水库枢纽工程主要环境问题及对策分析

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摘要：石漕沟水库枢纽工程面临的主要环境问题包括对中华鳖水产种质资源保护区的影响、对鱼类的阻隔影响、对减水河段水环境的影响、低温泄水影响等。工程设计通过论证并下放合理的生态流量、对保护物种进行增殖放流、优化主体设计方案、修建鱼道、采取分层取水设施、加强库区水环境保护等措施，有效减缓了工程带来的不利环境影响，并使区域生态环境得到改善。

关键词：水库枢纽；环境问题；水产种质资源保护；环境保护

1基本情况

石漕沟水库枢纽工程由引水工程、石漕沟水库工程、供水工程三部分组成，主要任务是为县城供水，受水区为中国阜平县城及阜东新区。石漕沟水库位于中国沙河的一级支流葛家台沟阜平镇石漕沟村，石漕沟坝址距葛家台沟与干流汇合处约1km，龙王庄引水枢纽坝址位于沙河干流龙王庄村下游约900m。石漕沟水库总库容2063万m3，龙王庄引水枢纽总库容134万m3，引水流量1.0m3/s。石漕沟水库工程主要永久性建筑物有拦河坝、鱼道、泄水建筑物、下游消能防冲设施、供水工程进水口、生态流量放空进水口、引水隧洞、供水隧洞、供水管线等。

2工程建设的主要环境问题

2.1引水工程影响中华鳖国家级水产种质资源保护区

石漕沟水库枢纽工程的引水工程为龙王庄引水坝，其坝址及库区涉及中华鳖国家级水产种质资源保护区实验区范围。阜平中华鳖国家级水产种质资源保护区位于中国河北省阜平县王快水库、王快水库—不老台村沙河河段（全长100km）、王快水库—羊道胭脂河河段（全长80km），保护区分为核心区和实验区。其中，核心区位于阜平县城—王快水库交汇口沙河河段、石猴—王快水库交汇口胭脂河河段及王快水库入库口—黄家坡、北古洞段，地理坐标在东经114°12′～114°30′、北纬38°45′～38°50′；实验区主要包括阜平县城—不老台沙河河段、石猴—羊道胭脂河河段及王快水库库区余部。阜平中华鳖国家级水产种质资源保护区主要保护对象是中华鳖，其他保护物种包括青虾、黄颡鱼、草鱼、鲫、鲤、鲢、鳙等。石漕沟水库工程建设单位应按照国家有关规定编制建设项目对水产种质资源保护区的影响专题论证报告，并将其纳入环境影响报告书。

2.2建库后产生减水河段

石漕沟水库枢纽工程引水坝位于沙河干流龙王庄处，石漕沟库区坝址位于沙河一级支流葛家台沟上，两个坝址建成后均将导致坝下河道天然径流量减少。龙王庄引水坝由于是溢流坝且引水流量仅1m3/s，较坝址处原多年平均天然流量4.1m3/s较小，对坝下沙河水文情势影响相对较小。石漕沟水库建成后坝下将形成5.2km的减水河段，其径流过程将有较大改变，对水生生态环境的不利影响需高度重视[1]。

2.3水库建设运行对水环境的影响

本工程环境敏感目标之一为王快水库饮用水水源保护区，其划分范围如下：一级保护区为王快水库正常蓄水位线以下全部水域，面积41km2。二级保护区范围为王快水库周边正常蓄水位线以上山脊线以下；大沙河王林口大桥以下至入库口河段，河流中心线两侧纵深1000m以内；北流河平阳大桥以下至入库口河段，河流中心线两侧纵深1000m以内；胭脂河广安以下至入库口河段，河流中心线两侧纵深1000m以内，总面积65km2。王快水库水源地保护区外划分了准保护区，范围界限选择在“沙河、平阳河、胭脂河等干支流主河道两侧1000m范围”。本工程龙王庄壅水坝、石漕沟水库工程均位于王快水库上游沙河干支流，属于王快水库准保护区。本工程虽不直接涉及王快水库饮用水水源保护区范围，但工程建设过程中废污水不经处理或未达标排放有可能影响地表水环境质量，对下游水源保护区带来不利影响[2]。石漕沟水库具有生活供水功能，为保障水库运行后库区水质满足供水需求，应采取运行期库区水质保护措施。

