引江济淮某泵站工程对长江水生态影响分析及保护措施

张文平

(安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230088)

引江济淮工程从长江干流左岸西兆河凤凰颈引江枢纽和菜子湖枞阳引江枢纽分别取水、双线引江，西兆河引江线路和菜子湖引江线路引水设计流量分别为150m3/s，引江总规模300m3/s。西兆河引江线路自凤凰颈泵站经西河、兆河入巢湖。凤凰颈泵站于1991年建成，是以排泄巢湖流域西河洪水和引江灌溉为主的大型排引结合的闸站枢纽工程，具有自排、自引、机排、机引等4种功能，设计抽排流量240m3/s、提水灌溉流量200m3/s。凤凰颈泵站长江侧为安徽铜陵淡水豚国家级自然保护区。

1 泵站现状

现有凤凰颈泵站是灌排结合的大型水利工程，于1991年3月投入运行。泵站主要功能为解决巢湖及西河流域洪水出路以及干旱年份为巢湖提供水源。

由于供水对象及保证率的不同，引江济淮引江设计净扬程4.74m高于原灌溉引水净扬程3.74m。根据引江济淮设计条件复核现状凤凰颈泵站引江能力，结果表明：现状机组只有2台水泵可以正常工作(总引江流量约70m3/s)；4台ZL39- 3型水泵由于净扬程变大，水泵对应的气蚀余量相应增加，造成水泵叶轮淹没深度增大，现状水泵叶轮安装高度不能满足要求，且根据水泵装置性能曲线在最高扬程工况下装置已处于曲线外，不能稳定运行。水泵和电机不能适应引江济淮规划参数的要求，现状泵站机组不能满足引江150m3/s的设计要求，因此需要对泵站进行技术改造。

2 工程设计方案环境比选

为满足凤凰颈泵站的引江、排涝及灌溉等要求，在进行机组改造、建设影响补偿泵站、原址改建等不同方案的比较研究的基础上，形成2个主要设计变更方案。

2.1 机组改造方案(方案一)

凤凰颈泵站机组改造方案，需补偿因水泵叶轮直径减小而减小的流量问题，有以下2种方案解决流量不足问题：

(1)在凤凰颈排涝闸新建泵站中解决。凤凰颈新站拟建于现状凤凰颈闸位置，距离凤凰颈站约5km，其主要任务是抽排西河洪水，设计排洪流量150m3/s，安装6台套立式轴流泵，配套电机功率1800kW，总装机容量10800kW，泵站布置于距现状排涝闸内河侧约230m处，利用原有渠道排水。该站正在建设。

(2)对老站进行扩建。现老站装机为6台，机组改造后仍为6台，为满足排涝要求，在改造原站基础上，扩建2台机组。为使排涝进水前池内水流平稳，采用对称扩孔形式，在老站泵站房左右两侧各扩建一孔，扩孔孔径、结构形式等与老站一致，同时对上下游翼墙、检修间、副厂房等重建。扩建方案需开挖现有堤防进行施工，因此需在长江侧填筑施工围堰。

2.2 原址改建方案(方案二)

利用现状凤凰颈泵站作为进、出水口，在原前池内重建泵站。该方案将老站改造成防洪闸，利用现有闸门防洪，将安装孔顶板全部封闭，形成上下2层出水涵洞。在老站与新建泵站之间，设置压力水箱，将新建泵站布置成堤后式泵站。站址处河道顺直，进水渠利用现有河道。

方案一凤凰颈排涝闸新建泵站方案需对长江侧引渠进行疏浚、拓宽和挖深。对老站进行扩建方案需在长江侧填筑施工围堰，两个方案均需在长江侧通江水道动土施工，夹江与铜陵淡水豚国家级自然保护区核心区直接连通，工程施工活动产生的悬浮物可能会对水质产生一定的影响，从而影响淡水豚栖息生境；施工区离保护区较近，施工机械设备和混凝土拌和系统的固定噪声源、运输车辆的流动噪声源对淡水豚有一定惊扰。

方案二靠近长江侧通江水道未动土，土建改造工程均在西河侧泵站前池内，距离保护区最近边界约300m，并且有原凤凰颈排灌站相隔，对长江侧水质基本无影响。由于距离保护区最近边界约300m，施工噪声对淡水豚影响也较小。设计方案不改变凤凰颈引江枢纽的引江规模和工程任务，其对保护区生态影响可控制在原设计方案影响范围内。

