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张云昌:长江大保护中的五个水生态热点问题

更新时间:2022-09-18 00:24:02
作者: 张云昌 (进入专栏)  

   习近平总书记指出:推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑,走生态优先、绿色发展之路,使绿水青山产生巨大的生态效益、经济效益、社会效益,使母亲河永葆生机活力,要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。

   修复长江水生态首先要识别长江水生态存在的问题,本文对业界和社会关于长江水生态讨论和争议比较多的五个热点问题进行了剖析,主要包括鱼道、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。这五个问题是影响长江生态全局性、系统性问题,牵一发而动全身,认识这五个问题有助于我们做好长江水生态修复工作。鉴于长江水生态问题的复杂性,而且水生态修复是一门年轻的、综合性的应用科学,远没有达到成熟的程度,本文对个别争议较大的问题只是作了分析,并没有给出结论,请读者明鉴。

  

   一、鱼道问题

  

   三峡工程的兴建,极大地改善了长江宜昌—重庆段的航运条件,加之水运成本低廉,使该区段航运量骤增。2011年三峡船闸双向运输量已突破1亿吨,至2018年三峡船闸运输量已达1.38亿吨,然而,船舶在三峡船闸待闸平均时间已高达106小时。为此,有关部门开始论证在三峡枢纽兴建第二船闸[1],由此,引起了有关长江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中央批准兴建葛洲坝水利枢纽工程,结束于一九八二年调查确定中华鲟在葛洲坝坝下的产卵场和四川渔业研究所人工繁殖中华鲟成功,前后持续了十多年。争论的主要问题集中在两个方面:(1)救什么鱼?受葛洲坝阻隔和蓄水影响的鱼类主要是中华鲟,鳗鲡,铜鱼,圆口铜鱼,胭脂鱼,白鲟,四大家鱼和鳡、鳊等[2]。最后专家研究确定“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;对其它没有受到严重威胁的鱼,没有必要拯救”。(2)采取什么样的措施?专家们对于a.修建过鱼设施,主要包括鱼道、鱼闸、升鱼机、集运渔船等形式;b.建筑人工模拟产卵场;c.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。这场争论最后以如前所述葛洲坝坝下产卵场的发现和人工繁殖中华鲟技术的突破而结束。一九八二年十二月二十八日,杜润生,李瑞山,钱正英,何康,肖鹏,林一山同志联名向中央报送了《关于葛洲坝工程救鱼问题》的报告,最后的建议是“对中华鲟的补救措施可以不考虑建过鱼建筑物,以免造成经济上的严重损失浪费”。

   这一次的争论主要是由于2013年至2015年连续三年未发现中华鲟自然繁殖,2016年虽然监测到自然繁殖,但2017年又未监测到,中华鲟的繁殖面临严峻的形势,环保部门、农业部门要求,在修建第二船闸时“补建过鱼设施”。这次争论的问题主要也集中在两个方面:(1)修建鱼道对中华鲟保护是否有效?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,将难得有机会找到过鱼设施入口。而且,中华鲟成熟亲鱼个体很大,一般长2~3米,重300~400斤,能否顺利地进入和通过过鱼设施没有把握。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它措施解决,要求修建鱼道。(2)不为保护中华鲟是否也需要修建鱼道?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?没有目标鱼种,鱼道如何设计?这两个问题国内渔业专家也并未达成一致的认识。

   目前这场争论还在持续,有关研究和论证工作正在加紧进行。

  

   二、江湖关系问题

  

   洞庭湖和鄱阳湖在长江及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。

   江湖关系对洞庭湖、鄱阳湖而言,是特指长江与洞庭湖或鄱阳湖的关系,包括水量、能量、泥沙、污染物质的交换和水生生物在江湖间的游动等[3]。

   江西省希望在鄱阳湖建闸,已做了大量的工作,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,这一事件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,9-10月份枯水期提前,冬春季节两湖水位提升。这种影响对两湖来说应该是有利有弊。入库泥沙量减少,有利于延长两湖的使用寿命;洪水期拦洪错峰,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;9-10月份枯水期提前是其不利的一面。

   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、安乐江)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年与1990~2002年9-11月平均水量比较,七河入湖总水量逐月分别减少23亿m3、16亿m3和-2亿m3(占比分别为减少28.2%、28.5%和增加3.5%)[4]。二是两湖采砂导致出入江水道河槽降低。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2.15~10.57m[5,6]。2010年以后一些断面还在降低[7]。据江西省鄱阳湖建设办公室提供的资料,仅2000~2001年间湖区登记采砂量就达5.18亿吨[8]。

   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]。洞庭湖、鄱阳湖是我国首批列入中国国际重要湿地名录的自然保护区。洞庭湖有鱼类23科114种,鸟类41科158种。鄱阳湖共有鱼类122种,鸟类近250种[10]。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。两湖还是欧亚大陆候鸟传统的觅食越冬地,每年约有1000万只候鸟在此栖息。

   监测表明,两湖水情变化和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,但目前的数据不足以支撑得出结论,仍需继续加强监测和研究。

  

   三、三峡水库泥沙淤积和下游冲刷问题

  

   三峡水库上游来水、来沙情况。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]。三峡水库蓄水运用以来,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m3和1.48亿t,较1990年以前分别减小7%和70%,较1991-2002年分别减少3%和59%。

   三峡水库泥沙淤积情况。三峡水库泥沙淤积明显减轻,且绝大部分泥沙淤积在水库145m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t,近似年均淤积泥沙1.138亿t,仅为论证阶段(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%。水库淤积主要集中在常年回水区。从淤积部位来看,92.5%的泥沙淤积在145m高程以下,淤积在145-175m之间的泥沙为1.303亿m3,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]。

   坝下游水沙变化情况。2003-2018年,长江中下游各站除监利站年均径流量较蓄水前偏多3%外,其它各站年均径流量偏枯4%~7%,宜昌、汉口、大通站径流量分别为4092、6800、8597亿m3,较蓄水前分别偏少6%、4%、5%;宜昌、汉口、大通站年均输沙量分别为0.358、0.996、1.34亿t,较蓄水前年均值分别偏少93%、75%、69%。

   坝下游河道冲刷情况。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是接近冲淤平衡,1966-2002年年平均冲刷量仅为0.011亿m3[13]。2003年三峡水库蓄水运用以来,坝下游河势总体稳定。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冲刷24.06亿m3,年均冲刷量1.46亿m3,明显大于水库蓄水前1966-2002年的0.011亿m3。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m3/a和5870万m3/a,远大于2002-2011年年均冲刷量1141万m3/a和2536万m3/a。

   三峡水库坝下游冲淤规律十分复杂,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。同时,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,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。

  

   四、中小洪水调度问题

  

   在水利学上中小洪水一般指20年一遇以下洪水。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72300m3/s。但由于荆江的防洪标准相对较低,一般讲的中小洪水是指洪峰流量在30000~55000m3/s之间的洪水。

   中小洪水调度是指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30000~55000m3/s洪水进行拦蓄。

   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,应中下地方政府和航运部门的要求,多次对中小洪水进行了调度。2009~2017年汛期,三峡水库对30000~55000m3/s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m3,占总蓄洪量的73%。

   三峡总公司有关专家研究认为中小洪水调度有三大效益。

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本文责编:陈冬冬
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