双江口水电站鱼类栖息地保护方案设计

张陆良，蒋红，孙大东，谢光武，文典

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司， 成都 610072)

双江口水电站鱼类栖息地保护方案设计

张陆良，蒋红，孙大东，谢光武，文典

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司， 成都 610072)

就地保护鱼类生境是保护鱼类多样性最为有利和有效的方法。双江口水电站位于大渡河上游，是国家规划建设的重点项目，该工程建设将淹没裂腹鱼和鮡科等鱼类栖息地。从工程实际和鱼类栖息地保护要求出发，采用层次分析法对鱼类栖息地进行比选，选择“梭磨河+茶堡河河口”方案作为鱼类栖息地保护推荐方案，并设计恢复河流连通、建造人工产卵场和生境再造等措施以恢复鱼类栖息地生境，为鱼类栖息地选择和设计提供参考。

双江口水电站；鱼类栖息地；层次分析法；设计

水利水电工程的建设将改变河流的水文情势，淹没鱼类赖以生存的栖息地，直接影响鱼类等水生生物资源。面对梯级水电开发的环境影响，现有过鱼设施和人工增殖放流等保护措施，不能从根本上解决水生生物因生境淹没、破碎而受到的影响。因此，在干流开发的同时，支流替代生境保护被提上议程。有关专家建议在被开发干流的支流划定保护区，为鱼类繁殖保留余地[1]；同时，国家也明确提出要积极开展“干流和支流开发与保护”生态补偿试点工作[2]。然而，我国支流替代生境保护工作刚刚起步，如何选择支流作为替代生境，并采取行之有效的保护措施，是鱼类栖息地保护的关键技术，对于缓解和补偿水电开发对生态环境的不利影响具有重要意义。本文主要以大渡河双江口水电站为例，说明鱼类栖息地保护方案的选择和设计。

1 双江口水电站对鱼类栖息地影响

双江口水电站是大渡河干流水电规划调整开发方案的第5个梯级电站，也是上游控制性水库电站。工程位于大渡河主源足木足河与次源绰斯甲河汇口以下2 km处，采用坝式开发，最大坝高314 m，装机容量2 000 MW；坝址以上控制流域面积39 330 km2，多年平均流量502 m3/s；正常蓄水位2 500 m，相应干流水库回水长57.06 km，水库面积36.9 km2，具有年调节能力。

1.1 栖息地现状

双江口工程河段主要由足木足河、绰斯甲河、梭磨河和茶堡河等主要干支流组成，位于四川省阿坝州境内的阿坝县和马尔康县。天然河段总长114.83 km，平均水深2.7 m，宽89 m，最大宽度639 m，流速2.99 m/s，具有典型山区河流鱼类栖息地的物理特征，是重要的鱼类栖息地。天然河段内共有12种鱼类，其中有国家Ⅱ级重点保护野生鱼类川陕哲罗鲑，四川省省级重点保护鱼类重口裂腹鱼和青石爬鮡，工程河段鱼类优势种类为重口裂腹鱼和大渡裸裂尻鱼。库区脚木足乡附近、支库太阳河和茶堡河等地分布有7处规模较小的裂腹鱼、鮡类和大渡河裸裂尻鱼产卵场。在足木足河干流茶堡河汇口下游和支流汇口上游2 km处各有1处川陕哲罗鲑产卵场，但已被挖沙破坏，多年未发现鱼类在此产卵。

1.2 影响预测

双江口水电站建成后，工程河段水文情势发生变化，如表1所示；河床底质也将发生变化，水库水位升高，部分原有滩涂将被淹没，淤泥逐渐取代原有的砾河床和岩石河床；另外，营养物质滞流，透明度升高，初步呈现河库生态特征，但库尾以上河段仍然保持天然河段。水生生境变化会引起生物群落结构的改变，蓝藻门等水生藻类、砂壳虫等浮游动物将增加为优势种，将为鱼类提供优质天然饵料。

表1 双江口库区形成前后水文特征变化比较表

鱼类栖息地改变后，库中和坝前的鱼类产卵场等生境将被淹没，重口裂腹鱼和青石爬鮡等急流性鱼类将向库尾以上河段转移，种群数量减少；大渡裸裂尻鱼和软刺裸裂尻鱼逐渐适应缓流水生活，种群数量可能上升。

2 鱼类栖息地保护方案的选择

就地保护物种生境是保护生物多样性最为有力和有效的方法。双江口水电站工程以替代可行性和保护方案的可行性为目标，对工程河段及上游区域范围内约10余条一级支流进行了初步筛选，将茶堡河和梭磨河作为重点比选对象，建立了如图1所示层次结构模型；采用专家评分法进行计算，结果如表2和表3所示。

对于指标层而言，主要保护对象珍稀特有鱼类组成的权重最高(0.261 2)；对方案而言，方案3权重(0.429 2)最大。因此，方案3“梭磨河+茶堡河河口”方案最优。上述计算结果与实际情况基本一致。

