水电工程鱼类增殖放流站设计浅析

2015-02-07薛联芳周祥林

水力发电 2015年12期

关键词：亲鱼水电工程水电

单婕，薛联芳，周祥林

(1.水电水利规划设计总院，北京100120；2.中国电力建设股份有限公司，北京100048)

水电工程鱼类增殖放流站设计浅析

单婕1，薛联芳1，周祥林2

(1.水电水利规划设计总院，北京100120；2.中国电力建设股份有限公司，北京100048)

近年来我国水电工程鱼类增殖放流站的设计和建设情况的总结分析和实地调研结果表明，水电工程鱼类增殖放流站设计日趋规范，今后的工程设计中需完善流域鱼类增殖放流总体规划，进一步细化亲鱼收集与驯化设计，优化选址及供水供电方案，加强饵料培育池、仓库等辅助设施设计等工作。

鱼类增殖站；设计；水电工程

0 引言

我国水能资源十分丰富，发展水电对于解决我国能源发展面临的突出问题，优化能源结构、实现碳减排目标，意义十分重大[1]；同时，水电开发对区域环境也有一定的负面影响[2]，尤其对流域水生生态及渔业资源影响较大。目前，我国主要采取了鱼类栖息地保护、修建过鱼设施和人工增殖放流等方式减缓水电开发对水生生态带来的不利影响[3- 6]。其中，对鱼类实施人工增殖放流是补偿鱼类资源衰退、保护珍稀濒危鱼类种群延续以及补充经济鱼类资源的一种重要手段。建设鱼类增殖放流站对于缓解水电工程对所在流域水生生物资源的不利影响起到积极的作用，是恢复流域鱼类资源的重要途径。

随着水电事业的发展，我国鱼类增殖放流站设计、施工及运行技术得到了长足的发展。本文通过我国大中型水电工程鱼类增殖放流站近十年来设计方案的总结分析，以及对我国溪洛渡、锦屏、索风营、阿海、安谷等多个在建、已建电站鱼类增殖放流站的实地调研，总结经验，发现问题，为进一步促进鱼类增殖放流站设计和建设工作提供有益参考。

1 我国水电工程鱼类增殖放流站发展情况

1956年，我国在乌苏里江畔绕河镇建立了第一座鱼类增殖放流站，主要功能为进行大麻哈鱼的孵化放流。随着水电行业的不断发展，葛洲坝工程管理局于20世纪80年代初建立了中华鲟人工繁殖研究所，这是首次针对水电工程对鱼类资源的影响而开展的人工鱼类增殖放流工作。经过数十年的发展，目前我国处于设计、建设及运行阶段的水电工程鱼类增殖放流站已有数十个，分布在金沙江、大渡河、雅砻江、澜沧江等多个流域。

随着鱼类增殖放流工作的开展，我国也陆续制定了相关政策文件及技术标准，指导鱼类增殖放流站设计和运行工作逐步科学化和规范化。2003年，农业部发布了《关于加强渔业资源增殖放流工作的通知》(农渔发[2003]6号)，从渔业生产角度推动并规范鱼类增殖放流工作。2009年，农业部颁布了《水生生物增殖放流管理规定》(农业部令2009年第20号)，对用于增殖放流的亲体、苗种及放流管理等相关事项做出规定。2014年，国家能源局批准发布了由水电水利规划设计总院主编的NB/T 35037—2014《水电工程鱼类增殖放流站设计规范》。这是水电行业首部鱼类增殖放流站设计规范，对放流对象、规模、工程等别、生产工艺、工程设计及运行管理等各项设计内容做出了具体规定，鱼类增殖放流站设计工作进入一个新的阶段。

2 鱼类增殖放流站设计经验与不足

2.1 增殖放流种类和规模

调研发现，很多相同流域或相邻流域水电工程的鱼类增殖任务类似，增殖放流的近期和远期种类有一定重复；因此，宜从流域角度统筹考虑鱼类增殖放流需求，尤其是对人工增殖放流技术尚未成熟的远期放流种类，可集合多个水电梯级开发、设计和运行单位的科研力量和资金，进行集中研究和攻关。同时，在放流水域生态承载力计算中，上下游衔接梯级的增殖放流地点、区域往往有一定重复，宜统筹考虑上下游梯级的增殖规模和放流水域，避免增殖放流计划的重复。

