11.2.2 河流纵向连通性恢复
目前,南渡江已建有松涛水库、谷石滩、九龙滩、金江、龙塘五个梯级;中游东山梯级已获批,即将开工建设;而松涛水库以上各支流也建有14个水电站。所以,原本连通的南渡江已呈明显的破碎化,尤以松涛水库对南渡江的阻隔影响尤为明显。
南渡江已建及规划的一系列防洪灌溉水库、水利发电工程,阻隔了鱼类通道的连续性,导致河流开放、联系的系统在能量流动、物质循环及信息传递等方面发生一系列的改变,使生活其中的鱼类所需要的生境条件、水文情势发生变化,最终对鱼类资源造成影响(如鱼类的洄游和其他活动可能被延迟和终止,鱼类的生境破碎化,导致鱼类种类种群遗传多样性下降和经济鱼类品质退化等)。
从现状调查结果来看,喜流水种类和产漂流性卵的种类在渔获物中仍有分布,但所占比例较小,说明相应的鱼类适宜生境仍然存在。产漂流性卵的产卵场仍在部分流水河段零星分布,但产卵规模被明显削弱。鱼类种群规模萎缩的主要原因是:一方面,库区形成后,栖息空间被压缩以及闸坝阻隔鱼类洄游至产卵场;另一方面,闸坝阻隔形成的坝上、坝下两个种群缺少基因交流。因此,为了保护南渡江流域鱼类资源,恢复河流生物多样性,需充分论证已建工程及规划梯级配置过鱼设施的必要性。
11.2.2.1 过鱼设施比选
过鱼设施主要有鱼道、升鱼机、鱼闸与索道式鱼道、集鱼船和特殊鱼道等。各种过鱼措施优缺点如下:
(1)鱼道是针对洄游性和半洄游性鱼类通过水利枢纽而设计和建造的。其优势在于不需要人工操作,可以持续过鱼,运行费用低廉。但鱼道很难对全部受大坝影响的鱼类有效。而且现有的资料表明,鱼道一般只适用于低水头大坝,对于高坝,采用鱼道的效果很难保证。
2000年以来,经过环境影响技术评价的24个国家级水利水电项目鱼道建设相关统计数据表明,我国目前以垂直竖缝式和仿自然通道的鱼道为主。竖缝式鱼道有长洲坝水利枢纽鱼道(图11.3),竖缝式鱼道的规模可根据落差而定,规模小的成本非常低,可参考青海湖裸鲤竖缝式鱼道模型(图11.4);另外对于低水头水电站,也可以考虑阶梯式鱼梯,如青海湖沙柳河水坝改成了目前的阶梯式鱼梯(图11.5)。而国外的一些阶梯式鱼梯也可以小型化设计(图11.6)。

图11.3 长洲坝水利枢纽鱼道

图11.4 青海湖裸鲤竖缝式鱼道模型
珠江水系的2个鱼道,长洲坝水利枢纽鱼道及北江支流连江的西牛水利枢纽鱼道,均有较好的过鱼效果;其中长洲鱼道2011—2013年初步监测中采集到鱼类36种,主要优势种类为银飘鱼、瓦氏黄颡鱼、赤眼鳟、鲮、日本鳗鲡等,四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢、鳙)、弓斑东方鲀、花鳗鲡亦有出现,鱼道呈现了较好的过鱼潜力。

