三峡工程的生态调度

◎ 文 | 高勇 编辑 | 田宗伟

三峡水库 摄影 / 黄正平

青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼并称“四大家鱼”，是东亚地区季风气候影响下适应泛滥平原的江湖复合生态系统的鱼类，也是长江流域土生土长的土著物种。虽然不像中华鲟那样自带珍稀物种的主角光环，但也是千家万户食用的重要蛋白来源。“民以食为天”，在三峡论证时期，这些物种的资源保护也受到了同样的重视。

针对水坝工程可能对四大家鱼产生的影响，采用合理的泄流方式恢复下游河道的水流情势，进而为鱼类产卵、孵化和迁徙提供激发因素，以达到恢复生物资源的目的。这条技术路线得到了专家们的重视。现在我们称之为“生态调度”。

什么是生态调度？简单来说，就是调整水库调度方式以补偿水库不利生态影响。它主要是基于河流形态、水文特征的生物学效应，在泄流时间、泄流流量、频率变化和变化速率等方面，结合下游水生生物的特点进行泄流方案的调整。20世纪80年代中期，欧美一些国家的管理和决策部门开始针对减少大坝的不利影响，对水库的调度运行方式进行了调整。除航运、防洪、发电等传统重要功能外，更加重视水库调度在区域水质改善、娱乐和经济发展方面的作用。1987年，美国田纳西流域管理局对其管理的水库自1933年以来实行的调度方案进行了全面回顾及分析。以此为基础，1991～1996年在20个水库通过提高水库泄流水量及水质，以下游河道最小流量和溶解氧标准为指标，对水库调度运行方式进行了优化调整。1996年，美国联邦能源委员会在水电站运行许可审查过程中，要求针对生态与环境影响制定新的水库运行方案，包括增大最小泄流量、增加或改善鱼道、周期性大流量泄流等。

四大家鱼自然繁殖离不开特定的水文条件，如持续的涨水过程、一定的水流流速、18℃以上的水温等。

从图上可以看出，三峡出库流量，也就是江水的流量，有两次明显的涨水过程，形成两个洪峰，四大家鱼的产卵量随之也形成了两个高峰，说明四大家鱼产卵行为与涨水过程的同步响应。 制图 / 高勇

通过三峡的调蓄能力，将上游波动较为剧烈的入库流量，调节为满足鱼类自然繁殖需求的稳定增长流量。制图 / 高勇

每个水利工程，每条河流，每处鱼类栖息地都有其自己的特性，从明确三峡水利枢纽应该进行生态调度到确定如何进行生态调度，这中间仍是一段求索之途。

从鱼类自身来看，四大家鱼自然繁殖离不开特定的水文条件，如持续的涨水过程、一定的水流流速、18℃以上的水温等。从水利工程对鱼类的影响来看，工程的调节使水文情势和水体理化特性发生变化，使得部分产卵场消失或移动，洪峰过程弱化使得产卵规模减小。对于这些热点问题，三峡集团组织会同相关科研单位开展了多项监测、模型研究等工作。研究结果表明，在分析四大家鱼自然繁殖的水文学机理的基础上，确定四大家鱼繁殖所需的涨水过程，起始水位、日增长流量、持续时间，制造利于鱼类繁殖的“人造洪峰”，促进鱼类的繁殖，从技术角度看是可行的。

2008～2010年，三峡水库连续三次尝试蓄水到175米，终于在2010年10月26日成功蓄水到175米，使三峡生态调度具备了实施条件。

三峡冬日 摄影 / 黄正平

2011年春季，长江来水不及预期，1～4月份长江流域旱情较为严重，在这种条件下是否有条件实施生态调度是摆在三峡人面前的严峻问题。在精准预报上游天气和来水情况下，长江水利委员会和三峡集团共同决定于5月实施生态调度。为科学回答生态调度效果，科研人员设置了严密持续的监测。在南津关、宜都、涴市镇、监利、燕窝5五处设置基础监测江段，松滋河口（松滋河内）、城陵矶（洞庭湖入江水道内）设置流动补充性监测江段。监测期间，研究人员逐日连续进行定点采集，记录获得的卵苗数量、种类、发育期、水温、泥沙、流量水位等数据。在监测过程中，“各水文站点水位持续上涨”， “四大家鱼自然繁殖群体有聚群效应”，“‘鱼 卵汛’出现”等一条条消息及时发出了通报。最终监测结果表明，四大家鱼产卵时间与历史自然涨水条件下响应时间一致，与其自然繁殖时的习性相符，当年自然繁殖规模达到了1亿粒（尾）[监测到的鱼卵（粒）和鱼苗（尾）数量之和]。可以说，试验初步证明生态调度对“四大家鱼”自然繁殖产生了促进作用，达到了预期效果。

自2011年以后，三峡水库连续多年实施生态调度，不断摸索生态调度的边界条件，并检验生态调度的持续效果。统计表明，2011～2016年宜都江段9次实施生态调度过程，其中8次发生了产卵响应，未发生产卵响应的一次是在2013年。由于调度实施时产卵场水温刚刚到达18℃尚未稳定，无四大家鱼产卵响应。

在生态调度过程中，洪峰波动造成下游水位上升过程可以传递约100～150公里，在这段影响范围里共分布有5个产卵场。实施生态调度后，位于葛洲坝下游的四个产卵场得到了不同程度的恢复，以红花套产卵场恢复效果最为显著。

生态调度期间的鱼卵径流量超过了总量的50%，高于非生态调度涨水过程鱼卵径流量的总和，这反映了试验性生态调度形成的水文过程对四大家鱼自然繁殖具有明显的促进效果。

恢复生物多样性是一项艰巨而持久的工作，生态调度在已证实的有效性基础上，更需要多方持久不懈的努力，从技术、管理等多方面都需要不断优化与进步。