2.2 亲鱼需求量计算与收集驯养

(1)亲鱼需求量计算。亲鱼的收集与驯养是保障增殖任务顺利完成的重要前提，亲鱼及后备亲鱼需求量是鱼类增殖放流站设计的重要参数。目前在鱼类增殖放流站设计中，计算亲鱼需求数量时常采用以下公式

需生产受精卵量=放流量/(幼苗成活率×孵化率)

(1)

雌性亲鱼需要量=需生产受精卵量/(催产率×相对怀卵量×受精率)

(2)

亲鱼需要量=雌性亲鱼需要量×(1+雌雄亲鱼比值)

(3)

其中，放流量常以环境影响评价阶段成果为主要依据。而调研发现，有的工程由于环境影响报告书批复较早，在进行鱼类增殖放流站初步设计时，工程建设区环境及流域水文条件发生了变化，如下游梯级已开始进行设计或建设，坝下水域将由河道型转为水库型，使流速变缓、水面面积和水深均增大；库区支流由于小水电规划建设或受到电站回水影响，支流产卵场或急流生境受到破坏等；而这些变化又将导致适应急流型或缓流型鱼类的生境情况发生变化。因此，在进行鱼类增殖放流站设计时，宜根据放流水域生境条件、渔产潜力计算值、放流对象维持种群生存最小需求量等现阶段成果，对不同种类放流对象的放流数量进行进一步的复核及合理调整。同时，公式中亲鱼相对怀卵量常通过查阅文献及试验调查等方式确定。根据多个已建水电站鱼类增殖放流站的调研分析结果，在进行人工催产操作中，亲鱼相对怀卵量与实际排卵量存在一定差异，人工养殖条件下的亲鱼的怀卵量和成熟度均难以达到野生亲鱼调查数据。因此，计算亲鱼需求量时，宜将相对怀卵量乘以经验系数得出相对产卵量作为计算依据，以使计算结果更加科学合理。此外，调查发现野生亲鱼收集后，往往由于饵料、水流、温度等条件不完善以及驯养技术不成熟等情况而导致死亡。因此，在计算亲鱼需求量时，宜根据不同种类放流对象目前人工驯养技术进展情况，合理考虑亲鱼驯养成活率对需求量的影响。

(2)亲鱼收集。近年来，由于鱼类生境恶化，人为捕捞等影响，很多流域出现野生亲本资源量下降现象，亲鱼收集和捕捞成为重要问题。如大渡河长河坝和黄金坪水电站鱼类增殖放流站确定近期放流规模30万尾，计算得出需收集齐口裂腹鱼雌雄亲鱼共计993 kg，重口裂腹鱼雌雄亲鱼共计662 kg，数量较大，因而亲鱼捕捞成为增殖放流站亟需解决的难题。为保障增殖亲鱼为野生亲鱼，达到放流子一代鱼苗的要求，满足增殖放流所需亲鱼数量，鱼类增殖放流站设计中需重视亲鱼收集方案的制订。方案制订过程中，应首先调研近年来工程影响河段或邻近水域渔产量及渔获物组成情况，同时掌握该区域鱼类资源分布特点，了解亲鱼的生物习性；从而明确亲鱼收集的水域、地点、捕捞工艺、捕捞时间以及运输方案等情况，以制订合理可行的亲鱼收集方案。此外，对于亲鱼收集工作，还应配备相应的专业人员。

(3)亲鱼驯养与亲鱼池设计。在水电工程鱼类增殖放流站设计中，增殖放流对象多为喜好流水生境的急流型鱼类以及珍稀、土著鱼类，亲鱼驯养工作常属于首次尝试，缺乏经验积累，技术难度较大。根据对已建鱼类增殖放流站的调研分析，结果表明，在亲鱼驯养设计中，对于急流型鱼类，在养殖工艺设计中宜采用流水或微流水模式，有利于亲鱼成活并刺激其性腺发育；在亲鱼培育池设计中，尤其对于鳅科、鮡科鱼类，宜采用生态亲鱼池，在池底放置石块等模拟人工生境，有利于亲鱼驯养和培育。

