戛洒江一级水电站下泄水温对鱼类的影响

张信，乾爱国，王鹏远，汪青辽，葛德祥，安广楠

(1.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明　650051； 2.中国水利水电科学研究院，北京　100038；3.中国长江三峡集团公司，北京　100038； 4.环境保护部环境工程评估中心，北京　100012)



戛洒江一级水电站下泄水温对鱼类的影响

张信1，乾爱国2，王鹏远3，汪青辽1，葛德祥4，安广楠4

(1.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明650051； 2.中国水利水电科学研究院，北京100038；3.中国长江三峡集团公司，北京100038； 4.环境保护部环境工程评估中心，北京100012)

戛洒江一级水电站是红河干流梯级综合规划十一级开发方案的“龙头”水库，具有年调节能力。戛洒江一级水库为温度成层型水库，为减免下泄低温水对下游河流环境的负面影响，电站进水口拟采用多层进水口叠梁门方案。通过与传统的单层(底层)进水口下泄水温的对比，进水口控制下泄低温水效果明显，下泄水温对鱼类影响不大。

水电站；水温分层；低温水；鱼类

大型水库的兴建对水资源合理开发利用及当地经济和社会发展具有重要意义[1]。但与此同时，高坝大库会形成水库水温分层结构[2]，会对水体的理化性质、坝下鱼类生长及农作物灌溉等产生一定影响。因此，预测戛洒江一级水电站水库形成后水温结构特点，设计有效的低温水效应减缓措施[3]，对水利水电工程和生态保护具有重要意义。

1　水电站工程概况

红河是云南乃至我国西南地区最主要的国际河流之一，发源于云南省巍山县哀牢山东麓茅草哨，自西北向东南流经巍山、南涧等13个县(市)，在河口县出国境流入越南，最终注入北部湾。干流国内部分全长692 km，落差2 510 m，流域面积3.46万km2。

戛洒江一级水电站是红河干流梯级综合规划十一级开发方案的“龙头”水库，坝址位于云南省玉溪市，工程任务以发电为主，兼顾下游综合用水要求。电站采用堤坝式开发，水库正常蓄水位675 m，死水位640 m，总库容17.74亿m3，调节库容8.22亿m3，具有年调节能力。电站总装机容量27万kW，多年平均发电量10.84亿kW·h。

2　水电站下泄水温预测

经计算，该水库α值为2.3，水库水温结构为分层型；β值为0.26，一次洪水对水温分层影响不大；Fr值为0.05，小于0.1，结果为分层型水库。水温计算模型采用环境流体动力学模型EFDC，以水库正常蓄水位675 m的库区范围为数模边界。

划分网格方案为：坝前及支流入汇处网格适当加密，最小网格长度约90 m，宽40 m，坝前垂向网格高约5 m。收集戛洒江一级电站库区河段2007年3—4月水位、流量数据，对建库前模拟河段水力特性进行验证。验证后，库区糙率系数n取0.015，水流水平方向涡黏性系数取5 m2/s。除用二滩水电站水库水温实测资料对水温模型进行验证外，还对收集到的库区天然河道情况下的水温资料进行验证，并由此给出坝址天然水温。验证后的水温模型参数中，湍流参数按常规取值给定；水平横向和纵向温度扩散系数取值10 m2/s；垂向扩散按数学模式计算得出，其中在水温向内层水体传热模式中，快尺度衰减系数βf取0.02，慢尺度衰减系数βs取0，分配系数r取0.3。

电站采用岸塔式进水口，底板高程620 m，塔顶与坝顶同高为684.5 m，塔身尺寸(长×宽×高)28.35×30×70 m。工程拟采用三节叠梁门设计方案，闸门孔口尺寸4.5×24.9 m。设计平水年，不同取水方案下，下泄水温与天然水温比较结果如图1所示。单层取水，下泄水温较天然水温下降0.9～4.4℃，最大值为7月份，降低4.4℃；叠梁门取水，下泄水温较天然水温下降0.3～1.1℃，最大值为7月份，降低1.1℃；全年平均单层取水下泄水温较天然水温降低0.9℃，而叠梁门取水全年平均降低0.3℃。

图1　设计平水年不同取水案下泄水温与天然水温比较Fig.1　Comparison between discharge water temperature and natural water temperature of different intakes (design average water condition year)

3　下泄低温水对鱼类影响

根据历史资料和多次调查结果[4-6]，红河干流水系共有鱼类为6目19科104种。戛洒江一级库尾至桥头电站坝址区域为红河上游流域，共有鱼类53种，分属于6目15科。其中，鲤形目种类最多，共4科31种，占上游区域鱼类种数的58.5%；鲇形目有4科10种，占上游区域鱼类种数的18.9%。工程所在河段无国家级、云南省级珍稀保护鱼类，涉及大斑南鳅、美斑南鳅等7种红河特有鱼类，干支流主要渔获物为横纹南鳅、棒花鱼等。

