洄游 (mitigation)这个词对于许多读者来说并不陌生。由于许多鱼类的索饵、产卵及越冬在不同的水域环境中进行,故这些鱼类具有周期性地主动集群,定向地在不同水域间进行迁徙活动的特征,这一特征行为我们称之为洄游(图14-74)。洄游通道的恢复就是指根据不同鱼类的洄游习性在其洄游路线上人为地增设一定辅助设施,帮助其完成洄游行为。这种恢复措施可以缓解水电站以及水坝等对洄游路线造成的影响。根据鱼类洄游方向的上行和下行的不同,其主要措施包括上行过鱼设施鱼道、集运鱼船、鱼闸和升鱼机以及下行过鱼设施物理栅栏和行为栅栏,以防止鱼类进入水轮机受到伤害,同时建造表层或侧、下辅助通道等让鱼类安全通过水坝 (常剑波等,2006)。
图14-74 鱼类洄游图片 (来源: 国家地理杂志)
鱼类洄游周期示意图
索饵场: 鱼类和虾类等群集摄食的水域。主要位于河口附近海区及寒暖流交汇处。该水域有机质和营养盐类丰富,饵料生物繁生,鱼类常群集进入索饵、生长、育肥。索饵场是渔业生产的良好作业区。 越冬场: 鱼类和虾类等冬季群集栖息的水域。因种类的适温要求不同,越冬场的位置各异。一般多为低纬度的暖水域深水区。越冬时间一般为12月至翌年3月。越冬场也是渔业捕捞的重要场所,要加强管理,防止捕捞过度。 索饵场和越冬场是重要的捕捞场所,对于恢复渔业资源来说,应当注重加强鱼类捕捞的管理,防止过补,同时应当维持此处区域内海水质量以及气候物理条件的稳定,为鱼类等提供良好的生长环境。 (一) 背景 洄游通道恢复的案例选择德国易北河 (Elbe)的渔梯建设。易北河位于德国境内(图14-75),其水流源自于捷克,全长700 km,只有在恢复位置盖斯特哈赫特(盖斯特哈赫特)处有一水坝。1989年,在坝的南岸建造了一处洄游通道 (图14-76),但是由于构造和水文学上的缺陷,鱼类的洄游数量没有明显的提升。因此,该处的电力公司在2009年建立了一个附加的双槽沟槽式渔梯 (图14-77)来解决这一问题。
图14-75 恢复地位置图
图14-76 早期在盖斯特哈赫特水坝的南岸构建的洄游通道
(二)恢复措施 新的洄游通道的建立是为了保护当地的鱼种,确保鱼类能够找到并使用这一通道。即使有其他水文因素影响的情况下,该通道也能达到每年300天的使用率。所以每一个物种的游泳能力。形态学特征以及洄游通道的物理容量均需要被考虑到。渔梯的设计情况如下。 (1)渔梯的入口直接设计于水坝底部,以确保上行洄游鱼类不至于死亡。 (2)在洄游通道上建立一个额外的排水口,其流量能够达到0.3 m/s的速度。这一设计有助于渔梯不在未来受到潮汐等影响。 (3)通过一个五向斜槽使水流流向渔梯尾部,完成尾水排放; 其水坝的水流阈值为10 m3/s。 (4)双槽洄游通道由49个盆状下凹组成,每个宽16 m,长9 m。两槽之间的分割墙宽1.2 m。这些尺寸能够满足成年欧洲鲟鱼 (Acipenser sturio)游泳。 (5)洄游通道的水文学特征亦经过评估,使游泳能力不足的鱼类如胡瓜鱼(Osemrus eperlanus)等能够在水流速度达到最大的时候 (1.4 m/s)伴随水流进入沟槽。 (6)沟槽的盆状结构为鱼类提供了缓冲区域,使其在电厂达到最大功率时,受到的干扰程度最低。
图14-77 在盖斯特哈赫特水坝北岸的双槽洄游通道
(7)一个连续性的水流路径与550 m长的沟槽结构相连接,能够通过5个附加的注水设施维持至少0.3 m/s的水流速度。 (8)圆形的鹅卵石 (直径15 cm左右)被置于沟槽下,以减弱水流的影响并保护微生境。 (9)在渔梯入口处,增加了4个鳗鱼渔梯,以帮助不能通过沟槽的欧洲鳗鱼进行上游迁移。 (三)恢复评估及后续管理 在工程后期,建立观测站点 (图14-78),以方便对洄游通道运作的监测。许多物种通过这种双槽通道进行洄游,其中包括许多濒危物种,如白鲑(Coregonus sp.)等。因此,我们可以总结出,这种恢复方式能够改善因水电站等建立导致的鱼类洄游通道受阻的状况。但是在未来具体的实践中,仍需我们就恢复的具体环境做出具体的调查以确定恢复方式。
图14-78 后期观测站的建立