摘要:水利水电工程的建设阻断了河流的自然连续性,改变了河流的水文状况,破坏了鱼类的栖息地环境,对鱼类产生了非常严重的影响。例如,根据近年来的调查统计,长江主要支流的鱼类产量正在逐年下降。根据2001年长江监利段对泗家鱼的监测,泗家鱼的产量比1981年下降了61.46%。在黄河、淮河等流域,鱼类资源下降的现象较为严重。 关键词:水电站;鱼类洄游通道;生态保护;重要性
一、引言
随着社会经济的发展,河流大规模的筑坝截流(发电、灌溉、防洪等)是人类活动对河流生态环境影响最显著、最广泛、最严重的事件之一。据世界大坝研究所(World Dam Institute)的数据,全球有3.6万座大中型大坝在运行,控制着全球20%的径流量。在我国,长江、黄河等主要河流的梯级水库正在快速建设。一些河流由于缺乏有效的管理,导致河流中断和水污染,严重影响了河流生态系统的结构和功能。筑坝人工改变了原有的物质场、能量场和生物场,直接影响了河流中学生元素的生物地球化学行为(学生元素输运通量、几何形状、组成等)和
河流生态系统物种组成的变化,生境的分布和相应的生态功能。鉴于筑坝引起的河源因子、河流及区域生态环境的变化,河流生态系统的响应过程受到了国内外科学家的广泛关注,已成为河流生态学研究的重要领域之一。
水电设施和运行过程带来生态压力,值得关注的主要影响来自两个过程,一个是大坝建设过程,另一个是取水过程。这两个过程可能会严重影响河流生态系统的连通性和完整性,主要表现在两个方面:(1)改变自然水文过程,不同程度地切割生态环境,切断河流廊道系统的空间连通性;二是在时间尺度上对河道廊道的自然动力学造成严重干扰。这两种胁迫效应都会导致河流生态系统结构和功能的变化。除了对河流生态系统有一定的影响外,其他水电站附近的生态系统也造成了一定的影响,如水电站大坝的关闭造成大量农田、林地被淹没,上游河道范围受到鱼类活动的限制,阻碍了鱼类和其他野生动物的正常繁殖活动。大坝下游,河面大面积干涸,导致下游鱼类生存面临灭绝危机,野生动物饮水和迁徙受到严重威胁。
二、鱼类洄游通道对生态保护的重要性
2.1鱼类洄游
一般水电站的水工构筑物,如大坝等,在河腰处截流,阻断了鱼类的流道,对洄游鱼类的影响较大。迁徙是指水生动物为了繁殖、觅食或越冬,成结队地有规律地从一个水域迁移到另一个水域的现象。如果水电站的建设阻断了鱼类的洄游通道,就会导致鱼类无法抵达河的另一端繁殖和过冬。
我国长江鱼类资源在种类和数量上都是世界上最重要的。从种类上看,长江水系鱼类约有370种,居中国水系之首,是中国鱼类资源的宝库。在鱼类资源数量方面,长江水系一直位居中国水系之首。葛洲坝等长江上的水利设施无疑也堵住了许多鱼类的游动通道,其中比较出名的是中华鲟。中华鲟是一种大型溯河产卵鱼类,是我国特有的一种古老的珍稀鱼类。世界现存最原始的鱼类之一,国家一级保护动物。长江葛洲坝水利工程建成后,中华鲟从河口向金沙江洄游繁殖被切断,大肚子的雌性中华鲟被拦在坝下死亡。
如何解决鱼类洄游通道的问题,基本上有两种措施:建立各种鱼梯、鱼闸等鱼类经过的建筑物;人工养殖受影响的鱼。但这两种方法都有缺点。首先,现阶段鱼类建筑的利用率不高。与人类不同,鱼没有选择在哪里游泳的头脑。大多数鱼靠直觉。鱼是否可以选择建筑物通过大坝本身是一个需要再次研究的问题。它需要生物和水力学的配合来诱导鱼类通过建筑,
这有利于鱼类的习性。其次,虽然人工繁殖可以在一定程度上解决这个问题,但是人工养殖的鱼和野生的鱼还是有一些区别的,随着时间的推移,这可能会对鱼的本性造成不好的改变。
2.2鱼类繁殖
