賈 超，黃 壘

（長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北武漢430010）

近年來，長江及其支流等對水能資源開發(fā)步伐的加快推動了國民經(jīng)濟的發(fā)展，但同時給流域生態(tài)環(huán)境帶來了影響，使魚類棲息地縮小、洄游路線阻斷、產(chǎn)卵場破壞、棲息環(huán)境發(fā)生了變化。為了保護水生生物及魚類等自然資源，我國開展了相應(yīng)的保護工作，除建立各級自然保護區(qū)、禁漁區(qū)、規(guī)定禁漁期以及加強漁業(yè)執(zhí)法工作力度外，在重要流域還相繼建設(shè)了魚類增殖放流站，對野生魚類進行人工馴化和人工繁育，并進行人工增殖放流，以補償流域的水生生物資源。目前我國水電站及其魚類增殖放流站常常位于山區(qū)，場地高差大，取水難度高，能源消耗大。因此，如何建設(shè)既符合水電行業(yè)現(xiàn)實情況，又滿足增殖放流技術(shù)要求的魚類增殖放流站，是水電工程建設(shè)管理單位面臨的新課題。

1 烏東德水電站概況

烏東德水電站位于四川會東縣和云南祿勸縣交界的金沙江河道上，是金沙江水電基地下游河段4個水電梯級的第一梯級，是世界第七大水電站，上距觀音巖水電站253 km，下距白鶴灘水電站180 km。電站裝機容量1 020 萬kW，平均年發(fā)電量約389.3億kW·h。

2 白鶴灘水電站概況

白鶴灘水電站位于云南省巧家縣大寨鎮(zhèn)與四川省涼山彝族自治州寧南縣六城鎮(zhèn)交界的白鶴灘，上游與烏東德梯級電站相接，下游尾水與溪洛渡梯級電站相連，是金沙江下游河段4 個水電梯級的第二級，是世界第二大水電站，距寧南縣城75 km。上游距巧家縣城約41 km，距烏東德壩址約182 km；下游距溪洛渡水電站約195 km，距宜賓市河道里程約380 km。初擬電站裝機容量1 600 萬kW，多年平均發(fā)電量641 億kW·h。

3 金沙江烏東德白鶴灘水電站魚類增殖放流站概況

《金沙江下游河段水電梯級開發(fā)環(huán)境影響及對策研究報告》對金沙江下游梯級水生生態(tài)保護措施提出了總體規(guī)劃布局，金沙江烏東德白鶴灘水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程選址于烏東德水電站右岸下游施期緩坡上，東、南側(cè)為臨江陡坎，北側(cè)為沖溝，西側(cè)有施工道路相接，距烏東德水電站壩址約4.6 km。場地內(nèi)高程約855～940 m，場地內(nèi)坡度約1/3～1/5，從金沙江提水高程約100 m，場地內(nèi)有少量民房和大面積芭蕉林、花椒林。工程總用地面積77 078 m2，建、構(gòu)筑總面積17 041.7 m2，竣工結(jié)算18 620.54 萬元，該增殖放流站在2015 年03 月建成投入使用。

該項目克服了山區(qū)坡地坡度大、場地狹窄、取水高差大等難題，增殖站采用國內(nèi)領(lǐng)先的循環(huán)水為主、流水為輔的養(yǎng)殖模式，充分利用地形高差，并采用地埋式養(yǎng)殖池，實現(xiàn)節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能的環(huán)保理念。該站的建成充分體現(xiàn)水電建設(shè)者嚴格貫徹生態(tài)環(huán)保的宗旨和保護金沙江下游珍稀特有魚類資源的決心，同時也為烏東德水電站的核準工作奠定了基礎(chǔ)。

4 增殖放流工藝設(shè)計

4.1 工藝流程

根據(jù)烏東德水資源狀況，按照“節(jié)約人力、能源和水資源”的原則，同時兼顧部分野生魚類的生活習(xí)性，采用“以循環(huán)水養(yǎng)殖模式為主，流水養(yǎng)殖模式為輔”的混合養(yǎng)殖模式，近期主要進行長薄鰍、齊口裂腹魚、圓口銅魚、鱸鯉的增殖放流；長鰭吻鮈、四川白甲魚、裸體鰍鮀、前臀鮡則作為中長期增殖放流對象，在馴養(yǎng)繁育和苗種批量生產(chǎn)技術(shù)突破后進行增殖放流，以滿足烏東德魚類增殖站放流魚類苗種培養(yǎng)和野生親魚馴養(yǎng)規(guī)劃。

