水利工程和航道工程对鱼类的影响及生态补偿措施

水利工程和航道工程对鱼类的影响及生态补偿措施

摘要：本文分别总结了水利工程和航道工程对鱼类造成的影响，探讨有效的生态补偿措施，并着重介绍鱼道。

关键词：水利工程；航道工程；河流生态系统；生态补偿；鱼道

多数发达国家的水电开发率很高，河流渠化率高，航道等级网发达。而发展中国家的水电资源开发水平极低，一般在10％左右，航道网密度低。目前我国正处于经济高速增长期，在未来20年中，仍然需要修建大型水利水电和航道工程。但是，大型工程对生态环境的影响问题不容忽视，尤其是对鱼类的影响，因此必须科学地进行分析并提出行之有效的解决办法。

1．水利工程对鱼类的影响

修库筑坝切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。水利工程对鱼类产生一系列的影响，但首先应该明确的是，如洄游鱼类由于种类不同，其生存的环境也各不相同，而且，并不是每条河流都有洄游鱼类，因此，在不同地区，不同河流上建坝对鱼类的影响是不同的，应具体情况具体分析。

1.1水流流态改变对鱼类的影响

大坝建成后，库区水位上升，库内水流流速降低，流态趋于稳定，水流对岸坡栖息地

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的冲蚀能力降低。水库水深的增加，使水库内淤积的泥沙比建库前河道淤积的泥沙多，而这些淤积的泥沙多为有机物和无机物的来源。有机物和悬浮物的富集使库区成为鱼类索食场所。由于水库使原有河道失去急流、浅滩和较大的弯曲度，喜急流性鱼类的栖息环境发生变化，因而水库中急流性鱼类数目会有所减少。相反，水库静水区面积增大，静水性鱼类数目会相应增加。

由于大坝下泄流量是靠人工调节，加强了对河流径流的控制。水库运行的削峰添谷功能降低了河流原有脉冲式水文周期的变幅，甚至有些水库的调节库容接近或超过河川的多年平均径流量，造成大坝下游河流水量的相应减少。鱼类根据流速、水温、水位等信息获得产卵的信号，因此河流流态的改变必然会影响到鱼类的产卵和生长。

1.2水温改变对鱼类的影响

水温直接影响鱼类的新陈代谢。鱼类的生长一般与温度成正相关。库区水深增加，库水温度出现分层，为库区的鱼类提供了不同的栖息水温，在库区周边浅水区水温相对较高，适宜鱼类的产卵和活动，因此库区的形成有利于静水鱼类的生长。对于大坝下游的鱼类，由于水库经常下泄底层的低温水，造成大坝下游河道水体温度比历史同期温度低，对鱼类产卵有延迟作用。如延迟时间过长，刚孵化的卵遇到春汛，江水很有可能将卵带走，破坏卵的孵化。

1.3水质改变对鱼类的影响

水库蓄水有利于泥沙和营养物的沉积，蓄水初期对库区水质的改善起到一定作用，但随着时间的推移，上游污染物在库区中不断累积，有可能使库区及部分库汊的水质恶化。同时，水体营养水平的增加为藻类等浮游植物和以浮游植物为食的浮游动物的生长提供了

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条件。如果水质继续恶化，造成藻类大量爆发，将大量消耗水体中溶解氧，导致水体中溶解氧浓度降低，会使鱼类因缺氧而死亡。对大坝下游的鱼类而言，大型水坝高水位下泄时，在高速水流表面形成掺氧，将空气卷吸入下泄水体中，使水体发生剧烈曝气，水体中溶解气体(N2、O2、CO2)处于过饱和状态，会导致鱼体内血液中产生气泡，鱼类因气泡病而死亡。

1.4河床底质改变对鱼类的影响

大坝建成后，由于泥沙在库区的沉淀，下泄水流的含沙量比建坝前少，对下游河床的冲刷加强，河床泥沙被带走，河床底质中沙、石的组成比例发生改变。鱼类的产卵习性可分为产卵于水层、水草、水底、贝内和石块上，比如，有些鱼类选择粗糙砂砾、岩石基底产卵，有些选择砂质基底产卵，有些选择基底植物上产卵。因此，当河床底质发生变化时，一些鱼类将无法产卵或卵无法成活。

