出山店水库建设后水文情势变化对鱼类资源的影响
2020-02-21任影周明迪马朝霞
任影,周明迪,马朝霞
(河南省水利勘测设计研究有限公司)
0 前言
水库在水利工程建设中占据重要位置,具有流域防洪、农业灌溉、城市供水等多种功能,带来巨大的社会和经济效益。但水库拦断河流势必会对水生生物,尤其是对鱼类产生影响。淮河鱼类资源丰富,种类众多,是中国淡水鱼类主要分布河流之一,研究出山店水库建设后水文情势的变化对淮河鱼类资源的影响,为淮河干流上游鱼类保护指明方向,同时为淮河干流中下游、支流等河道上的水利工程建设提供重要的指导意义和借鉴价值,是淮河生态水利发展的需要。
1 出山店水库影响区鱼类资源现状
淮河流域规划将出山店水库列为淮河干流上游的唯一一座防洪控制工程,水库位于河南省信阳市境内,坝址在京广铁路以西14 km 的出山店村附近,水库属于以防洪为主,兼顾供水、灌溉,发电的大(1)型水库。
根据实地捕捞,结合查阅文献资料,淮河鱼类共有8目15科52属73种,主要有鲤、鲫、鳊、鲂、翘嘴鲌、黄尾鲴、长春鳊、细鳞斜颌鲴等鱼类。淮河干流鱼类分布见表1。
另外,浉河入淮河口、小潢河入竹竿河交汇处、竹竿河入淮河口三处干支流交汇河段是产粘性卵鱼类产卵场;干流上游没有固定的、集中的越冬场。
表1 淮河干流鱼类分布情况表
2 鱼类生境要求
鱼类对水深、流速、水温、过水断面面积等都有一定的生境需求。根据《水利水电工程鱼道设计导则》SL609-2013和有关鱼类生境研究的文献资料,一般鱼类适宜的水力参数见表2。
表2 鱼类适宜的水力参数低限值表
索饵场多位于缓流或静水环境中,越冬场处于宽大而深的水体中,多为河沱、河槽处。鱼类产卵场河面宽阔,向阳,光照充分,水温26~30 ℃,水位有一定的浮动。
3 水文情势变化对淮河干流上游鱼类影响
3.1 水温变化影响
出山店水库鱼类多为广温性鱼类,鱼类适宜生长温度为20~32 ℃,最低产卵温度16 ℃,适宜繁殖温度为22~28 ℃,出山店水库建成后库区温度见表3。
表3 出山店水库温差计算表 单位:℃
3.1.1 库区鱼类影响
出山店水库形成后,整个库区水温较建库前升高,对鱼类生长、分布,繁殖都会带来影响:①对于鲢鱼、鳙鱼、青鱼、草鱼等库区这些广温性鱼类而言,库区水温升高有利于鱼类的生长发育,5-8 月成为库区鱼类生长最快季节;②库区水温升高影响水生浮游植物、浮游动物、底栖动物等水生生物的生长,引起鱼类饵料种类发生变化,进而引起鱼类结构变化;③局部水域鱼类分布变化,可能导致外来物种入侵,增加淮河土著鱼类生存压力;④4-8月为信阳鱼类产卵期,由表3可知,4月库表水温14.66 ℃,库底水温13.02 ℃,不能满足鱼类繁殖温度,5月库区温度基本能满足鱼类繁殖要求,6-8月水库水温是库区鱼类繁殖最快的季节。
3.1.2 坝下游鱼类影响
出山店水库4-6 月下泄水温低于天然河道水温,低温水下泄会给坝下鱼类带来生长发育缓慢、生长期缩短、性腺发育受阻、繁殖期推迟、当年幼鱼体长和体重减小等不利影响;低温水引起水体溶氧量降低,河道内低溶氧需求鱼类和饵料生物增多,高溶氧需求鱼类和饵料生物减少,鱼类区系组成进而发生变化。坝下河道鱼类主要影响区域为坝址至长台关断面,长台关断面以下河道区域鱼类基本不受水温下泄温度影响。
另外,坝下江段冬季水温升高,越冬场所扩大,对鱼类越冬、生长繁殖均有利。
3.2 水位变化影响
3.2.1 库区水位变化影响
表4 建坝前后坝前、游河口5 a一遇、20 a一遇水位情况表
