(yùn)行方案，包括增大最小泄流量、增加或改善魚(yú)道、周期性大流量泄流等。

四大家魚(yú)自然繁殖離不開(kāi)特定的水文條件，如持續(xù)的漲水過(guò)程、一定的水流流速、18℃以上的水溫等。

從圖上可以看出，三峽出庫(kù)流量，也就是江水的流量，有兩次明顯的漲水過(guò)程，形成兩個(gè)洪峰，四大家魚(yú)的產(chǎn)卵量隨之也形成了兩個(gè)高峰，說(shuō)明四大家魚(yú)產(chǎn)卵行為與漲水過(guò)程的同步響應(yīng)。 制圖 / 高勇

通過(guò)三峽的調(diào)蓄能力，將上游波動(dòng)較為劇烈的入庫(kù)流量，調(diào)節(jié)為滿(mǎn)足魚(yú)類(lèi)自然繁殖需求的穩(wěn)定增長(zhǎng)流量。制圖 / 高勇

每個(gè)水利工程，每條河流，每處魚(yú)類(lèi)棲息地都有其自己的特性，從明確三峽水利樞紐應(yīng)該進(jìn)行生態(tài)調(diào)度到確定如何進(jìn)行生態(tài)調(diào)度，這中間仍是一段求索之途。

從魚(yú)類(lèi)自身來(lái)看，四大家魚(yú)自然繁殖離不開(kāi)特定的水文條件，如持續(xù)的漲水過(guò)程、一定的水流流速、18℃以上的水溫等。從水利工程對(duì)魚(yú)類(lèi)的影響來(lái)看，工程的調(diào)節(jié)使水文情勢(shì)和水體理化特性發(fā)生變化，使得部分產(chǎn)卵場(chǎng)消失或移動(dòng)，洪峰過(guò)程弱化使得產(chǎn)卵規(guī)模減小。對(duì)于這些熱點(diǎn)問(wèn)題，三峽集團(tuán)組織會(huì)同相關(guān)科研單位開(kāi)展了多項(xiàng)監(jiān)測(cè)、模型研究等工作。研究結(jié)果表明，在分析四大家魚(yú)自然繁殖的水文學(xué)機(jī)理的基礎(chǔ)上，確定四大家魚(yú)繁殖所需的漲水過(guò)程，起始水位、日增長(zhǎng)流量、持續(xù)時(shí)間，制造利于魚(yú)類(lèi)繁殖的“人造洪峰”，促進(jìn)魚(yú)類(lèi)的繁殖，從技術(shù)角度看是可行的。

2008～2010年，三峽水庫(kù)連續(xù)三次嘗試蓄水到175米，終于在2010年10月26日成功蓄水到175米，使三峽生態(tài)調(diào)度具備了實(shí)施條件。

三峽冬日 攝影 / 黃正平

2011年春季，長(zhǎng)江來(lái)水不及預(yù)期，1～4月份長(zhǎng)江流域旱情較為嚴(yán)重，在這種條件下是否有條件實(shí)施生態(tài)調(diào)度是擺在三峽人面前的嚴(yán)峻問(wèn)題。在精準(zhǔn)預(yù)報(bào)上游天氣和來(lái)水情況下，長(zhǎng)江水利委員會(huì)和三峽集團(tuán)共同決定于5月實(shí)施生態(tài)調(diào)度。為科學(xué)回答生態(tài)調(diào)度效果，科研人員設(shè)置了嚴(yán)密持續(xù)的監(jiān)測(cè)。在南津關(guān)、宜都、涴市鎮(zhèn)、監(jiān)利、燕窩5五處設(shè)置基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)江段，松滋河口（松滋河內(nèi)）、城陵磯（洞庭湖入江水道內(nèi)）設(shè)置流動(dòng)補(bǔ)充性監(jiān)測(cè)江段。監(jiān)測(cè)期間，研究人員逐日連續(xù)進(jìn)行定點(diǎn)采集，記錄獲得的卵苗數(shù)量、種類(lèi)、發(fā)育期、水溫、泥沙、流量水位等數(shù)據(jù)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，“各水文站點(diǎn)水位持續(xù)上漲”，?“四大家魚(yú)自然繁殖群體有聚群效應(yīng)”，“‘魚(yú) 卵汛’出現(xiàn)”等一條條消息及時(shí)發(fā)出了通報(bào)。最終監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，四大家魚(yú)產(chǎn)卵時(shí)間與歷史自然漲水條件下響應(yīng)時(shí)間一致，與其自然繁殖時(shí)的習(xí)性相符，當(dāng)年自然繁殖規(guī)模達(dá)到了1億粒（尾）[監(jiān)測(cè)到的魚(yú)卵（粒）和魚(yú)苗（尾）數(shù)量之和]?？梢哉f(shuō)，試驗(yàn)初步證明生態(tài)調(diào)度對(duì)“四大家魚(yú)”自然繁殖產(chǎn)生了促進(jìn)作用，達(dá)到了預(yù)期效果。

自2011年以后，三峽水庫(kù)連續(xù)多年實(shí)施生態(tài)調(diào)度，不斷摸索生態(tài)調(diào)度的邊界條件，并檢驗(yàn)生態(tài)調(diào)度的持續(xù)效果。統(tǒng)計(jì)表明，2011～2016年宜都江段9次實(shí)施生態(tài)調(diào)度過(guò)程，其中8次發(fā)生了產(chǎn)卵響應(yīng)，未發(fā)生產(chǎn)卵響應(yīng)的一次是在2013年。由于調(diào)度實(shí)施時(shí)產(chǎn)卵場(chǎng)水溫剛剛到達(dá)18℃尚未穩(wěn)定，無(wú)四大家魚(yú)產(chǎn)卵響應(yīng)。

在生態(tài)調(diào)度過(guò)程中，洪峰波動(dòng)造成下游水位上升過(guò)程可以傳遞約100～150公里，在這段影響范圍里共分布有5個(gè)產(chǎn)卵場(chǎng)。實(shí)施生態(tài)調(diào)度后，位于葛洲壩下游的四個(gè)產(chǎn)卵場(chǎng)得到了不同程度的恢復(fù)，以紅花套產(chǎn)卵場(chǎng)恢復(fù)效果最為顯著。

生態(tài)調(diào)度期間的魚(yú)卵徑流量超過(guò)了總量的50%，高于非生態(tài)調(diào)度漲水過(guò)程魚(yú)卵徑流量的總和，這反映了試驗(yàn)性生態(tài)調(diào)度形成的水文過(guò)程對(duì)四大家魚(yú)自然繁殖具有明顯的促進(jìn)效果。

恢復(fù)生物多樣性是一項(xiàng)艱巨而持久的工作，生態(tài)調(diào)度在已證實(shí)的有效性基礎(chǔ)上，更需要多方持久不懈的努力，從技術(shù)、管理等多方面都需要不斷優(yōu)化與進(jìn)步。