工藝流程：親魚篩選→魚類檢疫→親魚馴養(yǎng)和繁殖→苗種培育→人工放流。放流整個工作流程詳見圖1。

4.2 養(yǎng)殖模式

4.2.1 循環(huán)水養(yǎng)殖模式 養(yǎng)殖用水經(jīng)過初濾、沉淀、臭氧消毒和微濾等處理程序后再供養(yǎng)殖系統(tǒng)使用。養(yǎng)殖系統(tǒng)將采用半封閉式低耗高效的水處理技術(shù)，養(yǎng)殖廢水經(jīng)地埋式水處理設(shè)備進行處理后排放，詳見圖2。

圖2 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水流向圖

4.2.2 流水養(yǎng)殖模式 考慮到部分野生魚類適應(yīng)稀養(yǎng)的生活習(xí)性，設(shè)計部分室內(nèi)、室外流水魚池和室外大型微流水魚池，外排水經(jīng)地埋式水處理設(shè)備進行處理后，達標排放，詳見圖3。

圖3 流水養(yǎng)殖系統(tǒng)水流向圖

4.3 繁育參數(shù)設(shè)計

根據(jù)野生親本、魚卵、魚苗和魚種各階段的成活率，且考慮各種風(fēng)險，金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站所需要的親本數(shù)量參數(shù)選取如表1 所示。

4.4 設(shè)計重難點及解析

一是場地高差大，取水困難，能耗高。本項目養(yǎng)殖用水水源是從金沙江抽水和施期山泉水，在山泉水供應(yīng)充足的情況下優(yōu)先使用山泉水。2012 年11月對山泉水進行水質(zhì)檢測，根據(jù)檢測結(jié)果山泉水可直接用于流水養(yǎng)殖。從金沙江分兩級提水，第一級將江水抽入沉淀池，采用纜車取水方式，水位變化適應(yīng)性高，經(jīng)過初步沉淀后，供流水養(yǎng)殖的部分直接泵入（第二級）流水蓄水池進一步沉淀后直接使用。

表1 親本數(shù)量參數(shù)選取

采用兩種水源供水的方式，減輕了江中取水的能耗，利用兩級取水的形式，降低了江中取水的難度，采用變頻供水系統(tǒng)，大大降低了養(yǎng)殖供水的能耗和管理難度，有效提高了養(yǎng)殖效率和成活率[1]。

二是養(yǎng)殖過程對水質(zhì)、水溫、光線要求高，工藝設(shè)計難度大。由于水質(zhì)的好壞直接關(guān)系到魚類能否存活、生長，特別是在循環(huán)水集約化養(yǎng)殖條件下，水質(zhì)控制至關(guān)重要。野生親魚馴養(yǎng)階段對水質(zhì)和環(huán)境的要求很高，要求水體大，溶氧充足。如水體較小，親魚可能停止性腺發(fā)育，甚至退化。小水體環(huán)境變化波動較大，不利于親魚的馴養(yǎng)和培育。金沙江中上游的魚類性腺發(fā)育需要流水刺激，為滿足親魚性腺發(fā)育的要求，通常需要人工模擬江河水流，這些對水處理、溫度控制、水池設(shè)計、養(yǎng)殖車間的設(shè)計提出了很高的要求。

設(shè)計蓄水池及各種養(yǎng)殖構(gòu)筑物均采用埋地或半埋的形式，局部設(shè)置遮陽棚、恒溫?zé)岜孟到y(tǒng)等，保證水體溫度，提高魚苗魚種成活率。通過對循環(huán)水養(yǎng)殖池進行仿真計算，對地下魚池與地面魚池進行對比分析，地下水池在水溫穩(wěn)定性方面具有明顯的優(yōu)勢，采用地埋式循環(huán)水養(yǎng)殖池，池水溫度受外界氣溫影響相對更小，池水溫度更接近水源溫度。當魚類增殖站水源采用河水時，地下式魚池各月水溫增幅較地面式魚池水溫增幅減小達10%左右，同時水溫的年變幅也相對更小。當魚類增殖站水源采用泉水時，地下式魚池各月水溫增幅較地面式魚池水溫增幅最大可達20%左右，同時水溫的年變幅也相對更小。

山泉水供循環(huán)水養(yǎng)殖部分經(jīng)臭氧消毒、沉淀和曝氣處理后自流到各個用水點。同時，對進入循環(huán)水系統(tǒng)的江水進行嚴格預(yù)處理，通過二次沉淀、臭氧消毒和微濾結(jié)合，以確保在高密度養(yǎng)殖條件下魚類的健康。循環(huán)水水源綜合預(yù)處理措施在國內(nèi)魚類循環(huán)水養(yǎng)殖中尚屬首次應(yīng)用[2]。

