本文对目前讨论和争议比较多的鱼道、江湖关系、三峡水库泥沙淤积和下游

简介: 本文对目前讨论和争议比较多的鱼道、江湖关系、三峡水库泥沙淤积和下游冲刷、中小洪水调度、生态调度等五个问题进行了梳理和分析,以期为更好地开展长江水生态修复工作思路

【能源人都在看,点击右上角加'关注'】北极星环境修复网讯:摘要水生态修复保护是修复长江生态环境的一项重要工作。

本文对目前讨论和争议比较多的鱼道、江湖关系、三峡水库泥沙淤积和下游冲刷、中小洪水调度、生态调度等五个问题进行了梳理和分析,以期为更好地开展长江水生态修复工作思路。

关键词 长江大保护;水生态 ;鱼道 ;中小洪水调度 ;生态调度作者:张云昌水利部三峡工程管理司巡视员总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上的讲话指出:“推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑,把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护、不搞大开发。

鱼道问题长江三峡水利枢纽兴建后, 长江宜昌—重庆段的航运条件得到了极大改善,加之水运成本低廉,该区段航运量骤增。

为此, 有关部门开始论证在三峡枢纽兴建第二船闸[1],由此,引发了有关长江修建鱼道问题的新一轮争论。

长江修建鱼道问题的第一次争论始于批准兴建葛洲坝水利枢纽工程,结束于1982年确定中华鲟鱼在葛洲坝坝下江段形成了新的产卵场和中华鲟研究所人工繁殖中华鲟成功,前后持续了十多年。

最后经专家研究确定“葛洲坝枢纽的救鱼对象,主要就是中华鲟;对于白鲟,在被论证明确为江海回溯鱼类时,也应加以救护;对其他没有受到严重威胁的鱼,没有必要拯救”。

专家们对于修建过鱼设施,主要包括鱼道、鱼闸、升鱼机、集运渔船等形式;建筑人工模拟产卵场;进行人工繁殖放流三种方式进行了深入研究, 最后确定了采取以人工增殖放流为主的技术方式保护中华鲟。

本次关于长江修建鱼道问题的争论主要是源于2013—2017年(除2016年外)均未监测到中华鲟自然繁殖,中华鲟的繁殖面临严峻形势, 环保部门、农业部门要求,在修建第二船闸时“补建过鱼设施”。

一部分专家认为中华鲟产卵亲鱼的数量少,常在底层活动,在江面宽、流量大、流速高的长江内,很难有机会找到过鱼设施入口。

即使一小部分亲鱼到上游自然产卵,还存在卵、苗能否成活, 幼鱼和亲鱼能否下坝等问题,因而反对修建鱼道。

另一部分专家认为上述问题可以通过优化设计和采取其他措施解决,要求修建鱼道。

一部分专家认为不需要,另一部分专家认为即便没有目标鱼种,为保护水生生物物种、生物多样性和渔业资源也应修建鱼道。

这场争论实际上涉及鱼道建设的基础理论问题:没有目标鱼种,需不需要修建鱼道。

江湖关系问题洞庭湖和鄱阳湖(以下简称“两湖”)在长江乃至全球生态系统和生物多样性等方面具有重要地位和独立价值,因此我们认为江湖关系(即长江与两湖的关系)是长江大保护中最重要的关系之一,而且随着生态文明观的推广,这种关系的重要性会越来越凸显。

江西省希望在鄱阳湖建闸解决秋冬季节干枯问题,为此做了大量的工作,并将项目列入了“十三五”规划, 但在评审阶段受到了何平教授等生态学家的强烈批评,没能通过评审,这一也使江湖关系问题成了长江大保护的一个热点问题。

尽管长江上游梯级水库的运行对两湖的影响机理不一致,但从表面上看似乎导致了相同的结果,两湖入湖总的水沙量减少,洪水期拦洪削峰,三峡水库蓄水导致两湖枯水期提前至9—10月,冬春季节两湖水位提升。

入库泥沙量减少,有利于延长两湖的使用寿命;洪水期拦洪削峰, 有利于减少两湖防洪压力;冬春季节水位抬升,有利于两湖地区人民的生产生活。

而枯水期提前,湖面缩小, 影响鱼类、鸟类生存,是其不利的一面。

需要指出的是两湖汛后伏秋季节干枯,个别年份出现极枯情景,原因是多方面的:一是两湖由于洞庭四水(湘江、资江、沅水、澧水)和鄱阳七河(赣江、抚河、信江、饶河、修河、昌江、乐安江)众多水库的层层拦截,入湖水量大幅减少。