2.3 鱼类增殖放流站选址与建设

(1)鱼类增殖放流站选址。鱼类增殖放流站站址比选过程中，需要考虑场地面积、地质、水源、交通及运行管理等多种因素，而水电站建设区域一般山高坡陡，施工场地狭窄，地质条件复杂，因此站址选择较为困难。鱼类增殖放流站选址一般在环境影响评价阶段已初步确定，而在设计阶段，宜根据水文、地质等深入调查资料进行认真的复核比选，从而尽量避免场地平整、地基处理以及供水等投资过大。如锦屏鱼类增殖放流站环境影响评价阶段地质评价工作深度较浅，站址初步选择大沱营地，在进行初步设计时，通过地质勘探发现该站址位于滑坡体上，必须采取工程处理措施保障场地稳定性，从而大幅增加了地基处理费用。又如阿海水电站增殖放流站原选址位于业主营地，在初步设计中复核表明，该站址泵站供水扬程高达数百米，运行费用较高，从而进行了优化调整。

(2)鱼类增殖放流站施工组织设计。为达到环境保护“三同时”建设目标，满足环境保护验收要求，鱼类增殖放流站施工组织设计是保障工程施工质量和进度的重要内容。调研表明，一，在鱼类增殖放流站施工填料、砂石骨料等料源选择中，宜与水电站主体工程建设统筹考虑，优化供应。如两河口鱼类增殖放流站土石方填筑量共需约36万m3，经与主体工程协调，外借土石方设计采用两河口水电站枢纽坝肩开挖石渣料，解决了料源问题；同时，经统筹规划，砂石骨料也设计由枢纽工程砂石骨料厂供应，节省了加工设备投入。二，对于鱼类增殖放流站工程的弃渣处理，也宜纳入主体工程总体规划。如杨房沟鱼类增殖放流站工程计算产生弃渣约39.40万m3，经统一规划，设计运往主体工程的中铺子弃渣场，既满足了水土保持要求，同时又节省了水土流失防治措施投资。此外，由于水电工程场地紧张，鱼类增殖放流站站址常选择原施工场地、原临时施工营地以及渣场平台等场地。在安排鱼类增殖放流站施工工期及施工总进度时，需要结合主体工程施工建设情况，合理衔接，避免出现计划开工时站址仍为主体工程占用，无法按期建成的情况。

2.4 鱼类增殖放流站辅助设施设计

(1)供水供电及防洪设计。鱼类增殖放流站多采用室内循环水工艺进行鱼苗鱼种培育，供水供电工程是鱼类增殖放流站的重要设施，应杜绝断水断电事故产生，以免造成鱼苗鱼种以及亲鱼的严重损失。供水供电设计中，在选择主要水源和电源的同时，必须同时考虑合适的备用水源和电源，以使供水供电保证率达到100%。水电工程多处于高山峡谷地带，鱼类增殖放流站常采用支沟、山菁及库区水作为水源。在水源水量分析中，由于支沟及山菁缺乏水文观测资料或者观测年限较短，需考虑枯水年及枯水期水量保障措施；同时，在水源水质分析中，由于暴雨影响，汛期支沟、山菁及库区水泥沙含量大，因此需要重视取水口过滤及沉淀措施设计以满足养殖用水需求。此外，水电工程鱼类增殖放流站需要具有可靠的防洪排水措施，重视泥石流等地质灾害防护工作，亲鱼培育池等重要建筑物，可适当提高防洪标准。

(2)饵料培育及仓库。调研分析表明，目前已建鱼类增殖放流站常存在饵料培育池数量不足问题，同时大多缺乏贮藏室、仓库等的规划设计，给运行管理带来不便。饵料培育是保障亲鱼驯养、鱼种鱼苗生长的前提条件，在鱼类增殖放流站设计方案中，宜明确活饵料生物培育方法，并合理设计培育池容积及数量，保障活饵料生产和连续供应；对于饲料加工及购置，宜明确加工设备型号和数量以及购置渠道。鱼类增殖放流站运行中，饲料、鱼药储存及设施设备堆放均需要一定面积的仓库，而在建(构)筑物设计中常易忽视。鱼类增殖放流站仓库可单独建设，也可设置于室内车间，但应独立分隔，并注意防潮防火；仓库进口及室外交通应考虑方便运输工具出入。