图1 双江口水电站鱼类栖息地方案选择结构示意图Fig.1 Fish habitats plan selection structure in Shuangjiangkou hydropower station

表2 双江口水电站鱼类栖息地方案选择指标层层次排序

Table 2 Hierarchy arrangement of fish habitats plan selection index in Shuangjiangkou hydropower station

项目珍稀特有鱼类组成所有鱼类组成流量是否满足鱼类生活史长度水深饵料生物生境连通性生境水环境质量联通水域面积经济成本人为干扰情况河流长度河床、河岸的稳定性权值0 26120 12570 11630 09930 07730 07020 0550 0440 03760 03330 02780 02240 01770 0123排序1234567891011121314

表3 双江口水电站鱼类栖息地方案总排序表

3 鱼类栖息地生境保护方案的设计

3.1 保护目标

通过对栖息地的严格保护，在禁止水电开发等人为干扰基础上，实施科学管理和生境再造等措施，切实保护栖息地内的鱼类资源和自然环境，充分发挥良好的生态环境效益。

3.2 保护范围

根据层次分析法的选择结果，双江口水电站鱼类栖息地保护的范围包括梭磨河和茶堡河河口，其中梭磨河保护范围为壤口以下150 km的河段，茶堡河保护范围为龙头滩水电站坝址以下至河口的水域，长约4 km。

3.3 总体设计

鱼类栖息地保护设计中，不仅在流域尺度上注重栖息地总体布局，还注意了局部河段的微生境保护。在明确将川陕哲罗鲑、齐口裂腹鱼和重口裂腹鱼等作为鱼类栖息地重点保护对象的基础上，分析了目前存在的问题，制定了相应保护措施体系，如图2所示。

图2 双江口水电站鱼类栖息地保护措施体系图Fig.2 Measures system of fish habitats protection in Shuangjiangkou hydropower station

3.4 分项设计

3.4.1 恢复河流连通

鱼类作为自由移动的物种，其栖息地的连通性非常重要。双江口水库形成后，需拆除阻隔了鱼类上溯通道的梭磨河松岗和热足两座电站。根据现场勘查，拆除部分为两电站的闸墩、胸墙、交通桥和坝顶排架等构筑物。同时，为避免梭磨河水进入电站引水渠，也需进行封堵。电站拆除后可将整个梭磨河流域与双江口水库形成一个集流水水体和缓流水体为一体、水生环境多样化的连通水域，为川陕哲罗鲑等珍稀保护鱼类完成生活史提供条件。

3.4.2 禁止水电开发

对于保护范围内的河段，严格限制涉水工程建设，采取全年禁捕措施，禁止一切渔业捕捞生产行为，实施严格的保护措施。同时，建议严禁采砂等破坏河流生境的行为。

3.4.3 生境再造

国内外河流的生境修复以水体污染生境修复和景观修复为主，对鱼类生境修复仅有鲟鱼人工产卵场和长江中华鲟产卵场河床坡度修复试验。本工程以上述研究为基础，根据工程河段的实际情况，进行了库区清理、河道整治、河道修复和生态护坡等生境再造方案设计。

(1)库区清理

目前，松岗和热足电站库区淤积明显将改变河流水量和流速等水文情势。因此，库区清理的主要目的是将两座电站所在的工程河段恢复为天然河道。库区清理将在枯水期采取工程机械采挖的方法，选择在鱼类的非产卵季节进行，即11月至第二年2月。清理后部分河段可能出现库岸坍塌，需要采用格宾石笼进行生态挡护。

(2)河道整治

因沿线交通、电站库区形成和采砂作业等因素改变了天然河道，上述河段长约5 km。电站拆除后，库区及减水河段将恢复天然状况，但部分河段较天然河道束窄，影响河道行洪及鱼类通行，需进行清理及生态护岸处理，以恢复为天然河道；另有部分河道坡度较大，为帮助鱼类上行，需通过回填以减缓河道坡度。完成整治后需在相应区域设置告示牌，严禁破坏河道，以保护生态环境。

(3)河道修复

河道修复主要是对硬质化河道以及挖沙、滑坡等河道坡岸受损河段进行修复，本工程分别采取河道形态多样化修复、生态型护岸、内部栖息地改善等保护措施。

河道形态多样化修复。在详细调查松岗和热足电站上下游自然河道形态的基础上，对两座电站拆坝河段的河道形态进行仿自然再塑。河道修复中将库区清理后的河道设置成不对称断面，调整河流局部侵蚀和淤积情况，使河流淤积形成自然沙洲，塑造多样化的断面流速和水深，为水生动植物提供类型多样的栖息环境。

生态型护岸。充分体现“近自然生态修复”的理念，用块石、卵石、木桩和活体树桩等自然材料构建多孔隙“柔性生态护岸”以代替无孔隙的钢筋和混凝土硬质护岸，在增加河岸孔隙度、为生物提供多孔隙栖息地的同时，也与周围自然环境融为一体，体现河流自然景观。

