黃海真 王娜 周偉東 崔海磊

摘要：涇河中游新建東莊水利樞紐工程將對(duì)流域水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定不利影響。在流域水生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)狀開發(fā)活動(dòng)和工程的特點(diǎn)，分析了工程高壩阻隔和工程水資源配置造成的水文情勢(shì)改變等對(duì)水生態(tài)環(huán)境的影響。提出了水質(zhì)保護(hù)、保留自然狀態(tài)的棲息地保護(hù)河段、建設(shè)過(guò)魚設(shè)施、增殖放流和生態(tài)調(diào)度等措施，以恢復(fù)和保護(hù)流域水生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：水生態(tài)環(huán)境;水資源保護(hù);魚類資源;東莊水利樞紐;陜西省

中圖法分類號(hào)：X171.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.1 5974/j .cnki.slsdkb.2020.05.011

1 研究背景

1.1 工程概況

陜西省東莊水利樞紐工程位于渭河最大的支流涇河上，是控制涇河洪水、泥沙的關(guān)鍵性工程，主要配合中游骨干水庫(kù)攔沙和調(diào)控水沙，減輕渭河及黃河下游河道淤積[1]。壩址位于張家山水文站以上29 km，水庫(kù)總庫(kù)容32.76億m3，裝機(jī)容量110 MW，年供水總量1.62億m3，最大壩高230 m，正常蓄水位789.0 m，相應(yīng)庫(kù)容20.15億m3，回水長(zhǎng)度96.7 km[2]。工程建設(shè)期8a，主體工程于2018年6月全面開工。主要由雙曲拱壩、泄洪排沙建筑物、引水發(fā)電建筑物、發(fā)電廠房和供水取水設(shè)施組成。開發(fā)任務(wù)為“以防洪減淤為主，兼顧供水、發(fā)電和改善生態(tài)等綜合利用”。

1.2 河段特點(diǎn)

涇河?xùn)|莊水庫(kù)下游的文涇電站、涇惠渠渠首和上游的棗渠水電站、程家川水電站、絳山水電站、石橋水電站、和平水電站等均已經(jīng)建設(shè)運(yùn)行，中游黑河上的亭口水庫(kù)、三水河的柏嶺寺水庫(kù)、紅巖河的紅巖河水庫(kù)正在建設(shè)，涇河中下游干流和支流已形成多處阻隔。由于涇惠渠灌區(qū)缺乏有效的調(diào)控措施和取水，造成涇惠渠渠首以下河段生態(tài)基流不足，部分時(shí)段河段存在斷流現(xiàn)象。河段水體連通性較差，生態(tài)流量泄放不能滿足要求，導(dǎo)致壩址下游水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀較差，水生生物資源整體匱乏。

2 工程段環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)

2.1 水環(huán)境質(zhì)量

綜合分析涇河干流2006 - 2016年景村、張家山等水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面監(jiān)測(cè)資料和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，2006 - 2014年主要超標(biāo)指標(biāo)包括BOD5、總氮、石油類、TP等，2015年主要超標(biāo)指標(biāo)為總氮、BOD5，2016年主要超標(biāo)指標(biāo)是總氮。涇河干流的BOD5、石油類、TP整體呈現(xiàn)不斷降低態(tài)勢(shì)，基本滿足GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[3]Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但總氮呈現(xiàn)增加態(tài)勢(shì)。

2.2 水生態(tài)環(huán)境

（1）調(diào)查范圍和內(nèi)容。調(diào)查范圍從涇河人渭河口至甘肅崆峒水庫(kù)壩下，2013年6月至2014年6月，對(duì)涇河干流河段及主要支流北子河、黑河、馬蓮河、汭河、任家河、頡河及入河口，以及船張村、西營(yíng)、涇河大橋、北屯鎮(zhèn)、張家山、東莊水庫(kù)壩址、北屋、水簾鄉(xiāng)、彌家河、長(zhǎng)慶橋鎮(zhèn)、涇川縣、白水鎮(zhèn)和崆峒?jí)蜗碌裙苍O(shè)置水生生物采樣點(diǎn)24個(gè)，見圖1，按照《內(nèi)陸水域漁業(yè)資源調(diào)查試行技術(shù)規(guī)范》[4]，對(duì)涇河干支流進(jìn)行水生生物現(xiàn)狀調(diào)查，主要包括浮游生物、底棲動(dòng)物組成、密度及生物量，魚類資源等。