通过以上分析，方案二较方案一对铜陵淡水豚国家级自然保护区影响小，方案二不直接涉及铜陵淡水豚国家级自然保护区，在当前长江大保护背景下，不突破原工程批复环境影响，确保保护区临江侧不新增不利环境影响。从环境角度考虑推荐方案二。

3 对长江淡水豚保护区的影响分析

3.1 与自然保护区区位关系

在铜陵淡水豚自然保护区设立前，凤凰颈闸于已1991年建设完成，其主要作用为排泄溪河流域洪水和引江灌溉。2000年铜陵淡水豚自然保护区设立，并将凤凰颈闸所在的长江大堤作为其核心区的外边界。2006年国务院办公厅文件国办发〔2006〕9号《国务院办公厅关于山西五鹿山等22处新建国家级自然保护区名单的通知》中包括安徽省铜陵淡水豚国家级自然保护区，升级为国家级自然保护区。2006年安徽省环境保护局文件环然〔2006〕101号《关于铜陵淡水豚国家级自然保护区面积、范围及功能分区等有关事项的通知》划定了保护区的面积和范围。2015年6月，《安徽铜陵淡水豚国家级自然保护区总体规划2015—2024》报告中明确提出，凤凰颈站“毗邻保护区北岸，不在保护区范围内”。2018年自然保护区管理部门根据环保督查及安徽省环境保护厅要求进行了勘界定标并进行了备案，根据勘界定标范围，凤凰颈泵站及其前池、拦污闸不在铜陵淡水豚国家级自然保护区内。本次设计方案土建、施工等工程均不在自然保护区范围内，靠近长江侧通江水道未动土，土建改造工程均在西河侧泵站前池内，距离保护区最近边界约300m。设计方案不改变凤凰颈站引江规模，对保护区生态影响也在原设计方案影响范围内。凤凰颈站、工程设计方案与保护区位置关系示意如图1所示。

图1 凤凰颈站、工程设计方案与保护区位置关系示意图

3.2 对长江江豚的影响

3.2.1施工期

长江江豚对涉水工程较敏感，涉水工程产生的水下噪音、水质污染、栖息地破碎化、沙洲和流态改变和直接伤害等均会对江豚造成明显影响。

涉水施工扰动水体，造成施工区及其扩散区水环境污染，施工期围堰、打桩和护岸等过程会扰动河床和底泥，造成施工周边水域悬浮物局部剧增，泥沙、砂石等悬浮使水体透明度下降，从而影响水体中初级生产者的光合作用，造成饵料生物丰度的下降，施工产生的不利因素将进一步影响鱼类摄食和生长发育，造成渔业资源损失，进而使长江江豚的饵料资源下降。

白鱀豚和长江江豚发声的频率都超过100kHz，长江江豚对45～139kHz的声音极其敏感[2- 3]，白鱀豚对16～48kHz的声音极其敏感[4]。此外，白鱀豚的通讯信号的频率低于10kHz[5- 6]。白鱀豚、长江江豚对10kHz以下的声音，其听阈值为80～100dB re 1 Pa[2]，而在其各自敏感频率范围内，其听阈值为50～60dB。因此，相对来讲，这两种鲸类动物对低频噪声(水流和波浪噪声，10kHz以下)相对不敏感，而对高频噪声(16～100kHz)相对更敏感。

施工期的噪声源主要为施工机械和运输车辆、运输施工材料的货船，其中主要有挖掘机、推土机、拖拉机、自卸汽车、起重机、潜水泵、货船等。施工噪声传播的声源源强又具有间隙性、起伏性、突发性的特点，噪声会直接或间接的传递至水域中。噪声对水生动物的影响程度因噪声强度不同而不同，连续的水下噪声可能会导致豚类动物声纳系统功能紊乱，无法定位和巡航，导致江豚被螺旋桨击伤或击毙，施工过程机械噪声、拆除建筑物、车辆等过程产生的噪声可能对临近的保护区中的江豚产生一定影响。

总体而言，工程施工给豚类的觅食、抚育以及迁徙分布带来一定影响。但由于工程施工强度不大，且为点状工程，工程施工不直接涉及保护区，江豚直接进入施工区范围的可能性较小，可能会出现在工程临近的无为大堤堤外的长江水域。豚类依靠灵敏的声纳回声定位，对低强度局部近岸、近滩船舶的可能危险仍具有一定探测和躲避能力。因此建议在加强施工管理、合理安排工序的基础上，安排一定数量的小型机动船在码头施工水域附近担任警戒，以驱赶试图靠近现场的豚类。合理控制施工时间，尽量减少噪声对江豚栖息生活的影响，施工产生的污水未经处理禁止排放入河。

