TDG过饱和对鱼类生活及释放因素的影响

张黎1

（1.重庆交通大学 河海学院，重庆 400010）

摘要：高坝下泄洪水会导致大坝下游河道水体总溶解气体（TDG）过饱和，对下游河道中鱼类的生存环境造成很大的影响，目前TDG过饱和问题是备受关注的生态环境问题环境。要TDG过饱和会引起鱼类发生气泡病症状，并对鱼的耐受性，回避性有很大的影响。然而TDG过饱和受诸多因素如温度，流速，含沙量，租税介质等的影响。探究TDG过饱和对鱼类的影响，分析出影响鱼类生存环境的主要因素才能采取适当的措施对鱼类活动进行保护。本文就TDG过饱和对鱼类影响以及各种因素进行了总结。

关键词：总溶解气体；过饱和；鱼类生存；耐受性；死亡率

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随着我国水利水电行业的发展，我国在水电利方面已经取得了非常大的成就。但目前许多人更关注的是生态问题，随着水利行业的进行，对生态的损坏也有很大影响。水利建设对生态最大的影响就是对鱼类的影响，水利建设改边了水流的流动规律，破坏了河流中鱼类的生存环境，甚至修建的水利建筑物如大坝等阻断了鱼群的繁衍和交流，改变了鱼类的栖息环境，影响了鱼类的多样性。同时，在大坝汛期上游泄水时，上游洪水流量大，水头高，在下泄过程中高速水流会将空气中的气体带入到下游，由于下泄过程中较大的压强使得水体中的气体浓度远高于平衡浓度，造成水中总溶解气体过饱和（TDG）。TDG过饱和对下游鱼类的生存环境有非常大的影响，影响其耐受性，规避性等，甚至还会使得鱼类患上气泡病导致鱼类出现死亡，影响鱼类的生存。目前有很多学者已经做了大量的研究，并取得丰富的成果，证明不同种类的鱼类对TDG过饱和水体的耐受性各不相同且鱼类会向更远更开阔更深的水域游动来减弱或者避免TDG过饱和的伤害。近年来，孙[1]研究了在含沙水体中TDG过饱和对鱼类耐受性的影响，董[2]对澜沧江下游水体TDG过饱和的研究分析了该流域过饱和总溶解气体时空分布规律，分析了TDG过饱和的影响因素.袁研究长薄鳅对总溶解气体过饱和规避性的研究。本文就目前现有的研究对TDG过饱和对鱼类引起的气泡病、耐受性、规避性以及TDG过饱和释放因素影响进行简单的总结，并对今后的研究给予展望。

1 TDG过饱和

所谓得TDG（total dissolved gas）即水体中总溶解气体，主要包括氧气、二氧化碳、氮气、水蒸气等，由于不同的气体在水中的溶解度不同，在一定的温度和压力作用的情况下，空气中的气体会根据自身溶解性部分溶解于水中，但在此时，也会有一部分溶解的气体从水中逸出，当气体逸出的速度与气体溶解的速度相等时，就会大达到平衡状态，我们把这个状态下的溶解状态称为饱和态。但在某些特定条件下，各气体中的浓度高于一定温度或者压强情况下的平衡态浓度，我们称这一现象为TDG过饱和现象[3]。由于在上游泄水过程中水流会携带大量气体进入下游，且流量越大，TDG过饱和度就越大，当气体随着水流向下游流动，下游中的鱼类会受到TDG过饱和的影响患上气泡病，甚至造成鱼类的死亡，所以，大坝泄水是影响TDG过饱和得主要因素。研究表明[4]：TDG过饱和对鱼类的影响非常大，当TDG在105%-110%之间时，就会导致鱼类患气泡病，如果浓度在140%，鱼类生存环境完全破坏，鱼类在几个小时内就会死亡。

2 TDG过饱和对鱼类的影响

2.1气泡病

气泡病为鱼类养殖中常见疾病，在鱼得幼苗阶段容易患病，大坝泄水中的氮气(N2)、溶解氧(DO)、二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)等气体过多溶解于水体中，使水体达到过饱和状态，该水体渗透入鱼体皮下组织，聚集成气泡，使鱼体失去平衡。倘若气泡聚集过大，甚至会使鱼体皮肤破裂，发炎、溃烂。当鱼体游动在较浅的水体中时，充足且强烈的阳光照射会导致水中溶解氧以及底泥分解的气体达到过饱和状态。另外，水体中置入过多的有机肥料，会产生甲烷(CH4)和硫化氢(H2S)气体；底泥过厚、腐殖质过多时，易分解产生许多硫化氢(H2S)气体；水中藻类丰富时，植物的光合作用会产生氧气，使水体溶解氧(DO)过饱和。此外，在鱼苗运输的过程中由于人工送气过多也会引起溶解气体过饱和。气体的饱和度与绝对压力呈正比，与绝对温度呈反比。当鱼游动到压力较低的 浅水处或水温较高处，血液和组织里的溶解气体将倾向于新条件下的平衡，一部分气体就会从溶解状态恢复到气体状态，成为从水中析出的气泡，堵塞血管，致使鱼类患气泡病。