(3)污水处理。采用循环水养殖工艺时，鱼类养殖过程中将产生一定的生产废水，水量较少，在室内车间一般设计有污水处理设备进行处理，或者外排纳入管理人员生活污水处理系统集中处理。而采用流水或微流水养殖工艺时，鱼类养殖过程中排水量大，污染物含量小，采用成套污水处理设备运行成本高，可考虑采用生态塘法进行处理。鱼类增殖放流站生态塘可结合景观、饵料培育及污水处理多种功能进行设计(见图1)。生态塘形状和位置可结合站内园林景观设计要求进行布设，塘内宜种植水草，并养殖麦穗鱼、鲫鱼及鲢鱼等鱼类。这一方面起净化水质作用，另一方面可为亲鱼和后备亲鱼提供活饵料，生态塘处理后清水满足水质要求后可作为绿化、场内洒水等用水。

3 结语和建议

(1)完善流域鱼类增殖放流总体规划。近年来，我国水电工程鱼类增殖放流站发展迅速，有效维护了流域生物多样性，保护了珍稀、特有及土著鱼类种质资源。今后，不仅应重视单个水电工程鱼类增殖站的设计建设，同时需要加强流域鱼类增殖放流规划工作。在流域鱼类增殖放流规划中，需要系统掌握流域水生生物的分布特点和资源情况，结合流域生态环境保护规划，统筹规划流域鱼类增殖放流的规模、种类及地点等，明确单个水电工程在流域鱼类资源保护中承担的责任，优化资源配置，集中各方力量解决增殖放流中的重点和难点问题。

(2)加强鱼类增殖站设计经验分析总结。随着我国水电事业的不断发展，水电工程鱼类增殖放流站设计和建设经验也不断积累和丰富。今后，各方应不断加强对鱼类增殖放流站设计、施工和运行情况的调研分析工作，总结和传播较好的经验，及时发现和改进不足之处，使水电工程鱼类增殖放流站设计工作日趋科学、合理和规范，继续为减缓水电开发带来的不利影响做出重要贡献。

[1]陈飞. 解放思想，推动中国水电事业科学发展[J]. 水力发电学报， 2011， 30(4)： 1- 5．

[2]陈凯麒，芮建良. 中国水电环境影响评价的十年回顾与展望[J]. 环境保护， 2012， 22： 21- 24．

[3]李菊根，雷定演. 中国水电发展与设备技术创新[J]. 水电自动化与大坝监测， 2011， 35(3)： 1- 4．

[4]曾涛，谢光武，蒋红，等. 估算水电工程对生态系统生产力影响的一种方法[J]. 水力发电， 2013， 39(12)： 1- 3．

[5]栾丽，杨玖贤，李雪，等. 河流水电规划生态环境影响评价指标体系构建[J]. 水力发电， 2014， 40(12)： 1- 3．

[6]郭坚，丁明明，汤优敏. 水电工程鱼类增殖放流设计若干问题探讨[J]. 水力发电， 2015， 41(4)： 5- 7， 49．

(责任编辑陈萍)

Analyses on the Design of Fish Restocking Station of Hydropower Projects

SHAN Jie1, XUE Lianfang1, ZHOU Xianglin2

(1. China Renewable Energy Engineering Institute, Beijing 100120, China;2. Power Construction Corporation of China, Ltd., Beijing 100048, China)

According to the summary and field investigation on the design and construction of fish restocking station of hydropower project in China in recent years, the design of fish restocking station of hydropower project has increasingly standardized. In the future, the overall basin fish restocking station planning need to be improved, the parents fish collection and domestication design should be refined, the site selection and water and power supply scheme should be optimized, and the designs of bait breeding pond, storage and other ancillary facilities should be strengthened．

fish restocking station; design; hydropower project