以鄱阳湖为例,2006—2016年9—11 月平均水量与1990—2002年比较, 七河入湖总水量逐月分别减少23亿米3、16亿米3和-2亿米3(占比分别减少28.2%、28.5%、-3.5%)[4]。

据江西省鄱阳湖建设办公室的资料,仅2000—2001年湖区登记采砂量就达5.18亿吨[8]。

实测资料表明,鄱阳湖大量采砂导致都昌以下入江水道河槽最低高程在1998—2010年降低了2.15~10.57米[5-6]。

江湖关系的重要性还体现在对长江渔业资源和两湖留鸟、候鸟的影响[9]。

两湖是江湖洄游鱼类育肥的场所,从某种意义上来说,还是长江特有珍稀鱼类最后的避难所。

最近媒体报道,在赣江发现江豚群,证明长江、鄱阳湖、赣江目前的连通性尚好,江豚通过江湖连通扩大了生存空间。

同时,两湖还是欧亚大陆候鸟传统的觅食越冬地,每年约有100万只候鸟在此栖息。

长江三峡工程生态环境监测系统鱼类、鸟类监测重点站连续20余年监测表明,两湖水情变化以及与长江连通性的变化对江湖洄游鱼类和鸟类产生了一定的影响,但目前的数据和研究不足以得出更确切的结论,仍需继续加强监测和研究。

三峡水库泥沙淤积和下游冲刷问题由于三门峡水利枢纽工程泥沙问题的教训,在三峡工程论证期间,国家投入人力物力,对三峡工程是否会导致长江上游泥沙淤积问题进行了充分研究。

20世纪90年代以来,受上游水库拦沙、水土保持工程、降雨变化和河道采砂等影响,长江上游径流量变化不大,输沙量减少趋势明显[11]。

三峡水库蓄水以来,2003—2018年三峡入库主要控制站—朱沱、北碚、武隆站年平均径流量、悬移质输沙量之和分别为3739亿米3和1.48亿吨,较1990 年以前分别减小7%和70%,较1991— 2002年分别减少3%和59%。

三峡水库泥沙淤积明显减轻,且绝大部分泥沙淤积在水库145米以下的库容内, 水库有效库容损失目前还较小;涪陵以上的变动回水区总体冲刷,重点淤沙河段淤积强度大为减轻;坝前泥沙淤积未对发电取水造成影响。

在不考虑区间来沙的情况下,三峡水库蓄水以来水库淤积泥沙17.733亿吨,近似年均淤积泥沙1.138亿吨,仅为三峡工程论证阶段(数学模型采用1961— 1970系列年预测成果)的34%,水库排沙比为24.1%。

从淤积部位来看,92.5% 的泥沙淤积在145m高程以下,淤积在145~175的泥沙量为1.303亿米3,占总淤积量的7.5%,占水库静防洪库容的0.59%,且主要集中在奉节至大坝库段[12]。

在三峡工程修建前的数十年中,长江中下游河道在自然条件下的河床冲淤变化虽较为频繁,但宜昌至湖口河段总体上接近冲淤平衡,1966—2002年年平均冲刷量仅为0.011亿米3[13]。

受长江上游输沙量持续减少、河道采砂、局部河道(航道)整治等因素影响,长江中下游河道冲刷总体呈现从上游向下游发展的态势,目前已发展到湖口以下[14]。

2002年10月—2018年10月,宜昌至湖口河段平滩河槽泥沙冲刷24.06 亿米3 , 年均冲刷量1.46 亿米3 , 明显大于水库蓄水前1966—2002年的0.011亿米3。

其中,宜昌至城陵矶段河道冲刷强度最大,其冲刷量占总冲刷量的54%,城陵矶至汉口、汉口至湖口河段冲刷量分别占总冲刷量的20%、26%。

近年来, 坝下游冲刷逐渐向下游发展,城陵矶以下河段河床冲刷强度有所增大,城陵矶至汉口河段和汉口至湖口河段2012年10月—2018年11 月的年均冲刷量分别为5729万米3/年和5870万米3/年,远大于2002—2011 年年均冲刷量1141万米3/年和2536万米3/年。

