Page 114 - 2022年第53卷第4期
P. 114
近年来,我国水库生态调度已从“各自为政”、将“生态目标”嵌入兴利调度的简单调控过程,转变
为全流域大尺度的综合生态调控过程 [49] ,鱼类调度目标也逐渐多元化。例如,2017 年溪洛渡、向家
坝、三峡水库开始进行梯级联合生态调度,刺激向家坝下-重庆江津江段、葛洲坝下-监利江段四大家
鱼自然繁殖。2018年汉江中下游的丹江口、王甫洲、崔家营、兴隆 4座水利枢纽也开始进行促进四大家
鱼繁殖的联合生态调度 [39] 。2020年,三峡水库开始开展促进库区鲤、鲫等产黏性卵鱼类自然繁殖的生态
调度试验,通过控制水位日降幅不超过 0.2 m,有效提高了库区产黏性卵鱼类的孵化率及早期成活率。
此外,2021 年 1 月 1 日起,长江开启以恢复水生生物完整性为目标的十年禁渔,繁殖群体基数较
大的四大家鱼、鲤、鲫等经济鱼类的天然资源量预期将首先得以较快恢复,未来水库生态调度的目
标将逐渐转变为刺激濒危、珍稀、特有鱼类的自然繁殖。其中,最受关注的是近年来自然繁殖中断
的国家一级保护鱼类中华鲟,能否在产卵场水温条件不利和繁殖群体数量不足的情况下,通过金沙
江下游多座高坝的叠梁门水温调控,以及三峡-葛洲坝梯级的精细化生态调度恢复自然繁殖,是目前
水库生态调度研究的重大挑战。
随着金沙江下游乌东德、白鹤滩两座 300 m 级高坝大库的建成投运,长江上中游将形成新的流域
边界条件,与此同时还叠加长江大保护和十年禁渔等新形势影响,流域生态、环境格局势必都将发
生变化。如何从已开展的生态调度试验中吸取有益经验,优化现有调度方案,如何在新边界、新形
势下调整新的生态调度目标和策略,以适应和诱导鱼类对变化环境的积极响应,这些科学问题都需
[2]
要通过适应性管理研究和实践来解答。近年来,袁超等 [50] 、邓铭江等 提出了一些水库生态调度适应
性管理的框架和技术体系,认为适应性管理是解决水库调度与生物响应关系这种动态、复杂和不确
定性难题的有效思路。然而,当前国内对水库生态调度的适应性管理,还主要停留在理论探讨和初
步尝试阶段,多数研究成果也仅限于宏观方面的论述,在微观机理方面,尤其是刺激鱼类行为响应
的水库反馈调节机制方面,还缺乏实质性的工作。
6 生态调度及其适应性管理的研究难点探讨
6.1 水库生态调度的适应性管理闭环 河流生态
系统中,生物与生物之间、生物与环境之间都存
在着各种反馈,生态平衡是在不断循环反馈的演 评估反馈 9 1 方案设计
进过程中达到的 [7,51] 。为了减缓水库生态影响而采 适应性反馈 目标制定
取的水文过程调度措施,是难以一步到位、一劳 8 2
永逸地达到预期目标的。因此,需要遵循自然规 效果评价 多目标优化
律,建立科学的适应性管理闭环,通过循环往复
的反馈调整,使鱼类生态达到稳定趋好的状态。 7 3
生物监测
适应性管理闭环的顶层设计是水库生态调度管理 可行性演算
6
面临的第一个难点和重点。从顶层角度,统揽全
流场监测 4
局,统筹规划,自上而下地设计适应性管理闭环 5
生态调度 调度实施
的各环节、各流程,对水库生态调度的适应性管 水文监测
生态监测
理与长期绿色运行具有重要意义。笔者认为生态
调 度 的 适 应 性 管 理 闭 环 包 括 方 案 设 计 、 调 度 实
施、生态监测、评估反馈四个环节,各环节又包 图 4 水库生态调度的适应性管理闭环
括①目标制定、②多目标优化、③可行性演算、
④生态调度、⑤水文监测、⑥流场监测、⑦生物监测、⑧效果评估、⑨适应性反馈等相关流程,如
图 4 所示。其中,在目标制定流程中需明确生态保护目标 (例如促进目标鱼类繁殖、改善孵化条件
等),研究分析鱼类生态需求,从而制定生态调度目标,同时还需要根据调度时段水库的其他基本功
能需求(防洪、发电、航运等),协调常规调度目标;在多目标优化流程中需考虑不同来水特性(丰、
— 488 —