由表4可知,建坝后,坝前~游河口5 a一遇、20 a一遇水位抬高约10 m,水位抬高将淹没干流坝址以上至大陂岭约30 km长的流水河段,同时还会淹没游河下游的部分流水河段,被淹没河床为卵石质,适合产粘沉卵的鱼类生长繁殖,河床淹没后,会对这些鱼类的生长繁殖产生影响;另外,水库运行时库水位不稳定,水生植物缺水枯竭而死,陆生植物遇高水位淹没消亡,造成产卵鱼类缺少粘性卵附着基质,库水位的消落常将黏性卵暴露在库岸上,致其无法存活,不利于产黏性卵的鱼类繁殖后代。
游河口以上顺河店断面及淮河上游大坡岭断面,在发生5 a、20 a一遇洪水,坝前入库流量最大的情况下,水位影响较微弱,大坡岭以上断面对淮河干流鱼类的影响较小。
3.2.2 坝下游水位变化影响
图1 建坝后4-9月坝下长台关~息县水位变化情况图
由图1分析,建库后,在4-8月的繁殖季节里,坝下游河道水位趋于平稳,周年变化幅度降低,水位无大幅度涨落,河流沿岸带生境层次变化,波峰型产卵鱼类繁殖所需的生态条件得不到满足;而两岸淹没区的减少,也相对减少了提供鱼卵黏附的基质,这对产黏性卵鲤、鲫、花骨、粗唇鮠、黄尾鲴等鱼类的正常发育不利。
3.3 流速减缓影响
3.3.1 库区鱼类影响
出山店水库蓄水后,相比天然河道状态下,库区及坝址以上回水区域内流速均减缓。库区流速由急流向缓流的巨大转变,对库区鱼类种群结构及鱼类繁殖都有一定影响。
流速减缓使得缓流或静水性鱼群的发展种群数量上升,如:麦穗鱼、鲤、鲫、棒花鱼、鲇等;而喜溪流性鱼类,如:蓝氏岁、子陵栉鰕虎、花鳅等,喜流水性生活的鱼类,如:薄鳅等的繁殖生存受到抑制。
由于库区水面扩大,流速减缓,对漂流性鱼卵有一定影响,库区上游产漂流性鱼卵的长薄鳅、草鱼、青鱼、鲢、鳙等鱼类的产卵可漂流里程缩短,严重时导致鱼卵下沉死亡。
3.3.2 坝下游河道影响
3.3.2.1 鱼类生长
10月至次年4月是河流中鱼类生长季节,水库影响区鱼类索饵场主要位于浉河入淮河河口位于长台关断面和息县断面之间,因此,选取影响鱼类生长的最不利控制断面,绘制建坝后最不利断面处流速变化图,由图2分析流速对鱼类影响如下:
建库后丰水年、平水年流速有一定程度的减少,基本不影响鱼类生长;枯水年流速明显减少,且每月均低于鱼类最小生长流速0.30 m/s,对鱼类生长较不利;特枯水年长台关流速明显增大,河道水文改善效应明显,对鱼类生长有利。
图2 建坝后鱼类生长最不利断面10月至次年4月坝下流速变化图
3.3.2.2 鱼类繁殖
4-9 月是淮河鱼类产卵育幼期,根据国内相关研究,鱼类产卵的最小流速为1~1.50 m/s,水库影响区产卵场主要位于长台关~息县断面之间,选取鱼类产卵最不利断面控制断面,建坝后鱼类产卵最不利断面处4-9月产卵季流速变化如下图3。
图3 建坝后鱼类产卵最不利断面4-9月流速变化图
结合图3,对不同年份建坝后鱼类产卵最不利断面流速变化进行分析:丰水年和平水年流速减少不明显,对鱼类产卵影响较小;特枯水年和枯水年产卵场4-9 月流速减少较多,对于长薄鳅等产漂流性卵的鱼类而言,需要一定的流速以维持受精卵顺水漂流孵化,流速太低则孵化的鱼卵沉入水底,成活率会很低,这些鱼类特枯水年和枯水年产卵受建坝影响较大。
4 结语
根据上述分析,出山店水库的建设带来的水文情势的变化影响了淮河干流上游鱼类的生存环境,应采取补偿措施缓解这些影响,保护淮河干流上游鱼类资源。可以采取的鱼类保护措施主要包括建立人工增殖放流站、制定并落实环保调度、建立鱼道、设置分层取水、加强鱼类监测等。
另外,由于水库引起的水质理化及水文变化因子的不确定性及复杂性,很多指标难以量化,有些指标的影响分析很难规律化;水库区域面积大,水深大,调查可能很难覆盖全部区域,基础数据的有效性需要不断验证,今后将根据资料的情况,进一步深入开展水文情势的变化对鱼类影响的机理分析,有效保护水库影响区水生生态,将水库建设对环境的不利影响降到最低,优化水库的综合效益。