（2）浮游和底棲生物。浮游植物7門127種屬，其中硅藻門91種屬，綠藻門21種屬，裸藻門7種屬，黃藻門3種屬，甲藻門1種屬，金藻門1種屬。浮游植物平均密度41.65×10⁴cells/L，平均生物量385.39x10^-3mg/L。浮游動(dòng)物3門18種屬，其中原生動(dòng)物門15種屬，輪蟲類1種屬，橈足類2種屬。浮游動(dòng)物平均密度79 ind/L，平均生物量5.2lxl0。mg/L。底棲動(dòng)物8種，隸屬于3門8目8科，其中以節(jié)肢動(dòng)物門為主。

浮游植物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)較高的斷面為涇河大橋、北屯、水簾鄉(xiāng)等，密度最大的斷面為北屋，生物量最大的斷面為張家山，實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)張家山段流速較小，河流清澈，有利于浮游植物生長(zhǎng)，其中裸藻門數(shù)量較大。

（3）魚類資源。據(jù)資料記載[5]，涇河有魚類2目4科13種，多次調(diào)查捕獲魚類2目4科12種，其中鯉科8種，鰍科2種，鲇科、鰕琥魚科各1種，分別為餐條、馬口魚、拉氏鱸、開封半餐、麥穗魚、鲇魚、鯽魚、鯉魚、棒花鮈、泥鰍、斯氏高原鰍、波氏櫛鰕虎。拉氏鱥為地方土著魚類，鯉魚、鲇魚為地方主要經(jīng)濟(jì)魚類。涇河段分布的主要為小型魚類，其中拉氏鱥、斯氏高原鰍數(shù)量較大，調(diào)查未見陜西特有魚類陜西高原鰍。工程上下游河段魚類優(yōu)勢(shì)種類為鯉魚和拉氏鱥，鰍科優(yōu)勢(shì)種類為斯氏高原鰍。

3 水生態(tài)影響分析

（1）施工環(huán)境影響。工程建設(shè)期導(dǎo)流工程、纜機(jī)平臺(tái)、大壩岸坡開挖、壩基開挖、混凝土雙曲拱壩澆筑、消力塘、引水洞、地下廠房及庫(kù)區(qū)防滲等主要施工活動(dòng)將導(dǎo)致施工區(qū)域涇河水體渾濁，透明度下降，對(duì)河流水環(huán)境及水生生物產(chǎn)生一定影響，施工引起的浮游生物結(jié)構(gòu)變化不會(huì)導(dǎo)致區(qū)域浮游生物多樣性的下降;施工區(qū)段底質(zhì)發(fā)生變動(dòng)，底棲生物原有棲息地破壞，生境暫時(shí)性縮小，生物量減少。上述影響是局部的、暫時(shí)的，施工結(jié)束后，浮游生物群落將會(huì)恢復(fù)至原有特征。

（2）水文情勢(shì)影響。工程運(yùn)行在一定程度上改變了原涇河天然河道壩址斷面的來(lái)水流量過(guò)程，由于文涇電站壩址斷面南線引水，電站斷面流量與原涇河天然流量過(guò)程差值進(jìn)一步增大，對(duì)水文情勢(shì)影響進(jìn)一步增強(qiáng)。涇惠渠渠首以下斷面流量變化較明顯，流量明顯削減。涇河人渭口斷面枯水時(shí)段流量較建庫(kù)前增大，汛期多數(shù)時(shí)段流量較建庫(kù)前減小。