1.5地形改变对鱼类的影响

复杂多变的地形造就复杂的流态，栖息环境越复杂生物多样性越好。水库蓄水后淹没河道江心洲，河道断面由复式变成单一断面，同时降低了回水区江段的水头差和河道的弯曲度。河道地形的单一会造成栖息环境的单一化，相应鱼类的种类也有向单一化发展的趋势。

1.6阻断栖息地的连续性

大坝的建设对洄游性鱼类最直接的影响是切断了其洄游通道，而这种影响是不可逆的。阻断河流使得一些需要洄游到河道上游产卵的鱼类无法产卵而数量明显下降。如长江中洄

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游性鱼类鲟鱼、胭脂鱼、鲥鱼。鲥鱼的产卵场位于赣江上游，而万安水电站修建后，阻断了其洄游通道，影响了种群繁殖。

2．航道整治工程对鱼类的影响

内河航道整治工程一般包括疏浚工程、炸礁工程、护岸工程、桥梁拆除及跨过河管线改建工程、航标工程、配套设施工程及环境保护工程等。整治工程对鱼类的影响分为直接影响和间接影响。疏浚抛泥、陆域吹填、以及工程炸礁，油污和重金属带来的毒害均对鱼类的生存造成了直接的威胁。内河航道整治使自然河流渠道化，从而破坏水生生物的产卵场，栖息地和河流形态的多样化，以及减弱河流的自然净化能力和破坏其生态环境，从而间接影响鱼类的生存。

2.1施工对鱼类影响

疏浚和抛投工程对鱼类的影响方式较为相似。由于鱼类的游泳活动能力较强，在疏浚机械或施工船舶的扰动作用下，鱼类将会被驱赶出施工水域。因此疏浚和抛投工程对鱼类的直接影响较小，但如果影响底质面积较大，则将对施工后的底质和生境恢复产生不利影响。一般内河航道疏浚施工过程中，对暴露于设计水深之上的岩石采用水下爆破的方法予以清除，对渔业资源会产生一定不利的影响。与疏浚和抛投工程相比，水下炸礁在对渔业资源的影响方式上有很多不同的特点，因此水下炸礁施工对水生生态环境的影响较大。

2.1.1悬浮物的影响

在施工过程中，产生悬浮泥沙的主要区域有港池、抛泥区及吹填区域。悬浮泥沙的浓度局部区域将达到很高，但范围极小，影响甚微。

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悬浮物对鱼类的影响分为3类，即致死效应、亚致死效应和行为影响。这些影响主要表现为直接杀死鱼类个体；降低其生长率及其对疾病的抵抗力；干扰其产卵、降低孵化率和仔鱼成活率；改变其洄游习性；降低其饵料生物的密度；降低其捕食效率等。

悬浮泥沙对渔业的影响还体现在对浮游动物与浮游植物的食物供应。浮游植物和浮游动物是海洋生物的初级和次级生产力，海中悬浮液、悬沙会对浮游植物和浮游动物的生长产生不利影响，从食物链的角度不可避免会对鱼类和虾类的存活与生长产生明显的抑制作用，对渔业资源带来一定影响。悬浮泥沙对渔业的影响不是永久性的，而是可逆的，会随着施工结束而逐渐恢复。施工结束运营一段时间后，浮游生物和生物种群数量、群落结构会发生变化而趋于复杂，生物量也会趋于增加，使生态系统恢复生机。对江苏洋口港LPG项目建成前后的生态监测资料表明，浮游生物的重新建立需要几天到几周时间，游泳生物由于活动力强，并且受潮汐影响较易受外海水补充，其种群损伤后恢复较快，会很快建立起新的群落。