2.2 TDG过饱和对鱼类耐受性影响

高坝泄水产生的总溶解气体过饱和，会随着水流沿程向下游扩散，但是扩散的过程是一个很缓慢的过程，因此总溶解气体过饱和会沿程分布很远，对下游鱼类的生活产生很大影响，因此研究鱼类TDG过饱和的耐受性的影响是非常重要的。为了研究不同鱼类的耐受性的影响，许多学者展开了研究，主要是通过不同鱼类在不同TDG浓度下鱼类生存环境的观察。四川大学对长江特有鱼类在TDG过饱和环境中的耐受性进行了研究，发现长江上游特有鱼类对TDG过饱和的耐受性不同，岩原鲤幼鱼的耐受性小于齐口裂腹鱼幼鱼小于胭脂鱼幼鱼小于七日龄重口裂腹鱼仔鱼，耐受性最弱的的岩原鲤在TDG饱和度为115%的水体中并没有死亡现象，且在水平方向上，没有群体回避的现象，以此为依据提出了115%作为长江上游特有鱼类对过饱和TDG的耐受性的阈值，并把他作为评估和确定鱼类对TDG过饱和耐受性的重要依据。他们还提出垂直回避实验表明因水深增加而产生的补偿水深作用减弱了过饱和TDG对岩原鲤的影响，增强了其对TDG过饱和水体的耐受性。孙井沛[1]探讨高坝泄洪引起的总溶解气体过饱和含沙水体对鱼类的影响，以岩原鲤和鲢鱼为研究对象，开展 TDG 过饱和含沙水体对不同鱼类的急性暴露试验，根据鱼类受 TDG 过饱和含沙水体胁迫后的异常行为和死亡率、半致死时间等指标来分析不同鱼类受胁迫后的耐受性和差异性。试验结果表明: 试验初期，试验用鱼出现较明显异常行为和气泡病症状，且岩原鲤早于鲢鱼; 相同TDG 饱和度下，随着含沙量的增加，试验用鱼半致死时间缩短，且岩原鲤半致死时间短于鲢鱼，表明鲢鱼比岩原鲤具有更强的适应能力和耐受能力; 当 TDG 饱和度较高时，即使含沙量低，也会造成试验用鱼的大量死亡; 过饱和 TDG 是导致试验用鱼死亡的主要原因，但不能忽略泥沙对试验用鱼死亡的促进作用。还有许多学者对不同鱼类在不同TDG浓度和不同条件下的耐受性的研究，都取得比较好的结论。以往的研究成果表明，降低鱼类生存环境中的过饱和 TDG 的饱和度可以显著减少鱼类患气泡病的风险或降低鱼类患气泡病的严重程度。

由于鱼类对过饱和 TDG 的耐受性受到诸多因素的影响。为了减缓鱼类受过饱和 TDG 的影响，应该以保护鱼类的多样性为目标，从各个影响因素着手寻找可行性保护措施保护坝下鱼类免受过饱和 TDG 影响。

3结论与展望

本文通过对分析TDG对鱼类生活的影响，说明了我们在修建水利工程的过程中，破坏了鱼类的自然的生存环境，对鱼类生活造成了很大的影响，甚至危害到鱼类的生存。对此，我们应该关注我们在从事水利建设中对河流生态环境的破坏，我们应该秉持生态友好的设计理念，在水电建设中找到更合理的技术来减小对鱼类生态环境的破坏，不断地分析鱼类的生存特性，找到合理的解决办法。

参考文献：

[1]孙井沛，王俊杰，刘晓庆，等．鱼类在 TDG 过饱和含沙水体中的耐受性［J］．水利水电科技进展，2019，39( 1) : 28 － 33．

[2]董婷，傅开道，鲁洪均，等 . 澜沧江下游过饱和 TDG 时空分布及影响因素[J]. 环境科学与技术，2020，43（1）：115-120

[3]尹清杰，刘晓庆． 总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展［J］． 人民长江，2020，51( 8) : 78 － 83．

[4]张政，肖柏青． 高坝下游水中总溶解气体过饱和研究进展［J］． 人民长江，2020，51( 4) : 14 － 19．

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