2.4水库建设将改变原河道水温的时空分布

石漕沟水库为稳定分层型水库。根据模型计算，5—9月存在较明显的水温分层现象，水库的形成将改变原有天然河道水温的时空分布，需重视低温水下泄对下游河流中华鳖、鱼类等水生生物产生的不利影响。

3环境影响减缓对策

3.1生态流量下泄

3.1.1龙王庄壅水坝

根据生态环境保护要求，工程施工期间坝址下游需保障一定流量的生态基流。工程施工导流期间，一期由导流明渠泄流，二期由永久底孔泄流，基本不改变基坑下游河道天然径流量。第三年11月永久底孔下闸后，水库开始蓄水，蓄水开始时间为第三年11月初，坝址处河道生态流量为0.41m3/s。水库蓄水初期拟采用临时泵站抽水的方式来保证生态流量的下泄。龙王庄壅水坝运行期枯水期（10—翌年6月）按0.41m3/s下放生态流量，丰水期（7—9月）按1.23m3/s下放生态流量。由于龙王庄壅水坝没有调节能力，若丰水期入库水量不能满足多年平均流量30%的要求，则按10%下放。3.1.2石漕沟水库根据生态环境保护要求，工程施工导流期间，由临时底孔泄流，基本不改变基坑下游河道天然径流量。第三年10月临时底孔下闸后，水库开始蓄水。水库蓄水初期拟采用临时泵站抽水的方式来保证生态流量的下泄，中、后期采用永久底孔下泄生态流量。枯水期生态基流为0.035m3/s，汛期生态基流为0.104m3/s。通过生态流量下泄措施，可保证工程实施后坝址下游天然河道不断流，满足坝下基本生态需水要求。

3.2建设鱼类及水生生物保护措施体系

为减缓水库工程建设对项目区鱼类及水生生物的影响，维护和恢复生物多样性，长期保持一定的鱼类种群规模，结合工程影响河段鱼类生物学及生态学特征，提出包括栖息地保护、过鱼设施、渔政管理等鱼类及水生生物保护措施体系。栖息地保护区有3处，河段总长约30km。过鱼设施经对鱼道、升鱼机、集运鱼系统、鱼闸、仿自然通道等方案进行综合比选后，推荐鱼道过鱼方式，鱼道总长约2900m，设计水头46m，槽身净断面尺寸1.5m×1.3m，水深1.0m。

3.3水环境保护措施

石漕沟水库具有生活供水功能，为了保证饮用水源运行期水质不受污染、水质满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准，应建立石漕沟水库饮用水水源保护区，划定保护区范围，成立保护区管理机构，采取严格的法律法规对饮用水源地进行保护，不得在水源地附近新建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目，并严禁在水库网箱养鱼等，确保污染源不得进入库区。定期对水库水质进行监测，及时掌握水质情况，以便采取合理的措施来防止水体污染；加强库周居民区、乡镇农村居住点的环境卫生管理；为保护水质，必须设置水污染管理机构，全面协调水环境保护工作，负责执行水源保护区有关法规，制定水污染防治措施，做好库区水质管理工作。

