黄河上游刘家峡以上河段水电开发对土著鱼类资源影响及保护措施体系分析
2020-09-23寇晓梅张乃畅吕彬彬
牛 乐,寇晓梅,张乃畅,吕彬彬
(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西 西安 710065;2.陕西格林维泽环保技术服务有限公司,陕西 西安 710086)
0 前 言
黄河上游刘家峡以上河段是我国重要的水电基地之一,分析已建水电站对土著鱼类资源造成的影响,提出河段水电开发鱼类保护措施体系,有助于从全流域角度系统筹划鱼类保护,把握保护方向和重点,从而更好地保护黄河上游土著鱼类资源。
黄河上游刘家峡以上至鄂陵湖湖口河段全长约1 837 km,按照不同水电规划河段及开发情况,划分为湖口至尔多河段(1 256 km)、茨哈至羊曲河段(161 km)、龙羊峡至刘家峡河段(420 km)。
湖口至尔多河段规划实施4座水电梯级,其中玛尔挡水电站为近期开发梯级,正在建设。首曲、宁木特、尔多水电站作为后续研究梯级,处于研究论证阶段。另外,鄂陵湖湖口于上世纪90年代建设了黄河源电站1座,目前地方政府正在组织拆除。
茨哈至羊曲河段布置茨哈峡、班多、羊曲3座水电梯级,班多水电站已经建成发电,羊曲水电站目前处于停工状态,茨哈峡水电站尚未建设。龙羊峡至刘家峡河段共规划了14座水电站,从上到下依次为龙羊峡、拉西瓦、尼那、山坪、李家峡、直岗拉卡、康扬、公伯峡、苏只、黄丰、积石峡、大河家、炳灵、刘家峡(见图1)。自上世纪50年代刘家峡开工建设以来,基本均已建成,只有山坪电站未建。
1 黄河上游刘家峡以上河段鱼类区系及种类
从分布范围分析,龙羊峡以上河段仅有以裂腹鱼和条鳅亚科鱼类为代表的中亚高山复合体,而龙羊峡至刘家峡河段,除中亚高山复合体外,还有以黄河雅罗鱼为代表的北方平原复合体,以鲇、刺鮈和黄河鮈为代表的中国江河平原复合体和第三纪早期复合体鱼类。
根据中国淡水鱼类区划[1]的意见,龙羊峡以上属于青藏亚区;龙羊峡以下至天水以西属于陇西亚区。根据近几年鱼类资源调查,河段鱼类以鲤科和鳅科鱼类为主,按照不同河段划分,湖口至尔多河段存在鱼类22种,茨哈至羊曲河段存在鱼类23种,龙羊峡至刘家峡河段存在鱼类46种。
刘家峡以上河段保护性土著鱼类主要有花斑裸鲤、厚唇裸重唇鱼、黄河裸裂尻、极边扁咽齿鱼、骨唇黄河鱼、拟鲶高原鳅、黄河雅罗鱼、赤眼鳟、大鼻吻鮈、圆筒吻鮈、黄河高原鳅、兰州鲇、北方铜鱼等[2],另外,刺鮈作为同时生活在青藏高原水域和江河平原水域的有鳞鱼类,在适应高原水体环境的进化机制方面和生态习性方面有较高的研究价值[3],已经列入了《中国物种红色名录》易危种。
图1 黄河上游刘家峡以上河段干流水电梯级布置示意
2 黄河上游刘家峡以上河段水电开发对土著鱼类资源影响分析
2.1 刘家峡以上河段土著鱼类资源变化情况
龙羊峡以上河段目前水电开发程度不高,黄河上游土著鱼类仍有广泛生存空间,土著鱼类资源未发生较大变化。龙羊峡至刘家峡河段是水电开发程度较高的河段,土著鱼类组成较历史对比发生变化。根据历史调查资料[2-5]和近几年的调查资料显示,主要土著鱼类资源变化情况如下:
(1)骨唇黄河鱼、极边扁咽齿鱼一般分布在海拔较高的水域,历史上主要分布于贵德以上河段,目前主要分布于龙羊峡以上河段。
(2)花斑裸鲤属于适应性较强的物种,历史上在黄河源头至刘家峡河段广泛分布,目前分布范围未发生变化,在龙羊峡以上河段广泛分布,在龙羊峡以下河段已建高坝水库库尾、低坝水库库区、未开发河段可维持较大规模种群,估计地方政府和已建电站对该物种大量的增殖放流也起到了较大的作用。但在高坝库区深水区资源量较小。
(3)黄河裸裂尻、厚唇裸重唇鱼、拟鲶高原鳅、黄河高原鳅历史上在黄河源头至刘家峡河段广泛分布,目前主要分布于龙羊峡以上河段。在龙羊峡以下河段,这些鱼类多成岛屿化分布,常见于已建水库库尾或者未开发河段。但黄河裸裂尻、厚唇裸重唇鱼在贵德川未开发河段较难发现,拟鲶高原鳅、黄河高原鳅在该河段资源量也较小。
(4)刺鮈历史上在龙羊峡至兰州河段均有分布,目前主要集中分布于龙羊峡库尾至班多电站坝下河段、大河家电站以下至兰州以上河段。
(5)北方铜鱼、黄河雅罗鱼、赤眼鳟、大鼻吻鮈、圆筒吻鮈,历史上在贵德以下河段有分布,目前黄河雅罗鱼在刘家峡干支流河段少量分布,已属于少见种;北方铜鱼在黄河干流已多年未采集到;赤眼鳟在贵德至刘家峡段基本退出,在黄河中下游河段资源量基本稳定;大鼻吻鮈目前主要在银川和中下游河段可见,属少见种,贵德至刘家峡段基本退出;圆筒吻鮈目前主要分布于甘肃、宁夏的黄河黑山峡河段,开展工作少,资源及分布尚不明确。
(6)兰州鲇主要分布区在刘家峡以下河段,刘家峡以上河段较少见。
2.2 水电开发对土著鱼类资源影响因素分析
2.2.1 河流形态及连通性变化
龙羊峡以上河段目前只建成班多水电站(黄河源水电站正在拆除),玛尔挡水电站、羊曲水电站还未建成,大部分河段没有开发,仍维持天然河流状态。
龙羊峡至刘家峡河段已建成13级电站,只剩贵德川和部分丹阳川两段天然河段。该河段受淹没影响,宽谷河段和峡谷河段、河床底质、浅滩、深潭、急流、缓流相间的多样性河流形态已不存在,从流水生境转变为湖库生境,而黄河上游土著鱼类多为适应流水生境鱼类。大部分水电梯级首尾相接,对河段鱼类形成多级阻隔效应。
2.2.2 水文情势变化
水电站运行需要进行调蓄。据调查,贵德、循化等地的河流水位每天涨落范围在0.5~1 m左右,人工洪水有利于刺激产卵期的鱼类洄游、产卵。但是每天发生的人工洪水,由于水位的涨落,易使在低水位线之上的鱼卵失水、缺氧死亡。
2.2.3 水温变化
受龙羊峡水库、拉西瓦水库对水温影响,贵德、循化两水文站年内水温变幅范围较天然状态缩小。贵德水文站2006年至2012年统计4至7月平均最高水温仅为8.9 ℃。而龙羊峡建设前贵德水文站4至7月平均最高水温可达到18.2 ℃(1978年至1986年统计)。龙羊峡至刘家峡河段春夏季节的低温水,可能不仅会造成该河段鱼类的产卵期推迟,还会影响受精卵的孵化率。
2.2.4 人工引进外来物种影响(间接影响)
水电站建成水库蓄水后,由于库区鱼类养殖,造成了外来物种入侵影响。例如龙羊峡、李家峡、刘家峡投放的池沼公鱼,该鱼类自然分布在我国黑龙江,繁殖能力强,具有吞食沉积性鱼卵的习性,并且已经成为龙羊峡、刘家峡水库中的优势鱼种,对黄河土著鱼类构成了极大威胁。