内部栖息地改善。通过在河道内部设置各种生态措施来增加水流多样性，使水流对河床产生不同程度的冲刷，改善河道内部微地形，加强河道栖息地功能，进而增加栖息地和生物多样性水平。典型的河道内栖息地加强结构包括小型丁坝、堰、树墩、砾石群和遮蔽物等。

3.4.4 人工产卵场再造

为弥补水电开发对生态环境及水生生物物种资源的不良影响，选择在适宜河段，仿照自然环境中鱼类产卵特点，人工建造流水性鱼类产卵场，为喜流水性鱼类营造合适的繁殖场所，延续工程河段部分鱼类种群生存。

经现场考察，在曾经发现产卵场的河段中选择了热足库区、增殖站下游、松岗库区和茶堡河河口4处作为人工再造产卵场场址，面积约0.01 km2。产卵场类型分为砂石底质和卵石底质两种类型，分别为川陕哲罗鲑和裂腹鱼产卵场。设计中考虑了产卵场基质、流速、水深和外部环境等多种因素，预计在加强维护和管理的情况下，能吸引鱼类来此产卵。

3.4.5 鱼类栖息地特征及修复技术研究

通过对大渡河、梭磨河和茶堡河等河流的生境特征及生物多样性研究，调查川陕哲罗鲑、重口裂腹鱼和青石爬鮡等珍稀保护鱼类资源、主要栖息地及其生态环境特征(包括产卵场、索饵场和越冬场等)，利用历史资料和现状监测成果，研究上述河段生境和鱼类资源变化趋势和规律，深化受损河流恢复重建的技术要求和方案研究，找出鱼类栖息地及其修复技术存在的主要问题，拟定水生生物资源恢复及生境恢复的主要对策，以恢复河流生态系统基本生境条件，最终指导梭磨河和茶堡河等河流的生境恢复方案设计。

3.4.6 其他栖息地保护措施

为保证鱼类栖息地的保护措施顺利开展，进行了栖息地内主要鱼类的生物学、生态学和产卵场修复等科学研究，同时，还提出水生生态监测、渔政管理和宣传教育等保护措施，最大限度保护鱼类栖息地。

4 结语

水利水电工程开发将不可避免地淹没鱼类栖息地，就地保护是目前最有效的保护方法。本文从工程实际和鱼类栖息地保护的要求出发，对茶堡河和梭磨河的水文情势、水域生境、鱼类物种、地形地貌等替代可行性和河流连通性、生境安全、经济成本等保护措施的可行性进行比较分析，采用层次分析法进行比选，选择“梭磨河+茶堡河河口”方案作为推荐方案。在工程设计中，联合地方政府共同禁止保护河段的水电开发，设计拆除松岗和热足两座水电站措施以恢复河流连通性，采用库区清理、河道整治、河道修复等措施修复天然河流生境，重建4处共约0.01 km2的产卵场。上述措施实施后，梭磨河流域基本可恢复为天然状态，与双江口水库将会形成一个集流水水体和静水水体、天然河流生境和人工湖泊生境为一体的多样性丰富的鱼类生存空间，为川陕哲罗鲑等珍稀保护及特有鱼类的繁衍提供有效保障。

[1] 曹文宣. 有关长江流域鱼类资源保护的几个问题[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(2): 163- 164.

[2] 环境保护部. 关于进一步加强水电建设环境保护工作的通知[EB/OL]. (2012- 01- 06) [2015- 01- 08]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgt/201201/t20120117_222665.htm.

Fish Habitats Protection Plan in Shuangjiangkou Hydropower Station

ZHANG Lu-liang, JIANG Hong, SUN Da-dong, XIE Guang-wu, WEN Dian

(Powerchina Chengdu Engineering Corporation Limited, Chengdu, 610072, China)

In-situ conservation of fish habitats is the most beneficial and effective way to protect fish diversity. Shuangjiangkou hydropower station, a key state construction project, is located at the upper reaches of Dadu River. The construction poses the danger of submerging Schizothoracinae and Sisoridae habitats. In accordance with the fish habitats protection requirements, and catering to the project itself, this paper compares the fish habitats by analytic hierarchy process, and selected “Suomo River and Estuary of Chabao River” as the protection plan. It also takes such measures as restoring river connectivity, constructing man-made spawning ground and habitats reconstruction in order to recover fish habitats. It seeks to provide a reference for the selection and design of fish habitats.

Shuangjiangkou hydropower station; fish habitats; analytic hierarchy process; design

2015-01-08

“十二五”国家科技支撑计划：重点水利水电工程生态保护技术及标准规范研究(2012BAC06B01)

张陆良(1975—)，男，江苏泰兴人，高级工程师，硕士，主要研究方向为水利水电环境保护，E-mail：421939383@qq.com

10.14068/j.ceia.2015.03.006

X171.4

A

2095-6444(2015)03-0022-04