整体来看,三峡水库泥沙淤积情况好于初步设计,不会发生像三门峡水利枢纽工程蓄水初期发生的问题,但三峡水库坝下游由于上游来沙量大幅减少,冲刷强度有所增大。

这一情况不但与复杂水沙情势有关,同时也和人类活动密切相关,需要在下一阶段加强坝下游特别是城陵矶以下河段冲淤监测与冲淤机理方面的研究工作。

随着坝下游河道泥沙冲淤的不断累积,今后坝下游河道的河势、崩岸塌岸等仍将有可能发生较大的变化。

同时由于长江中游堤防未经历大洪水考验, 一些潜在问题尚未暴露, 需开展持续监测和深入研究,提出应对措施。

根据三峡工程的来流量推算,中小洪水所对应的洪峰流量应不大于72300米3/秒。

但由于荆江的防洪标准相对较低,因此,在不降低三峡水库对荆江大洪水的防洪标准、不增加中下游防洪负担的前提下,对三峡洪峰流量在30000~55000米3/秒的洪水进行拦蓄,并称之为中小洪水调度。

三峡水库2009 年汛期以来, 依据水雨情预报,在荆江河段和城陵矶地区防洪压力不大,应中下游地方和航运部门的要求,多次对中小洪水进行了调度。

2009—2017年汛期, 三峡水库对洪峰流量在30000~55000 米3 / 秒入库洪水的拦蓄次数达到33 次,占总蓄洪次数的82.5%,蓄洪量893亿米3,占总蓄洪量的73%。

由于中国长江三峡集团公司对超过八成的洪水进行了调度,引起了学界的关注。

一旦汛期河道水位达到警戒水位,地方需要上堤查险,耗费大量的人力、物力, 增加防汛成本。

三峡与葛洲坝之间由于河道狭窄、水流湍急,船舶按照不同的主机功率大小, 在三峡下泄流量30000~45000米3/ 秒实施限制性通航, 下泄流量超过45000米3/秒两坝间停航。

但长江三峡工程实施中小洪水调度以来,一直受到一些专家的质疑。

清华大学教授周建军认为:“三峡工程规划防洪目标是保荆江安全相应减轻中下游其他地区防洪负担,这种防洪原则可保证一般情况下长江自然洪水节律不变,是最大限度保证中下游防洪安全和生态健康的最佳选择。

遗憾的是,现在三峡工程等的调度违背了论证确定的原则,不但使径流节律朝单一化方向发展,而且拦中小洪水显著加剧中下游河道冲刷。

”周建军教授建议:“要切实执行三峡工程规划确定的三峡工程防大洪原则,不拦中小洪水,不能只追求发电效益。

”在中国工程院组织三峡工程第三方评估时,一些专家也表示了对中小洪水调度的担心,中小洪水调度使中下游河段堤岸长期不能经受洪水考验,一旦有大的洪水可能导致极大的灾难。

可见,由于下游江段防洪水平较低以及中小型洪水的生态环境效应不明确等原因,当前关于中小型洪水问题仍存在不同的意见,亟须提高中下游的防洪标准,明晰中小型洪水的生态环境效益,分期优化中小型洪水的调蓄与拦截,更好地发挥三峡工程的效益。

生态调度的问题生态调度问题和前面的四个问题不是一个层面的问题,但笔者认为生态调度是水生态保护与修复的一个利器,值得深入研究和探讨。

从目前国内的实践来看,大致有两种调度模式被冠以生态调度之名。

二是水利部在福建召开的生态调度试点会,以保证水库下游生态基流为目标的调度。

笔者认为,这两种调度可称为狭义的生态调度。

中国长江三峡集团公司原总经理、三峡工程建设会办公室原副主任、水利专家陈飞关于生态调度的工作思路,即三峡工程运行要贯穿生态调度这一条主线,生态调度要以水文、生态环境这两项预测预报为基础,生态调度要贯穿于防洪、发电和航运三项重点任务之中,全年都要精心组织并实施生态调度,可以称之为广义的生态调度。

尽管生态调度定义的界定尚不清晰,但已往实践证明其效果显著。

2011—2018 年,三峡水库每年5—6月实施促进四大家鱼自然繁殖的生态调度试验, 共实施12次调度,其中2012年、2015 年、2017年、2018年分别调度2次, 其他年份调度1次,通过逐步增加三峡水库出库流量,人工调节模拟河流涨水过程,促进鱼类自然产卵繁殖。

监测结果表明,除2016年外,其他年份四大家鱼对生态调度形成的人造洪峰都有积极的响应[15]。

据估算,生态调度期间四大家鱼累计产卵量约8.08亿粒,占监测期间累计产卵量(21.14亿粒)的38.2%。

生态调度目前在国内外开展的时间不长,理论和实践基础均非常薄弱,在建设生态的文明新时代,亟须组织多学科的力量开展联合攻关,完善理念,丰富实践,进而制定重要河流生态调度的目标、标准、规程,实施生态调度,促进母亲河的生态保护与修复,为其他重要河流生态修复范例。


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