3 黄河上游刘家峡以上河段水电开发鱼类保护措施体系
3.1 总体保护思路
黄河上游刘家峡以上河段就开发程度来说,龙羊峡以上河段长达1 417 km,且开发程度较低,几个大型水电站正处于建设前期或论证期,因此该河段水电开发应充分论证对土著鱼类的影响,做好预防、减缓措施,重点是在河段生态保护优先、适度开发的前提下,做好鱼类栖息地保护工作,预留足够土著鱼类保护空间。
龙羊峡以下河段长420 km(含龙羊峡库区),开发时间较早,开发程度较高,已经对黄河上游土著鱼类造成了一定不利影响,重点是采取修复及补救措施,在一定程度上恢复鱼类生物多样性。
因此,在实施栖息地保护、过鱼措施、增殖放流措施、生态调度、水温影响减缓等措施的基础上,在龙羊峡以上河段和龙羊峡以下河段需要有不同的保护重点和方向,初步拟定河段水电开发鱼类保护措施体系图(见图2)。
3.2 鱼类栖息地保护
保存尚未开发的河段作为土著鱼类栖息地进行保护,是鱼类资源最根本有效的保护措施。
龙羊峡以上河段目前尚未大规模开发,在水电规划前期论证过程中,环境保护部门已经提出了鱼类栖息地保护要求,保留了大量天然河段。根据相关保护要求,湖口至尔多河段鱼类栖息地保护干流主要为两湖湖泊湿地区、沙曲至玛曲河网湿地区以及特合土至塔格尔宽谷河段,还包括支流黑河、白河、泽曲河和西科河部分河段。茨哈至羊曲河段干流主要保护河段为羊曲水电站库尾至班多水电站坝址河段,支流保护河段主要为切木曲及格曲河特有鱼类国家级水产种质资源保护区、大河坝河、巴沟河下游11 km河段。干流栖息地保护河段和不开发河段总长约976 km,占龙羊峡以上干流总长的68.9%。
图2 刘家峡以上河段水电开发鱼类保护措施体系示意
对于龙羊峡至刘家峡河段,开发程度已经较高,干流只有贵德川和部分丹阳川两段天然河段,总长约48 km。区间主要支流隆务河、大夏河、洮河已进行了多级水利水电开发,保护条件较差,建议重点对干流剩余天然河段实施鱼类栖息地保护。丹阳川河段位于大河家水电站至炳灵水电站之间,尚保持有多种黄河上游土著鱼类,建议在该河段实施栖息地保护的同时,加强鱼类增殖放流工作,保持河段土著鱼类资源量的稳定。贵德川河段上游存在龙羊峡、拉西瓦两座大型水电站,目前主要分布花斑裸鲤和一些小型鳅类,建议在实施栖息地保护前应开展土著鱼类种群恢复研究,通过减缓水温影响、水文情势影响措施,增加鱼类增殖放流措施,逐步恢复贵德川河段原有土著鱼类生物多样性。
3.3 过鱼措施
水电工程对鱼类的最大影响是阻隔效应,采取过鱼措施可以缓解水电工程对鱼类的阻隔影响。
龙羊峡以上河段的未建、在建水电梯级均应考虑建设过鱼设施。目前玛尔挡水电站、羊曲水电站均考虑采用升鱼机的过鱼方案。已建班多水电站正在补充建设鱼道。
龙羊峡至刘家峡河段水电梯级开发时间较早,大部分电站在环评阶段未提出过鱼要求,仅黄丰水电站环评批复提出采用人工捕捞过坝的过鱼方式。由于已建电站在早期设计未考虑预留枢纽过鱼的空间,建议可以在局部重要河段试点研究不影响枢纽布置的河流连通性恢复措施,例如补建上下游集运鱼码头的集运鱼措施研究。
3.4 鱼类增殖放流措施