東莊水庫(kù)運(yùn)行蓄水后，庫(kù)區(qū)水面面積較原天然河道狀態(tài)有所增加，庫(kù)區(qū)主要斷面水面寬度有一定程度增加，庫(kù)區(qū)水位顯著抬升，水位變化幅度由壩前至庫(kù)尾方向逐漸減小。流速較原天然河道狀態(tài)明顯降低，且年內(nèi)流速變化幅度顯著減小。水庫(kù)建成蓄水后，原河道型的水域生態(tài)系統(tǒng)逐漸成為山谷型水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)，水流趨緩，為喜靜水性魚類提供更多棲息及繁殖場(chǎng)所。湖泊定居型魚類數(shù)量增加，底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的種群逐漸減少。庫(kù)區(qū)河段喜激流性魚類數(shù)量迅速減少，沿庫(kù)移至上游或支流。

（3）低溫水下泄影響。根據(jù)預(yù)測(cè)，攔沙期庫(kù)區(qū)水溫結(jié)構(gòu)屬于典型分層型，壩前水溫分層具有明顯季節(jié)性特性。壩前水溫結(jié)構(gòu)從4月份開始出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象，分層最為明顯為5-9月。正常運(yùn)行期水庫(kù)由深水型變?yōu)闇\水型，庫(kù)區(qū)水體依然存在一定分層現(xiàn)象，但年內(nèi)分層時(shí)段明顯縮短，僅4～6月存在明顯分層現(xiàn)象。由于壩前水深變淺，低溫水下泄影響程度有所降低。水庫(kù)下泄低溫水將使浮游植物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如不采取措施，將使該河段喜低溫種類成為優(yōu)勢(shì)種，而且下泄低溫水將推遲部分魚類產(chǎn)卵時(shí)間。受低溫水下泄影響，魚類也將因產(chǎn)卵、索餌等特性的變化而向河流下游遷移。

（4）阻隔影響。目前工程影響河段有7座水電站和1個(gè)引水樞紐工程，東莊壩址下游約29 km有涇惠渠渠首樞紐，東莊壩下緊接文涇電站，東莊庫(kù)區(qū)河段目前已建成降山、和平等6座引水式電站，東莊壩址上下游的開發(fā)已經(jīng)對(duì)魚類的生境造成了阻隔影響。

涇河所有魚類都屬于淡水定居性魚類，無(wú)長(zhǎng)距離的溯河、降河洄游性需求，但存在短距離的繁殖、索餌、越冬等區(qū)域性洄游。東莊水庫(kù)大壩的建成，可能會(huì)對(duì)上下游魚類的基因交流造成影響，尤其是上下游均有分布的拉氏鱥、斯式高原鰍等。東莊水庫(kù)大壩建成后，將在涇河干流形成人為阻隔，造成大壩下游河段魚類無(wú)法洄游至上游產(chǎn)卵繁殖。由于工程河段無(wú)產(chǎn)漂流性卵的魚類，影響相對(duì)較小;但大壩上游河段魚類無(wú)法通過(guò)大壩進(jìn)入下游河段，基因交流受到阻礙，可能導(dǎo)致涇河流域內(nèi)魚類的種群結(jié)構(gòu)改變。

（5）對(duì)下游的影響。水庫(kù)建成后，庫(kù)區(qū)上游來(lái)水經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄后進(jìn)入壩下河道的水量主要包括電站發(fā)電水量、水庫(kù)棄水量、河道生態(tài)水量、農(nóng)業(yè)灌溉水量和供水水量等，改變了天然徑流過(guò)程。根據(jù)水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度，平水年?yáng)|莊水利樞紐運(yùn)行對(duì)原天然河道的徑流豐枯變化特征產(chǎn)生了較明顯的影響。夏季下泄流量明顯高于上游來(lái)水流量，秋季則低于上游來(lái)水流量。在春季和夏季，保證下泄流量可為魚類繁殖提供更多的繁殖場(chǎng)和繁殖條件，對(duì)魚類生長(zhǎng)和索餌有利。在秋季，河道水量減少，縮減了河床范圍，將影響一部分底棲動(dòng)物和水草的生長(zhǎng)。