3.2.2运行期

引江济淮工程引水导致保护区江段水量减少，工程取水量占该江段总水量的比例较小，取水最大的月份集中在每年的1月份，枯水期取水后，江段水量将有所减少，水生生境范围有所缩减；最大取水条件下，月取水量所占比例为3.8%，江段水量减少使沿岸洲滩出露幅度增加，但该种变化在天然条件下也时常发生，其影响程度有限。保护区江段水量减少，鱼类资源量将受到一定影响，豚类的饵料资源鱼也将相应减少。主汛期引水量相对较小，对豚类的饵料资源和栖息范围影响不显著；枯水期引水量相对较大，但凤凰颈泵站引江口的引调水量对铜陵河段汀家洲左汊长江段水文情势影响较小，因此，运行期引调水工程对江豚影响有限。

3.2.3对其他珍稀动物的影响

(1)对中华鲟的影响

铜陵河段是中华鲟繁殖群体上溯洄游到葛洲坝下产卵场和繁殖后群体及幼鲟顺江而下的通道。中华鲟为底层活动鱼类，亲鱼洄游时主要行走深槽沙坝，在底层深水区活动，受惊扰后趋避活动能力较强，工程不直接涉及保护区所在长江江段，不会阻断其洄游通道，因此对中华鲟影响很小。

(2)对胭脂鱼的影响

在长江中下游水域生长、长大的胭脂鱼，溯水而上，途经施工江段时可能会受到施工的惊扰，但由于此时胭脂鱼个体已较大，具有一定的趋避活动能力，受惊扰后会主动逃离施工区域，同时长江中下游水域胭脂鱼资源量少，在施工区出现的几率较小。

4 生态保护措施

4.1 拦鱼及其配套设施

拦鱼电栅是利用电极形成电场，使鱼感电后发生防御性反应后改变游向，避开电场达到拦鱼目的的一种设施。拦鱼电栅的效果取决于鱼的行为特性和拦鱼电场的分布。鱼的特性主要包括洄游习性、集群性、逃避习性和鱼的抗流能力。上述特性对电栅拦鱼的成败起决定性作用，设置在水流速度小于鱼的克流速度但大于鱼的感应速度处的电栅栏顶流性强、集群性好、逃避方向由浅向深、由小水面向大水面逃离的鱼成功可能性就高。拦鱼电栅布置在凤凰颈泵站长江侧进水池处钢筋砼护底上，在两侧翼墙处设置限位设施来固定栅体。工程采用悬挂式电栅安装结构。栅体的设计水位为凤凰颈泵站长江侧引水式最高运行水位7.60m。

4.2 水生生态保护措施

(1)加强生态环境保护的宣传和管理力度

加大对《中华人民共和国野生动物保护法》《中华人民共和国渔业法》等法律法规的学习和宣传力度，使施工人员和当地群众充分认识到保护长江江豚等珍稀水生保护动物的重要性。加强对施工人员的宣传教育工作，严禁施工人员利用水上作业的便利条件捕捞水生野生动物。

(2)减少水域污染

施工过程和凤凰颈闸运行过程中应采取有效措施，严格禁止生活垃圾、污水和弃渣直接向江中排放。

(3)加强巡视

工程施工期和调水期间，配合保护区管理部门加强对凤凰颈闸外支流河道以及保护区河段周围水体的巡查，派专人进行瞭望，一旦发现凤凰颈闸外河道有江豚等保护动物出现，立即停止泵站调水，可利用特殊的声纳设备进行驱赶，让江豚远离闸外河道，以避免意外伤害事件的发生，同时向上级主管部门汇报。

(4)繁殖期避让

项目主体工程施工安排在第1年10月至第4年10月，施工与部分水生生物的繁殖期是重叠，如豚类繁殖季节为3—6月；鲤、鲫在长江流域繁殖季节为3—5月，盛期为4—5月；黄颡鱼繁殖产卵时间为4—5月。建议合理安排施工时序，将工期特别是涉水工程的施工时间严格控制在11月至次年3月前进行，并采取严格的污水及噪声防护措施来减缓对鱼类及珍稀水生生物的影响。

5 结语

本次凤凰颈改造工程土建、施工等工程均不在自然保护区安徽铜陵淡水豚国家级自然保护区范围内，靠近长江侧通江水道未动土，工程施工对保护区有一定影响，但影响较小。工程通过方案比选、拦鱼电栅、施工管理等保护措施，减少工程建设对长江水生态的影响，为水利工程建设水生态保护提供了技术参考。