贾晓平综合国内外有关文献报道，提出了悬浮物对不同海洋生物种类的致死浓度和明显影响浓度。表1中列出了原水质较清、悬浮物含量较低海域在受到大量悬浮物影响时的情况。

2.1.2围海造地的影响

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“围海造地”减少了供鱼卵、仔鱼觅食的岛屿岸线资源。水中含有过量的悬浮固体，细微的固体颗粒会粘附在鱼卵的表面，妨碍鱼卵的呼吸以及与水体之间的氧和二氧化碳的交换，过高的悬浮物浓度会降低鱼类的繁殖速率。滩涂是渔场鱼卵、仔鱼生长发育以及索饵觅食的理想场所，码头建设和填海工程会破坏鱼类产卵场地，并在一定程度上减少了仔鱼觅食的岛屿浅滩。

2.1.3油污染

水运工程施工过程中，施工船舶的跑冒滴漏或事故的发生是不可避免的，事故发生时，油类的溢漏将对渔业产生一定的影响。

2.1.4工程炸礁对鱼类影响

工程炸礁对鱼类的影响一是生长环境的影响，长期生活于高浑浊水团中的生物，其鳃部会被悬浮物质充塞而呼吸困难，影响发育，甚至引起窒息死亡。此外水体中悬浮物长期过量会妨碍生物的卵和幼体的正常发育。破坏鱼类及其他动物的栖息环境，抑制水生植物的光合作用，减少动物的饵料。二是对鱼类的直接影响。据资料记载，4 kg 炸药在浅海水下爆炸，距爆炸中心20 m 以内，对150 g 左右的鱼类致死率可达100%。而在40 m 左右致死率可达33%，50 m 以外则是安全区。另据国家海洋研究部门对海上石油勘探表层除泥对海洋生物影响的原体试验结果表明，在水深8~20 m，单次起爆用药量8~10 kg 的试验条件下，在距爆破点50 m 范围内出了鱼、贝等死亡，内脏破裂。在50~100 m 范围内，鱼贝类出现精神忧郁，皮坏死、内脏损伤，发育慢或停止发育等现象。100 m 以外，对鱼贝类生存无较大影响。由此可见，对于鱼类及其他活动性强的游泳生物来讲，爆炸的直接杀伤作用影响较小，除少部分致死外，大部分将迅速出逃，游迁其他水域。

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2.2营运期影响

水运工程运营期间，挖掘、打桩和抛泥作业停止，对鱼类资源产生的直接影响随即消失。但随着工程运营，产生新的污染物质并对环境造成影响是难以避免的。

2.2.1含矿废水对海洋生态系统的影响

如果码头装卸散货，在运营过程中将有少量矿粉、煤粉等沉积于附近工程海域。散货码头的含矿废水包括堆场的径流雨水和码头面、带式输送机、廊道的冲洗废水。废水中主要污染物为SS，还包含少量CODCr等污染物。含矿污水应汇入配套的污水处理厂集中处理后循环再用，但由于雨水冲刷、风力转移等原因，有部分含矿污水或粉尘汇入海水。散货的化学成分比较复杂，通过其化学溶解和物理沉淀作用后，将可能对附近海域水质产生一定的影响，进而对本海域的底栖生物、浮游生物和游泳生物造成不利影响。

一些研究资料表明，矿粉覆盖于原有底质后，将使生活在原底质表层的动物（如虾类）因缺氧窒息和机械压迫而死亡；对于常年生活于底质内部的种类如沙蚕、有壳软体类，它们中的绝大部分仍能生存；活动能力较强的种类受到惊扰后，将迅速逃离受污染的区域。

2.2.2溢油事故的影响

船舶事故引发的突发性溢油事故是对生态环境潜在的威胁。溢油事故会引起局部区域油浓度急剧上升，如不能及时处理，将对鱼类产生严重危害———损害浮游生物、底栖生物群落结构，危害鱼卵的孵化等，并影响到水产生物的使用价值。

2.2.3压载水的影响

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船舶压载水从卸货港压入后随船舶航行至装货港排出，多种细菌和水生动植物会存活于压载水中。虽然大多数外来物种的传播并无害处，但某些物种却会对迁入区的经济和环境造成灾难性的后果，贸易范围的扩大和船舶速度的提高增加了那些具有潜在破坏性的外来物种存活和传播的可能性。