4 水生態(tài)保護(hù)措施

4.1 水環(huán)境保護(hù)措施

按照SL 644-2014《水利水電工程水庫(kù)庫(kù)底清理設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]進(jìn)行庫(kù)底清理，驗(yàn)收合格后再蓄水。加強(qiáng)農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染控制，進(jìn)一步強(qiáng)化污水處理廠建設(shè)，嚴(yán)格落實(shí)在庫(kù)區(qū)彬縣、旬邑、淳化、禮泉等規(guī)劃區(qū)域建設(shè)污水處理廠，推進(jìn)農(nóng)村集鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施和生活污水收集管網(wǎng)建設(shè)，削減城鎮(zhèn)生活污染物的人河量，保證庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)。為減少面源污染匯入庫(kù)區(qū)而對(duì)水質(zhì)帶來(lái)不利影響，在庫(kù)區(qū)采用物理隔離與生物隔離相結(jié)合的防護(hù)設(shè)施，在合適位置設(shè)置隔離網(wǎng)和8-15 m寬的防護(hù)林帶，保護(hù)庫(kù)區(qū)水質(zhì)。

對(duì)區(qū)域水污染實(shí)施分流域、分區(qū)域、分階段治理，從行業(yè)專項(xiàng)整治、工業(yè)點(diǎn)源治理、城鎮(zhèn)污水集中處理和改造、農(nóng)村面源污染治理等，系統(tǒng)推進(jìn)區(qū)域水污染防治，加大對(duì)化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、重金屬等污染物的控制力度，實(shí)現(xiàn)河道水功能規(guī)劃地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類水質(zhì)目標(biāo)要求。

4.2 水生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施

（1）分層取水。為緩解下泄低溫水對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及水生生物等的影響，設(shè)計(jì)采用3層取水口，取水高程分別設(shè)置為745，757 m和769 m。水庫(kù)運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)實(shí)際來(lái)水情況及庫(kù)區(qū)水位變化，做到盡量取用水庫(kù)表層水，最大程度減輕下泄低溫水對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及水生生物等的影響。

（2）生態(tài)流量保障。魚類繁殖期（4月15日至6月15日）東莊壩址處生態(tài)流量為10.66 m3/s，汛期（6月16日至8月31日）為15.99 m3/s，一般用水期為5.33 m3/s。在蓄水初期，為保證導(dǎo)流洞封堵初期下游生態(tài)供水，在導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)一條臨時(shí)供水管，結(jié)合二道壩消力塘蓄水保證下游生態(tài)流量達(dá)5.33 m3/s。運(yùn)行期生態(tài)流量通過(guò)電站小機(jī)組泄放，小機(jī)組選型考慮生態(tài)基流及下游部分工業(yè)供水流量，兩臺(tái)小機(jī)組互為備用，具備較高的運(yùn)用可靠性，考慮電站停用期間的生態(tài)流量泄放要求，利用壩身排沙泄洪設(shè)施、水墊塘及二道壩和二道壩內(nèi)埋設(shè)的水墊塘放水管泄放生態(tài)流量。水庫(kù)壩址下游已建文涇水電站、涇惠渠渠首樞紐分別通過(guò)補(bǔ)建生態(tài)放水管，改造現(xiàn)有沖沙閘等流量泄放設(shè)施，并同步建設(shè)生態(tài)流量在線監(jiān)控系統(tǒng)，確保生態(tài)流量泄放。

（3）生態(tài)調(diào)度。為減少水庫(kù)運(yùn)用對(duì)魚類產(chǎn)卵的影響，每年4-6月魚類產(chǎn)卵季節(jié)擇機(jī)安排生態(tài)調(diào)度過(guò)程，在水溫達(dá)到16℃- 18℃時(shí)開始啟動(dòng)魚類刺激產(chǎn)卵過(guò)程，維持調(diào)度漲水量每日10%，刺激魚類產(chǎn)卵維持5d。考慮到濕地植物對(duì)河道水生態(tài)系統(tǒng)的重要性，根據(jù)濕生植物生長(zhǎng)季生長(zhǎng)過(guò)程需求，在6-8月開展為濕地補(bǔ)水的漫灘洪水生態(tài)調(diào)度。結(jié)合水庫(kù)蓄水量和水情預(yù)報(bào)，在滿足生態(tài)基流和生活及工農(nóng)業(yè)用水的前提下，擇機(jī)下泄人造洪水，要求下游濕地最大漫灘需求處（壩下約38 km處）洪峰流量不低于716 m3/s，且大于該流量的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)不少于6h，每年調(diào)度不少于1次。

