7.1 结论
大坝工程建设在防洪、发电、灌溉、供水、航运等方面起到了重要作用,推动了人类社会进步,然而同时也对河流生态系统产生了不利影响。大坝建设引起的河流生态问题已逐渐引起了各国政府和科学家的重视。为了减轻大坝对河流生态系统的不利影响,国内外开展了大量相关研究,研究表明,大坝对于河流生态系统的负面影响,可以通过工程措施、生物措施和管理措施在一定程度上避免、减轻或补偿。其中,开展水库生态调度研究,通过改进水库调度方式,制定合理的大坝调度规程的方法,以弥补或减缓其造成的生态环境问题,是当前大型河流生态恢复中的一项重要举措。
三峡葛洲坝梯级工程是治理和开发长江的关键性骨干工程,三峡葛洲坝联合调度具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益和改善生态环境的作用,然而三峡梯级水库拦蓄河流也将部分改变长江干流水流情势,对其上下游一定范围的生态环境带来深远影响,可见水库调度是关系到全流域,尤其是坝下区域生态的重大事件。因此,研究如何在充分发挥三峡梯级水库社会经济功能的同时又减缓其不利影响,具有重要的理论和实践意义。本章在归纳和总结前人所作研究基础之上,通过研究得出以下结论。
(1)宜昌站年均流量呈明显下降趋势,不同月份出现不同下降趋势,具有23年大尺度周期变化趋势,葛洲坝水库蓄水对河流水流情势影响程度不大,而三峡水库蓄水则对河流水流情势影响较大。
(2)根据三峡水库坝前庙河水文站深水水温监测结果,2003—2005年未发现分层现象,而在2006年、2007年的4月和5月出现浅层和深层水体温度不一致现象,尤其是2007年的5月深水水温出现明显分层,温差达到7.1℃,而在2006年和2007年的其他月份未发现分层现象;宜昌水文站的年均水温整体上呈递增趋势,递增趋势度为0.02℃/a,水温递增趋势明显,不同月份水温呈不同趋势,且水温具有10年左右时间尺度周期变化趋势;葛洲坝水库对各月水温影响程度大小不同,水库蓄水使得宜昌站水温平均增温0.3℃,其中1月、2月、5月、12月增温效应较明显,其他月份增温不显著;三峡水库蓄水后宜昌站水温月平均增温0.4℃,而对宜昌站各月水温影响程度大小不同,其中3~5月为降温,10月至次年1月,水温增温明显。
(3)宜昌站年均含沙量呈明显下降趋势,各月含沙量也呈现不同程度下降趋势;含沙量变化具有14年左右时间尺度周期变化趋势;葛洲坝建坝建坝后含沙量呈明显下降趋势,减少量为0.147kg/m3,约占建坝前20%,建坝后宜昌站含沙量各月份平均值均低于建坝前含沙量,尤其是4月、5月、6月、11月和12月下降量较大;三峡蓄水后多年含沙量平均减少0.575kg/m3,减少量约占建坝前的87.1%,各个月份表现出不同的下降程度,其中在丰水期间下降量更大,含沙量急剧减少。(https://www.daowen.com)
(4)根据对三峡水库蓄水前后中华鲟产卵繁殖情况分析,认为三峡水库蓄水使得中华鲟产卵推迟10天左右,产卵受精率平均下降65%以及产卵规模降低等。
(5)根据对三峡水库蓄水前后四大家鱼产卵繁殖情况分析,三峡水库蓄水导致下泄水温降低,使得四大家鱼产卵时间以及产卵高峰期向后推迟,平均推迟10天以上。此外,四大家鱼鱼类组成发生了较大变化,鲢鱼在鱼苗种类比例中最高,草鱼、青鱼比例下降,产卵规模由于涨水过程改变也逐年下降。
(6)为了保证三峡梯级水库下游河道内环境流量,利用所建立的调度模型分析了丰、平、枯3个典型水平年的水库调度情况。可知,在丰水年,能够满足水库下游河道内环境流量,且对水力发电效益的影响较小;平水年,仅在10月蓄水期不能满足水库下游河道内环境流量,其他月份均满足最小环境流量和适宜环境流量下限;枯水年,水库蓄水期10月不能满足水库下游河道内最小环境流量和适宜环境流量下限,11月不能满足水库下游适宜环境流量下限,其他月份均能满足,而且由于在枯水期2月和3月水库入库流量较小,三峡水库不能满足发电保证出力限制。
(7)为了保证中华鲟产卵繁殖的水流条件,同时减小对三峡水库发电效益的影响,提出了2种提前蓄水方案,9月21日开始蓄水方案和9月16日开始蓄水方案。丰水年提前蓄水方案均能满足中华鲟产卵期的水流条件,平水年和枯水年的提前蓄水方案减缓了三峡水库蓄水对中华鲟产卵繁殖条件的影响,使得影响程度减小,且提前蓄水方案Ⅱ相对于方案Ⅰ水库下泄流量更满足中华鲟产卵条件。
(8)针对四大家鱼产卵高峰期的5月和6月,采用模拟生态洪水脉冲调度方式,在3个典型水平年,三峡水库下泄水流均能满足四大家鱼涨水条件以及水库下游河道内环境流量。因此,在四大家鱼产卵繁殖高峰期5~6月,可以适时地采取洪水脉冲调度措施,尽量减少采用均匀泄水原则,在保证不损失较大发电效益的同时有利于水库下游四大家鱼产卵繁殖。