图11.5 青海湖沙柳河阶梯式鱼梯

图11.6 阶梯式鱼梯范例(https://www.daowen.com)
(2)升鱼机适用于高坝过鱼和水库水位变幅较大的枢纽,也适用于长距离转运。一般在上下游均设有诱导设施,属鱼类过坝的一项重要辅助设施。在过鱼设施的进口设置拦鱼、导鱼和诱鱼设施,可以防治鱼类误入被截断的水域,并帮助鱼类及早发现新通道的入口,可以使分散零星的鱼汇集起来,提高过鱼效率。升鱼机的优点是适于高坝过鱼,又能适应水库水位的较大变幅。缺点是机械设施发生故障的可能性较大,并且无法实现连续过鱼。
(3)鱼闸适用于低坝,对于洄游和半洄游性鱼类通过大坝有较大帮助。鱼闸的运行方式与船闸相似,鱼类在闸室凭借水位的上升,不必溯游便可过坝。鱼闸适合于中、高水头的大坝。鱼闸的优点在于它能够维持一定的水系连通,占地少,鱼类不必克服水流阻力即能过坝。其缺点是鱼闸不能连续过鱼,工程难度大,需要进行机械操作,所以过鱼量不是很多。另外,需较多的机电设备,维修费用较高。
(4)集运鱼系统主要包括集鱼设施和运输设施。集运鱼船机动灵活,可在较大范围内变动诱鱼流速,既可将鱼运往上游适当的水域投放,也可在坝上布置集运鱼系统将鱼转运下坝,与枢纽布置无干扰,适用于各种水头的大坝使用,并适合已建的枢纽补建过鱼设施。其缺点是集运鱼系统属转运措施,不能连续过鱼,运行管理需要专业技术队伍,受诱鱼效果的制约较大,特别是诱集底层鱼类较困难,噪声、振动及油污也影响集鱼效果,不能保持水系连通。
上述各过鱼设施各有优缺点,应结合已建和规划梯级的工程设计、所处区域地质条件等各方面因素,论证配置过鱼设施的可能性。
11.2.2.2 各梯级过鱼设施建议
从目前南渡江水系已建工程的实际情况来看,除规划即将建设的东山水利枢纽配套建设鱼道外,各已建工程均未配置过鱼设施,虽然配套的船闸、水闸可能为鱼类提供洄游迁移的可能通道,但实际效果非常有限。从保持河流连通性,减少对鱼类洄游阻碍的需要出发,南渡江流域各规划梯级和已建梯级均有配置过鱼设施的必要性。
(1)河口三角洲。南渡江下游及三角洲段主要为海河洄游鱼类(花鳗鲡、日本鳗鲡、花
、三线舌鳎、黄鳍鲷、白肌银鱼)。已建的龙塘闸坝对这些鱼类特别是幼鳗的洄游有明显的影响,因此有建设过鱼设施的必要性。龙塘闸坝的主要功能是挡潮御咸、提高水位、满足农田灌溉和城镇用水以及调节洪水、辅助治涝。正常蓄水位下,龙塘闸坝水头仅5m。根据《海南省海口市南渡江引水枢纽工程(龙塘水库)安全鉴定大坝安全评价报告》,龙塘大坝安全类别评定为三类坝,需进行重建。为此,海口市人民政府出具《海口市人民政府关于承诺在我市龙塘闸坝重建中建设过鱼设施的函》(海府函 〔2015〕27号),承诺结合龙塘闸坝工程重建计划,在龙塘闸坝增加建设过鱼设施。根据龙塘闸坝所处地形及布置情况,龙塘鱼道置于枢纽右岸,最大过鱼高度约7.5m。
(2)南渡江中游干流。南渡江中下游干流(三河坝以下至河口)是海河洄游和江河半洄游鱼类(如花鳗鲡、日本鳗鲡、四大家鱼、三角鲂、赤眼鳟、鲮等)的重要栖息场所,已建和规划梯级对这些鱼类洄游通道有明显的阻隔,影响鳗鲡的索饵洄游和四大家鱼、三角鲂等的生殖洄游,因此有必要建设过鱼设施。
谷石滩、九龙滩坝高分别为23.0m、14.0m,加建鱼道或鱼梯等过鱼设施存在一定的困难。从加强闸坝上下游鱼类种群的基因交流,建议该河段两个闸坝可采用集运鱼过坝的过鱼方式。
金江水电站坝高5m,其回水已至九龙滩坝址以下,库区特别是坝前水域呈一定的湖库特征,可为上下游鱼类的育肥索饵提供良好的场所。在洪水过程中,坝址上下游水位基本持平,河段恢复天然状态。建议该梯级通过增设小型鱼梯来恢复河段的连通性。
而东山水利枢纽在其环保措施中已配套设计有仿生态型鱼道,设计过鱼对象为花鳗鲡、日本鳗鲡、七丝鲚等长距离洄游鱼类,兼顾黄尾鲴、草鱼、赤眼鳟、鲢、鳙、鲮、三角鲂等半洄游鱼类。
(3)南渡江上游。由于松涛水库的存在,松涛以上的南渡江基本成为一个独立的生态单元,其中的鱼类以定居性为主,可考虑采用人工增殖放流的方式进行补偿。松涛以上各支流已建有大大小小的水电站,这些电站闸坝的水头普遍较小,建议优先考虑通过增设小型鱼梯来实现过鱼;对修建鱼道或鱼梯可行性较低的梯级,可考虑采用集运鱼过坝的方式。
(4)其他支流。对于南渡江流域支流的新建小型电站,可以优先考虑使用竖缝式鱼道或阶梯式鱼梯的过鱼设施。对修建鱼道或鱼梯可行性较低的梯级,可考虑采用集运鱼过坝的方式。
对于径流量较小的支流,目前梯级开发基本完成,由于规模及地形等条件的限制,增设过鱼设施存在一定的难度。因此,应在对这些梯级所在河段的鱼类群落现状进行调查的基础上论证建设鱼类设施的可能性。如果分布的鱼类主要为定居性的,则也可以考虑通过人工增殖放流等措施对鱼类资源进行补偿。
综上所述,南渡江下游及河口河段的龙塘闸坝在重建工程中将会增设鱼道;中游即将建设的东山枢纽已配套设计了仿生态型鱼道,金江水电站坝高较小,可通过增设小型鱼道来实现过鱼,谷石滩、九龙滩两个梯级建议通过集运鱼过坝的方式解决鱼类种群的基因交流问题;上游的松涛水库以上河段已成为独立的生态单元,建议通过人工增殖放流等措施对鱼类资源进行补偿。
由于南渡江中下游的鱼类资源养护在整个水系的鱼类保护中占核心地位。其中的金江、东山、龙塘梯级均建设过鱼设施后,南渡江中下游120km 的河段基本上保持有鱼类上溯的通道;而在鱼类早期生活史过程中,鱼卵、鱼苗的顺水漂流则保证了鱼类下行的种群基因交流。因此,南渡江中下游的连通性得到了一定的维持,南渡江产漂流性卵鱼类的产卵场得到有效维护。