（4）棲息地保護(hù)?；跊芎痈闪魈菁?jí)規(guī)劃和魚類資源的現(xiàn)狀，選擇棲息地保護(hù)范圍為涇河干流彌家河村向上下游各延伸5 km，作為陜西高原鰍等魚類的棲息地保護(hù)區(qū)。通過(guò)設(shè)立醒目標(biāo)示牌或浮標(biāo)，設(shè)置人工魚巢、挺水濕地植物恢復(fù)、引種底棲動(dòng)物和投放人工魚巢等營(yíng)造替代生境，為魚類提供足夠的攝食場(chǎng)地、繁殖場(chǎng)、生長(zhǎng)空間和庇護(hù)所。

（5）建設(shè)過(guò)魚設(shè)施，維持河流連通性。東莊水利樞紐的建設(shè)阻隔了壩上壩下魚類種群的基因交流.為了保證魚類種群群落不受破壞以及涇河流域魚類基因完整性，經(jīng)過(guò)比選，推薦建設(shè)集運(yùn)魚系統(tǒng)，將壩下魚類通過(guò)誘捕、收集，集中運(yùn)送到壩上。綜合考慮東莊水利樞紐工程魚類的過(guò)魚需求、過(guò)魚有效性、保護(hù)價(jià)值，并結(jié)合魚類資源量現(xiàn)狀，優(yōu)化和確定工程主要過(guò)魚對(duì)象是評(píng)價(jià)河段的全部魚類，特別是陜西高原鰍和地方土著魚類拉氏鱥。

（6）魚類增殖放流。為保護(hù)好野生魚類種質(zhì)資源，需建立人工增殖放流站。通過(guò)魚類增殖放流，增加優(yōu)勢(shì)魚類種群數(shù)量，使魚類種質(zhì)資源得以持續(xù)利用，維持和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。綜合多方面因素，將陜西高原鰍、地方土著魚類拉氏鱥、經(jīng)濟(jì)魚類鯉魚作為人工增殖放流的主要對(duì)象。

（7）科研和生態(tài)監(jiān)測(cè)。目前河道內(nèi)陜西高原鰍數(shù)量較小，調(diào)查時(shí)未見，應(yīng)開展增殖放流技術(shù)、遺傳多樣性和種群動(dòng)態(tài)等方面的研究，為種群的恢復(fù)及遺傳多樣性的保護(hù)提供科學(xué)支撐。涇河流域水生態(tài)問(wèn)題比較突出，建議進(jìn)行長(zhǎng)期水生態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握水生態(tài)變化趨勢(shì)，為環(huán)境保護(hù)措施的制定和調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

東莊水利樞紐工程是涇河防洪減淤的關(guān)鍵工程，并有灌溉、供水和發(fā)電等功能，社會(huì)效益顯著。工程建設(shè)對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成一定不利影響，主要包括大壩阻隔魚類影響，河流水文情勢(shì)變化對(duì)水生態(tài)的影響，低溫水下泄的影響等。這些不利影響可以通過(guò)采用水質(zhì)保護(hù)、分層取水措施、棲息地保護(hù)、集運(yùn)魚和增殖放流等工程和生態(tài)補(bǔ)償措施得到避免或減緩。水庫(kù)運(yùn)行后，通過(guò)補(bǔ)償措施和生態(tài)調(diào)度，一定程度上有利于壩址上下游水生生態(tài)恢復(fù)。

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（編輯：李慧）

作者簡(jiǎn)介：黃海真，男，高級(jí)工程師，碩士，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)、水污染控制與給水凈化研究工作。E-mail：haizhenh@126.com