3.4采用叠梁门分层取水，减缓低温水下泄影响

根据分析计算，石漕沟水库为分层型水库，生态流量、水库放空为共用进水口，水库正常蓄水位至死水位落差42m，取水口分层取水主要考虑水温、泥沙和水质问题。水库直接通过生态流量及放空进水口向下游河道泄放生态流量，根据环保要求，生态流量需表层取水。本部位分层取水设施采用叠梁门方式，孔口尺寸为2.0m×2.0m，在最上游设置清污抓斗，在清污抓斗下游侧设置一拦污栅，拦污栅后布置分层取水闸门，闸门尺寸为2.0m×2.0m。分层取水闸门后接生态流量、放空钢管。在坝顶布置门机、清污抓斗门库、分层取水闸门库等设施。采用分层取水后，坝址下游葛家台沟于1km处汇入沙河干流，河水受太阳辐射、大气热量交换等作用，沿程水温得到一定程度的恢复，因此分层取水后石漕沟水库出库水温对下游水生生物影响较小[3]。

3.5增殖放流措施

龙王庄壅水坝的建设，影响了中华鳖上下游之间迁移和分布的同时，还会对中华鳖的生态环境造成直接和间接影响。坝上库区由于水位抬高，适应于中华鳖栖息的岸边生境面积会有所减少，同时坝下河流由于大坝运营期流量的控制，改变了部分河段生境类型和食物资源。这些因素都会影响到中华鳖种群数量，因此，需在库区和坝下河段进行增殖放流，确保中华鳖种质资源。除中华鳖外，保护区鱼类较多，多为小型鱼类，青虾为主要虾类。它们对水生态环境和繁育场所水文条件要求较低，同时多数物种具备较强的繁殖能力，所以选取青虾、鲢、鳙、黄颡鱼等部分经济鱼类作为增殖对象。对放流种类做好标记工作，以便于做好资源量的监测工作和及时发现问题，更加明确对中华鳖及保护物种的影响范围及程度，为更好地调整和实施增殖放流提供保障，保证增殖放流取得良好的效果。根据已批复的《石漕沟水库枢纽工程对阜平中华鳖国家级水产种质资源保护区影响专题论证报告》，为有效减缓和补偿工程建设对保护区内水生动物资源产生的影响，应对中华鳖等一些重点保护动物开展适当的人工增殖放流，以补充其种群数量和野生资源，进一步加强资源养护工作。放流时，有必要保证苗种来源于保护区或其上、下游河段。保护区主要保护对象是中华鳖以及青虾、黄颡鱼、草鱼、鲤、鲢、鳙等种类。石漕沟水库工程建设对以上7类生物资源分布和种群规模可能会产生一定的影响，应作为增殖对象（中华鳖按历年增殖放流数量每年6万只计）。增殖放流从水库工程蓄水后第二年开始，放流期限暂定为3a，每年放流1次，放流时间安排在8—10月。放流地点为龙王庄壅水坝水面、石漕沟库区及坝下沙河河段。石漕沟水库枢纽工程增殖放流规模，详见表1。

3.6中华鳖生境保护措施

（1）施工期应根据保护物种的繁殖特征，避开中华鳖及其他保护资源产卵期，要保证繁殖期产卵场需水量和生境要求，防止产卵场和孵育场受到破坏[4]。

（2）工程运营初期、枯水期需要对大坝以下河段进行监测。工程运营后下泄水量理论上满足中华鳖等保护种类生存需要，但由于各种不确定因素存在，下游河段水量是否满足这些种类的生长繁殖需求还需要实地调研，调研过程中如发现河水较浅、水流停滞等现象则需调整下泄水量以保证鱼类生存需水。

（3）保证保护种类繁殖期水量和水位稳定。在中华鳖产卵季节，控制下泄流量，以保证下游水文情势稳定。

（4）对当地民众做好宣传工作。河流的形成使得边滩浅水区域面积增加，有可能导致库区渔业资源更容易捕获，繁殖期捕捞将会使鱼类种群数量锐减，所以要对当地民众做好教育工作，树立生态保护意识。

（5）中华鳖生境的营建和恢复。由于工程建设，坝址上游河段变成深水库区，造成中华鳖的生境面积减少，同时也改变了坝址下游河段地区中华鳖的栖息地和繁殖场所。因此，根据中华鳖生活习性和繁殖要求，有效进行中华鳖生境的营建和恢复十分必要[5]。在龙王庄库区滨岸带，减缓坡度，恢复水生植被，增设以沙质为基地产卵场和抚育场。坝下河段，采取有效工程，增加河水漫淹面积，设置深潭和浅滩区域，保证枯水期水源，恢复沙质底质，恢复水生植物。中华鳖生境恢复由保护区的管理部门负责实施。