上游区域以石砾型产卵场为主，适宜产卵种类有纹胸鮡、褶鮡、爬鳅、华吸鳅、原缨口鳅等，环境条件为多峡谷江段，河谷较坝上江段宽，河道落差较小，滩潭交替，水流缓急相间，河道中的心滩、卵石滩和沙滩增多，主要为急流性产黏沉性卵的鱼类在此繁殖。产卵鱼类需要砂砾石底质，产卵季节集中在3—6月，繁殖时天然水温为17～27℃。

依据预测结果，设计平水年下泄水温为13.5～26.9℃，天然水温为14～28℃，与天然水温相比，温度变化为-1.1～0.6℃。普通鱼类生存适宜水温范围一般是12～33℃[7]，表明戛洒江下泄水温在鱼类生存适宜水温内，对该河段鱼类生存影响很小。繁殖期下泄水温为17.2～25.9℃，天然水温为17.5～26.5℃，比天然水温低0.3～0.7℃。下泄低温水将使鱼类产卵期略有推迟(预计不到1周)，总体与天然情况差别不大。相关研究显示，水库下泄低温水对鱼类的直接影响，是导致繁殖季节推迟、当年幼鱼生长期缩短、生长速度减缓、个体变小等问题[8-9]。

4　结语

水库下泄水温相对河流天然水温的变化，对于河流中土著鱼类繁殖生长带来的影响程度，依生物种类或个体对温度的敏感性会有所不同[10]。戛洒江一级水库水温结构为分层型，叠梁门分层取水方案对水温的减缓效果比较明显，下泄水温在鱼类生存适宜水温范围内，与天然情况差别不大。由于预测模型未经过红河流域类似水库实测水温的验证，相关水温预测结果存在一定的不确定性。此外，关于红河流域鱼类对温度适宜性的研究也比较少，水温变化对鱼类繁殖影响的量化，需结合具体生物对象和工程运行以后的实测水温，开展进一步研究。

建议结合红河干流其他梯级开发，对戛洒江一级工程影响区开展长期下泄低温水、水生生物和鱼类资源监测，把握工程兴建后水温对水生生态环境影响变化的规律，预测不良趋势并及时预警，提出规避对策，为鱼类保护提供科学依据。

[1]戴会超, 庞永祥. 三峡工程与长江中下游生态环境[J]. 水力发电学报, 2005, 24(4): 26-30.

[2]张陆良, 孙大东. 高坝大水库下泄水水温影响及减缓措施初探[J]. 水电站设计, 2009, 25(1): 76-78.

[3]王煜, 戴会超. 大型水库水温分层影响及防治措施[J]. 三峡大学学报(自然科学版), 2009, 31(6) : 11-14.

[4]褚新洛, 陈银瑞.云南鱼类志(上册)[M]. 北京: 科学出版社, 1989.

[5]褚新洛, 陈银瑞.云南鱼类志(下册)[M]. 北京: 科学出版社, 1990.

[6]陈小勇. 云南鱼类名录[J]. 动物学研究, 2013, 34(4): 281-343.

[7]龙华. 温度对鱼类生存的影响[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2005, 44(增刊1): 254-257.

[8]常剑波, 陈永柏, 高勇, 等. 水利水电工程对鱼类的影响及减缓对策[C]//中国水利学会. 中国水利学会2008学术年会论文集(上册). 北京: 中国水利水电出版社, 2008：685-696.

[9]余志堂. 汉江中下游鱼类资源调查以及丹江口水利枢纽对汉江鱼类资源影响的评价[J]. 水库渔业, 1982(1): 19-22, 26, 27.

[10]骆辉煌, 李倩, 李翀. 金沙江下游梯级开发对长江上游保护区鱼类繁殖的水温影响[J]. 中国水利水电科学研究院学报, 2012, 10(4): 256-259.

Impact of Temperature of Discharge Water from Jiasajiang Ⅰ Hydropower Station on Fishes

ZHANG Xing1, QIANG Ai-guo2, WANG Peng-yuan3,WANG Qin-liao1, GE De-xiang4, AN Guang-nan4

(1. Kunming Engineering Corporation Limited, Kunming 650051, China; 2. China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100048, China; 3. China Three Gorges Corporation, Beijing 100038, China;4. Appraisal Center for Environment & Engineering, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100012, China)

Jiasajiang Ⅰ Reservoir is a flagship cascaded reservoir on Honghe Rvier, which has annual regulation capacity. Jiasajiang Ⅰ Reservoir is thermally stratified and the hydropower station adopts a multi-level intake stoplog gate structure to reduce the negative effect of discharging low-temperature water on the environment in downstream. In comparison with a traditional low-level intake, the multi-level intake is effective in controlling temperature of discharge water. The impact on fishes is acceptable.

hydropower station; water temperature stratification; low-temperature water; fishes

2016-02-27

张信(1980—)，男，湖北黄陂人，高级工程师，硕士，主要从事环境影响评价及环保设计，E-mail：59152016@qq.com

10.14068/j.ceia.2016.03.006

X820.3

A

2095-6444(2016)03-0022-02