三是在魚種循環(huán)水養(yǎng)殖中采用生物循環(huán)，率先借鑒國際先進的養(yǎng)殖循環(huán)水分流處理設(shè)計方案，并加以改進，使其適合于我國的經(jīng)濟條件。將圓形魚池周圍設(shè)計成環(huán)繞式雙向回流多級生物過濾器，結(jié)合高效軸流水泵推動水流循環(huán)。該設(shè)計大大降低了能耗，提高了生物處理效率（在水泵同等功率條件下，通過生物過濾器的單位時間水流量比高位生物濾池配置離心泵提高5 倍）。同時，由于流速的加大，以及結(jié)合生物濾池中的充氧措施，大大降低了因微顆粒物質(zhì)沉淀產(chǎn)生的堵塞，避免了生物過濾器內(nèi)溶氧不足造成系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險。

四是在魚種循環(huán)水養(yǎng)殖中，顆粒物質(zhì)分離時采用“一站式”處理方式，大幅度降低循環(huán)水泵能耗。絕大部分顆粒物質(zhì)在環(huán)流水向心力的作用下，從養(yǎng)殖池中央底部出水管和回水管流入微濾機統(tǒng)一處理，這部分循環(huán)水采用“一站式”殘餌糞便集中處理方式，將回水和進水兩臺水泵合并為1 臺，經(jīng)微濾機過濾后的循環(huán)水直接與水溫調(diào)節(jié)設(shè)備以及紫外消毒器連接，這些措施能降低系統(tǒng)中循環(huán)水泵能耗。

循環(huán)水排水采用雙出口“防傻”設(shè)計，其最低位的魚池排空閥由技術(shù)主管直接監(jiān)督和控制，以避免因員工操作失誤放空池水，造成魚類大量死亡。采用回水管沖洗設(shè)計解決了回水管中積污的問題[3]。

五是在環(huán)形親魚池設(shè)計中，采用原創(chuàng)的生物過濾與造流一體化設(shè)計、增氧氣頭更換設(shè)計、排污分點集中化設(shè)計以及國內(nèi)先進的新型潮汐式過濾器設(shè)計。環(huán)形河流養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)采用多個重力開放式過濾器，配置軸流泵推動表層水以及潮汐式過濾器配置小型潛水泵推動底層水，形成環(huán)流，模擬自然河流生態(tài)水流條件，生物過濾與造流一體化。設(shè)置多個與總排污管連接的分支管，便于連接水底吸污機器人自動進行環(huán)形池底清污。新型潮汐式過濾器的設(shè)計，將潮汐式過濾器排水管伸入水底，起到環(huán)形池底層造流作用。

六是采用原創(chuàng)新型檢疫設(shè)施。檢疫系統(tǒng)采用內(nèi)圈靜水區(qū)和外圈環(huán)流區(qū)結(jié)合。隔離墻設(shè)計成花墻式，供魚類棲息和躲避。采用潮汐式過濾器推動外圈形成環(huán)流，既處理了水質(zhì)，又推動了水流。

5 結(jié)論

金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程對減輕整個流域水電開發(fā)造成的水生生態(tài)影響，做好水電站魚類增殖環(huán)保工作，實現(xiàn)水電開發(fā)與生態(tài)保護持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。該站的養(yǎng)殖設(shè)施完全能夠滿足105 萬尾魚苗魚種及數(shù)千公斤野生親魚的馴養(yǎng)培育，為魚類資源恢復(fù)和江河生態(tài)環(huán)境保護提供了技術(shù)上和物質(zhì)上的保證，作為圓口銅魚、長鰭吻鮈、四川白甲魚、裸體鰍鮀、前臀鮡等金沙江珍稀特有魚類的人工繁殖技術(shù)科研基地，為保護長江上游珍稀特有魚類資源起到重要作用。

金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程的建成運行切實恢復(fù)了金沙江流域的魚類資源量，有效恢復(fù)了金沙江的水生生物資源。為調(diào)查白鶴灘、烏東德水電站的修建對金沙江流域水生生物環(huán)境造成的影響，以及增殖放流活動對恢復(fù)水生生態(tài)環(huán)境的效果提供了條件。通過對珍稀特有魚類進行監(jiān)測，調(diào)查這些魚類的種類組成、種群結(jié)構(gòu)、種群資源量在庫區(qū)蓄水前后的對比情況，了解人工增殖放流對水生魚類的種群恢復(fù)效果，并進一步分析水電站對水生生物的影響，為魚類增殖站的建設(shè)和運營提供了有效指導(dǎo)。

金沙江白鶴灘烏東德水電站珍稀特有魚類增殖放流站工程中創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能的綠色環(huán)保設(shè)計，有效保障了增殖放流量，該站于2015 年3 月順利進行了首次放流，為工程順利建設(shè)提供了強有力的技術(shù)支撐，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。該工程有助于促進水電行業(yè)魚類增殖放流站工程技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，為同類工程設(shè)計提供了寶貴的參考資料，對推動水電行業(yè)魚類增殖放流站工程的發(fā)展具有積極意義。