3.7其他水生保护措施

3.7.1库区渔业应以土著鱼类增殖为主

从保护生物多样性的长远利益来考虑，应当遵循保护区管理的内容，即严格限制物种引进，库区渔业要以土著鱼为主，靠自然增殖的产量收获。

3.7.2增强公众保护意识

生物多样性的保护已成为全球关注的焦点。保护生物多样性，决策者、管理人员和科技工作者在缺乏公众支持的情况下不可能延缓生物多样性的损失，所以需要通过宣传、教育和培训等多途径的努力来增强公众对生物多样性的认识。

3.7.3强化渔政管理

由于疏于管理，电鱼、炸鱼、毒鱼等违法违规捕捞屡禁不止，放任自流致使渔业资源明显趋于衰退，管理部门应该根据本地区鱼类繁殖季节和生长特性，制定禁渔期、禁渔区、网目大小及捕捞目标的规格等。所有这些，应成为管理中的重要内容。根据工程特点，建议采取以下生物保护的减免措施。

（1）从生物学方面考虑应采取的措施，包括施工时尽量避开鱼类的主要洄游、产卵季节，避开产卵区域或鱼类幼鱼生长区域。

（2）为避免工程弃渣对水环境和水生生物的影响，弃渣场周围应设置挡渣墙、截水沟和排水沟，以避免水土流失造成水质污染和影响水生生物栖息环境，尤其应注意保护工程影响河段深潭的原生自然状态。

（3）为避免人为活动干扰生态环境，应加强施工人员卫生管理（如个人卫生、粪便和生活污水），避免生活污水的直接排放，尤其禁止抛弃有毒有害物质，减少水体污染。加强施工及管理人员水生生态保护宣传，树立良好生态保护意识。制作相关环境保护手册、警示牌、管理制度等，严禁施工人员捕捉河道鱼类等。

（4）对施工围堰内鱼类要及时捕捞、暂养、救治，并放归河道。截流、蓄水期间下游出现减水情况前，要通知并配合渔业主管部门启动应急保护机制，禁止在减少河段捕捞或限捕，对搁浅、受伤的鱼类及时救护，最大限度降低相关影响。

4结语

石漕沟水库枢纽工程属于引调水工程，影响范围较广，如何解决工程建设带来的环境问题十分重要。工程设计以满足生态需求为导向，以环境优先为原则，充分重视面临的环境问题，通过优化水库开发方式、工程布置、施工方案等，力争使工程对环境的影响得以避免或降低到可接受程度。本工程引水枢纽涉及阜平国家级中华鳖水产种质资源保护区的实验区，需编制种质资源保护区影响论证专题报告，并通过农业农村部渔政管理局审批，经采取中华鳖及鱼类增殖放流、确保生态流量下放、修建鱼道等相关环保措施后，可以有效减缓工程带来的不利环境影响。

参考文献

[1]王斐，赵晓微，周璐.水利设计中的生态理念应用[J].吉林农业，2015（2）：67-68.

[2]蔡宝宙.试论生态理念在水利工程设计的应用[J].建筑工程技术与设计，2016，20：194-196.

[3]龚文婷.水利水电工程对生态环境的影响分析与对策研究[J].江西建材，2016，35（13）：127-130.

[4]郭秀云，王胜，吴必文，等.环境温度对水产养殖定量化影响的研究[J].安徽农业科学，2007，35（24）：7498-7499.

[5]郝玉江，蔚连玲，杨振才，等.中华鳖对养殖环境的生态需求及调控措施[J].河北师范大学学报，2002，26（3）：305-308.

作者:孙瑞 王莉 晁立强 单位:中水北方勘测设计研究有限责任公司