水库使一些鱼类的特殊产卵地和栖息地消失,此外,水库水面的扩大和水流速度的减慢使上游产生的浮卵的漂流距离缩短,严重时鱼卵下沉死亡。此外,流速的降低和静水鱼类种的发展也会抑制住水鱼类的种数量。
水利水电工程对鱼类资源的影响可以通过人工养殖和放流措施来恢复。人工增殖放生是指利用人工手段将一定数量的鱼苗补充到鱼类栖息地水域中,以保护和恢复其种数量。了解放养区自然条件和鱼类资源现状,开展亲本鱼驯化、催产孵育、育苗、放养及效果评价等技术研究。放养总体设计主要包括:放养对象的确定、亲本数量的确定、放养数量及规格的确定、工艺流程的设计、放养位置的确定等。目前,在水电工程建设中普遍采用人工养殖措施。已建成并运行索凤营鱼类放养站、向家坝鱼类放养站、斯林鱼类放养站、龚果桥鱼类放养站,在鱼类保护工作中发挥了重要作用。还可以采用人工养殖和放生措施来解决
鱼类洄游问题。哥伦比亚河上的水坝通过创造孵化器来保护洄游鱼类。
2.3鱼类“气泡病”
在大坝,特别是高坝的泄洪过程中,水和空气被混合并释放到大坝中。空气在静水压力作用下,以气泡的形式溶入水中,导致下游水体中气体过饱和。过饱和气体在水中会导致鱼类气泡病,鱼类肠道泡沫,或身体的表面产生许多小气泡,这样鱼漂浮或游泳失衡,严重的会引起大量死亡,这种疾病是最有害的。由于鱼苗的身体功能尚未完成,无法抵抗冲击,大量鱼类会死亡,对鱼类资源造成巨大影响。三峡大坝的开放导致空气被吸进水中,导致下游水体过饱和,导致鱼类死亡。
2.4下游水生生物
水力发电通常需要建造高过水面的大坝,水轮机产生的水体与原始水体存在一定的差异。首先,用来发电的水来自水库底部,这里的温度比正常情况下要低。水库的上层是温度较高的地表温度层,受风浪、环流和对流的影响。下层为深水层,水温变化小且几乎均匀,常年保持相对稳定的低温状态。中间过渡区为温跃层,层内温度梯度较大,整个层从上到
下的温度变化较大。水生生物的生长需要一定的水温,这对鱼类性腺的发育和成熟有显著的影响。鱼是变温动物,没有维持体温的结构。当水温升高时,鱼的体温也会随之升高,生理过程会加快,食物的消化吸收、生长、胚胎发育和达到性成熟的时间都会发生变化。一般来说,水库运行下水温变化最不利的影响主要是对鱼类繁殖的影响。自然水温上升36个月是鱼类的主要繁殖期。但电站排放的低温水延长了鱼类达到产卵温度所需的时间,推迟了鱼类的繁殖时间,这可能会破坏鱼类繁殖与长期形成的自然环境条件的耦合关系,影响繁殖。
其次,上游的水在水库收集后,水中的沉积物沉淀,发电后的水比原水更清澈,含有的营养成分更少。一些鱼类营养物或浮游生物附着在河流水体的沉积物颗粒上。当上游水体停留在库内时,泥沙颗粒沉降到库底,附着在泥沙颗粒上的泥沙颗粒也在库区聚集。一方面会造成生物食物链的断裂,另一方面可能会导致水库水体富营养化。水库蓄水后,库区内水流变缓,甚至局部出现静水区。上游带来的泥沙和其他悬浮物将沉积在库区。
三、结语
综上所述,因此,我国应在水电站等水利工程建成后颁布生态保护法律,特别是关于水生
生物、鱼类、河流生态系统等方面的法律。保护生态,要有法可依,要赋予一些部门监督权,真正落实法律法规,公正执行法律法规。开展鱼类洄游通道修复关键技术研究。应该关注生态调查在鱼类和鱼类行为评价的特点,鱼的位置和过鱼设施的选择,当然,过鱼设施工程设计参数,如设计运行水位和流量,进口的主要尺寸布局,设施,出口结构、鱼类通道设施配套设备、鱼类试验和鱼类效应监测评价技术研究工作,通过生物学和水力学相结合,可以大大提高鱼类洄游通道的利用率,大大保护鱼类的顺利洄游。
参考文献:
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