2.2.4污水排放对海洋生物的影响

一般情况下港口企业本身向海洋中排放的污水较少，但存在部分非正常排放的可能。水运工程运营期间非正常排放污水主要导致海水中油类污染物质、氨氮和COD等增加。

2.2.5油类污染物质的影响

仅以石油为代表简述油类污染物质的危害。石油污染危害因其化学组成、特性及其在海洋里存在的形式而决定。在石油的不同组分中，低沸点芳香烃族对一切生物均有毒性，而高沸点的芳香烃则具有长效毒性。国内外许多的研究均表明高浓度的石油会使鱼卵、仔幼鱼短时间内中毒死亡，低浓度的长期亚急性毒性可干扰鱼类摄食和繁殖。

2.2.5氨氮

氨氮以两种形式存在海水中，一种是非离子氨，极易溶于水，对鱼类有毒；另一种是离子氨，对鱼类无毒。当氨通过鳃进入鱼类体内时，会直接增加鱼类氨氮排泄的负担，氨氮在血液中的浓度升高，血液pH随之相应上升，鱼类体内的多种酶活性受到抑制，并可降低血液的输氧能力，破坏鳃表皮组织，降低血液的携氧能力，导致氧气和废物交换不畅而室息。此外，水中氨浓度高也影响水对鱼类的渗透性，降低内部离子浓度。

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3．生态补偿措施

3.1施工期保护措施

3.1.1合理安排施工进度，确保作业安全，减少影响

合理安排施工进度，非特殊情况施工期不得延长，尽量在枯水季节完成水下施工作业。选用装载能力大的运输船舶，降低船舶往返频率，减少水体扰动、悬浮物增加对鱼类的影响程度。掌握合适的一次爆炸的用药量。其次在导爆方法上，尽量采用导爆索串并联的传爆网络和毫秒延期爆破方法。调查进行炸礁点周围有没有鱼类索饵区、产卵场、越冬场，整治的河道是不是主要鱼类的重要洄游通道，对于有洄游性鱼类通过需调查鱼类的洄游期，炸礁要避开鱼类集中的栖息地和洄游性鱼类的洄游期。尽可能将鱼亡量减少到最低程度。

3.1.2设置拦网，实行监测，采用生态修复措施

施工单位在与当地渔业部门协商的情况下，可考虑在炸礁和爆破作业前一天，在距炸礁点和爆破作业点中心上下游400 m 处分时设置拦网，炸礁和爆破作业后撤网。施工中建设方应主动与作业点附近的渔民就作业时间进行协商，以减少渔业资源损失。施工过程中发现珍稀水生动物，应立即停止。如发现有因施工行为而误伤的珍稀水生生物，应暂停施工并报告渔政部门共同处理。可采用河道、河型多样化的生态修复措施，设置人工产卵床，建设人工产卵场、栖息地和回游通道，以及人工放流等措施缓解。

3.2 人工繁殖鱼苗

人工繁殖鱼苗，待鱼苗长到一定长度后放回河道，让其在自然环境中生长的方式，也

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是目经常采用的大坝生态补偿措施。这种方法避免了因产卵场的丧失给鱼类带来的数目减少，保证了鱼苗的数量。

3.3 建立保护区

还可以考虑的补偿措施有鱼类栖息环境的恢复和再造，即通过工程措施使已被破坏的鱼类栖息地完全或部分恢复原有功能，或在其它区域选取环境相似的水域(如河道支流)进行改造，但再造栖息地对那些只在祖先产卵的地方产卵的鱼类是无用的。

3.4过鱼建筑物

3.4.1国外工程概况

鱼道这一概念的出现在西欧已有300多年的历史。最早的鱼道，是开凿在河道中的礁石、疏漩急滩等天然障碍以沟通鱼类的洄游路线。至上世纪晚期，鱼道数量明显上升，在北美有近400座，日本则有1 400余座。这些过鱼设施都是以过某种主要经济鱼类为目的，比如美国大西洋鲑鱼、鳟鱼，法国西鲱鱼和日本香鱼等。