龙羊峡以上河段的玛尔挡水电站拟建设一座鱼类增殖站,建议尔多水电站今后的鱼类增殖放流任务考虑依托玛尔挡水电站鱼类增殖站进行。茨哈峡、班多、羊曲三座电站拟合建一座鱼类增殖站。远期建设的宁木特、首曲电站可根据建设时序,共同建设鱼类增殖站一座。
龙羊峡至刘家峡河段目前已建鱼类增殖站3座,即苏只水电站、积石峡水电站和炳灵水电站鱼类增殖放流站。由于河段开发较早,已建鱼类增殖放流站多针对所在电站自身的库区、库尾河段。目前鱼类增殖站繁殖成功的鱼类主要为花斑裸鲤、黄河裸裂尻、极边扁咽齿鱼。建议应根据龙刘河段现有鱼类增殖能力,从放流对象、放流规模、放流河段,系统规划和开展龙羊峡至刘家峡河段鱼类增殖放流工作,必要时可根据需要,补建流域层面的鱼类增殖放流站一座。
3.5 生态调度及生态流量下泄
为了减缓对下游河道的影响,各水电梯级需制定联合调度运行方案,在鱼类繁殖季节,控制下游日内的水位变幅,保证鱼类的产卵繁殖。
龙羊峡以上河段以未建梯级为主,可在设计阶段开展梯级联合生态调度研究。龙羊峡水库调蓄能力较强,其下游水文情势受上游水电梯级影响小,下游已建水电梯级较多,可以针对重要河段开展水电梯级联合生态调度研究,重要河段包括贵德川和丹阳川未开发河段。
刘家峡以上河段各水电梯级均采用坝后式电站布置形式,已建电站通过机组运行能够保证下游生态流量;未建电站在设计中还考虑了生态流量专用下泄措施,可以保证在极端工况下的生态流量下泄。
3.6 水温影响减缓措施
龙羊峡以上河段水电梯级全部建成后,将产生水温影响叠加效应,主要影响范围下游至龙羊峡库尾。玛尔挡水电站已考虑建设叠梁门分层取水措施,羊曲水电站设计已经考虑了进水口前置挡墙措施。建议其他未建的高坝大库水电站在设计中进一步优化取水口位置,设计合理的分层取水设施,降低水温变化对下游的影响。
龙羊峡以下河段的贵德川河段受低温水影响比较明显,可以结合对贵德川河段的保护,研究其上游龙羊峡水电站、拉西瓦水电站低温水影响减缓措施,降低低温水的影响。
3.7 防止外来物种入侵
鉴于已建水电站库区渔业养殖已经对黄河上游土著鱼类造成了影响。建议龙羊峡以上河段水电开发过程中重视外来种入侵问题,禁止库区养殖外来物种。龙羊峡以下河段水电梯级库区,对外来物种养殖实行逐步退出。
3.8 做好流域水生生态保护措施管理和监测工作
各水电开发企业应联合做好流域水生生态保护措施管理工作和监测工作,重点对鱼类保护措施的实施和运行进行全过程管理,加强鱼类保护措施运行效果监测,根据效果监测提出保护措施运行的持续改进方案,不断提升保护措施效果。此项工作可以结合流域环境保护综合管理和监测工作开展。
4 结 语
从流域层面开展鱼类保护工作是一项较大的系统工程,需要协调统一好各水电建设单位,因此建立流域层面水电梯级环境保护管理机构,有助于该项工作的顺利开展。对于水电开发造成的间接影响,如外来物种入侵问题,其解决措施需要地方渔业管理部门的大力支持。对鱼类栖息地保护河段实施系统保护,也需要地方政府参与协助。另外,对于水电梯级开发程度较高的河段,开展河流连通性恢复、珍稀鱼种增殖放流、生态调度、水温影响减缓措施等,还需要开展大量的科学研究工作。