世界上较著名的鱼道有美国的邦纳维尔坝鱼道、加拿大的鬼门峡坝鱼道、英国的汤格兰德坝鱼道等。

3.4.2国内工程概况

我国过鱼建筑物的建设和研究历史还很短。1958年在规划开发富春江七里垅水电站时，首次提及鱼道并进行了一系列的科学实验和调查。1960年黑龙江省建成了新开流鱼道，运行初期效果较好，以后在1962年又建成了鲤鱼港鱼道。1966年江苏大丰县斗龙港鱼道建

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成，并显现了很好的效益。到20世纪的80年代，我国建成的鱼道设施在40座以上，主要分布在江苏、浙江、上海、安徽、广东和湖南等省。国内鱼道的主要过鱼对象一般为珍贵鱼类、特有鱼类、鲤科鱼类和虾蟹等。近期新建的鱼道则有安徽巢湖鱼道、北京上庄新闸鱼道、西藏狮泉河鱼道、吉林珲春老龙口坝鱼道、曹娥江大闸鱼道等。已建的鱼道大多布置在沿海沿江平原地区的低水头闸坝上，故底坡较缓提升高度也不大一般在左右从资料分析来看国内的鱼道大部分运行不理想。

我国的鱼类洄游通道恢复工作始于1958年，据不完全统计，目前我国在各类水利工程中已建鱼道40～60座。在20世纪80年代，我国在葛洲坝水利枢纽建设时针对中华鲟的保护方式做了大量的研究，但最终采取了人工繁殖和放养的方法解决中华鲟等珍稀鱼类的过坝问题。在此以后我国在大江大河上修建大坝时几乎都不再考虑修建过鱼设施，导致鱼道研究工作在此后的年里基本陷于停滞状态。尽管对中华鲟采取的人工繁殖措施取得了一定成效，但仍反映出一定的问题。有关资料表明葛洲坝三个船闸的下游是鱼类聚集最多的地方，这说明过了这么多年许多鱼类依然要本能地过坝上溯。近年来，随着国家对生态环境保护的重视及行业和公众环保意识和社会责任感的增强，鱼类洄游问题开始受到关注。

3.4.3鱼道类型

根据国内外已建工程，鱼道的类型较多，按照枢纽位置可分为沿海型、沿江(内湖)型和中、低水头电站枢纽型三种。按照结构形式分为池室鱼道和槽式鱼道两种。其中槽式鱼道又分为3种：简单槽式、旦尼尔式和横隔板式。对横隔板式鱼道，按照隔板过鱼孔的形状及位置，又分为溢流堰式、淹没孔口式、竖缝式和组合式四种类型。

3.4.4鱼道设计注意事项

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(1)加强河段或区域生态环境特征代表性生物(鱼类)的研究，并加强其原型生境要素的监测；

(2)开展特征鱼类生态习性、游泳能力的试验和鱼道水力条件的研究；

(3)进行新型过鱼设施的研制和鱼类下行设施的研究；

(4)加强水工程(梯级水库)建设及投运对鱼类生存环境的叠加累积影响的研究；

(5)尽快建立一部过鱼设施规范，并将过鱼设施纳入河流健康运行评价体系，维护河流健康。

4．建议和对策

针对上述情况，水产部门应该首先自己高度重视积极行动，集中人力物力，加强救鱼工作的科研监测和艰苦细致的宜传，依法行政检查，据理力争，科学有序地把救鱼工作再度重视和开展起业。

首先 ，水产主管部门应投人一定经费，集中国内这方面的科研力量专家学者把救鱼工作应对决策实施办法在思想上统一起来，统一思想，统一认识，统一行动。

其次 ，在加强环保意识宜传新“渔业法”的同时，各地应依据法律大声呼吁，积极治理，坚决要求水利电力部门按中华人民共和国水利部1994年10月1日实施的国家行业标准《水库渔业设施配套规范》建设渔业增殖站。

最后 ，在高坝枢纽救鱼苦无良策的现状下，一定要吸取过去“毁林开荒”、“围湖造田”，

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如今又“退耕还林”、“退田还湖”的历史教训，最根本的办法是吁请国家在规划审订水利工程项目的时候要适度开发，每条江河应锁定一定范围河流上游为水产种质资源的自然保护区，不许兴建小水电，这在目前的情况下是最有效的方案。

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