江蘇新月形人工島建設探討

張名亮,吳偉強,陳 麗,范圣剛

(1.江蘇省海洋資源開發研究院 連云港 222000;2.江蘇省連云港市海洋與漁業局 連云港 222000)

江蘇新月形人工島建設探討

張名亮1,吳偉強2,陳 麗1,范圣剛1

(1.江蘇省海洋資源開發研究院 連云港 222000;2.江蘇省連云港市海洋與漁業局 連云港 222000)

21世紀,人工島為世界許多沿海國家更為廣泛的建設和利用。江蘇沿海開發已經拉開序幕,并在南通洋口太陽沙建造了一座人工島。人工島對于江蘇沿海地區發展和海洋開發有著極其重要的作用,但是由于巨大的投資和浩大的工程,使許多地區對人工島望而卻步。通過積極探索新月形淤泥基人工島建設,利用人工設施對于自然力和自然資源的充分利用,即通過對風浪等自然力和江蘇沿海豐富的泥沙資源合理利用,既從真正意義上實施江蘇人工島的常規化建設,也為江蘇沿海實踐新海洋型工業理論,發展節約資源、綜合開發和集約發展提供了一條新的途徑。

江蘇;新月形;淤泥基;人工島;建設;節約資源;集約發展

在進入新世紀以來,人工島建設已成世界沿海各國和地區開發海洋的一種新形式和新途徑。從20世紀70年代,歐美等沿海國家就積極探索了人工島式筑港模式,通過人工島建設實現港口的安全發展和更有利的協調功能。日本國積極借鑒了歐美的先進經驗并加以發展,成為世界上建設人工島最多的國家,人工島為日本的港口發展、海洋資源綜合開發利用和海域權屬的維護發揮了極為重要的作用[1]。我國沿海各省市越來越重視人工島在海洋開發中的重要作用,積極進行人工島開發建設和規劃論證。

根據世界沿海及我國人工島建設的現狀以及江蘇海域的環境資源特征,尤其是江蘇沿海開發的迫切性,江蘇提出新月形淤泥基人工島構筑的新方法,在于采用人工設施對于自然力和自然資源的充分利用,即通過對風浪等自然力和江蘇沿海豐富的泥沙資源合理利用,可以實現節約資源、減少投資、集約經營和科學發展的目的。

1 江蘇海洋新型人工島建設的作用

隨著江蘇沿海開發上升到國家發展戰略,江蘇沿海在帶動蘇北發展、服務我國中西部和在區域經濟協調發展中的戰略地位不斷增強,但是由于港口與城市和旅游對于海濱岸線矛盾愈加突出,而且從沿海自然環境所產生的需求,以及多層次、全方位地推進江蘇海洋開發和江蘇沿海規劃的實施等方面,都對人工島建設提出了迫切的要求。人工島建設可以在港口國際化城市建設、海洋資源的綜合開發及促進江蘇沿海開發的科學發展等方面發揮重要作用。

1.1 對于港口建設的作用

江蘇沿海以連云港為龍頭的港口空間資源開發,對于人工島建設有著新的需要和要求,洋口港太陽島建設充分反映了港口與人工島的密切關系,徐圩港區建設因缺乏人工島而面臨更加嚴峻的挑戰,人工島對于港口發展有著重要作用。但是,目前采用傳統的筑島方式,無論在技術方法上,還是在資金上都嚴重制約了人工島規模化建設和利用,無疑影響著江蘇沿海港口的發展和海洋的綜合開發。按照新海洋型工業理論,積極探索海洋空間開發的新路徑,尤其是探討人工島新的構筑理念和構筑技術,將有利于江蘇沿海地區的快速發展。2008年連云港港實現了億噸大港和300萬標箱宏偉目標,現在正在積極推進30萬噸泊位和徐圩港區建設[2],但風浪和泥沙淤積對港口影響嚴重。借鑒國外人工島建設的先進經驗,走科學創新的新海洋型工業化道路,通過新月形淤泥基人工島建設,既可以解決港口防風擋浪作用,又可以依托人工島建造泊位擴展港區,也可以為港口提供海上倉儲和貨物加工的海上空間,還可以減少泥沙的回淤量。

1.2 對于延伸城市和旅游岸線的作用

在江蘇省954 km的大陸岸線中,由于港口建設,城市岸線愈加緊缺。特別對于連云港有著基巖岸線可作為旅游和城市岸線的有利條件來說,隨著國際化海濱城市建設的進一步推進和重心東移戰略的實施,東部城區空間資源將更加緊張。通過人工島建設,可向大海拓展生存空間,可以為城市發展向海上延伸海濱岸線,可使連云港建設海上城市和海上樂園。海濱旅游是連云港旅游的一大特色,但是由于港城、港游海濱岸線矛盾的加劇,嚴重制約了連云港海濱旅游的發展。同樣在南通、鹽城建設人工島,可極大地發揮海洋空間資源的優勢,拓展填補城市和旅游岸線。通過人工島建設,不僅延長了旅游岸線,還因人工島建設使得海上風景更加旖旎迷人,可在海上建設和發展為旅游樂園和海上天堂。

1.3 作為海洋綜合開發基地的作用

江蘇有著豐富的海洋資源,在歷史上,海州灣和呂四等都是我國沿海八大漁場之列,前三島是江蘇省唯一的海珍品基地。江蘇沿海還是我國沿海風能、波浪能富集區域之一,海洋倉儲、海上加工廠和海上飛機場等海洋空間資源和海洋礦產、化學資源開發也有著廣闊前景。實施人工島建設,可以突破海洋資源開發的諸多瓶頸,可以成為海洋綜合資源開發基地,將江蘇沿海開發引向更廣更遠的海洋空間[3]。

同時,按照流場動態平衡原理,通過人工島建設,可揚長避短、趨利避害,既可降低回淤量,還可利用其產生的流場,消除河口攔門沙等障礙;并通過新型的人工島構筑,促進江蘇沿海形成一個節約資源、集約發展的新理念和新模式。

2 江蘇人工島建設總體布局設想

江蘇海島主要為基巖島和沙島兩種類型,地理分布上分為3個區域,即北部近岸、北部近海與長江口北支[4]。根據江蘇海域的自然特征,依南西臨北東和面向東方大海、迎向與主導風向和強風向相一致的基本環境,港口、島嶼、灘涂、輻射沙洲及河口的分布,乃至當前江蘇沿海發展的基本要求,初步設想人工島建設應突出重點、服務重點,以點帶面、優化發展;從岸線特征及港口建設和自然島嶼分布情況看,則要依島建島、依沙建島、依港建島,島港相映、島島相連;從江蘇海洋資源綜合開發和對于人工島功能需求上說,既要突出重點、功能有別,也要相互兼顧、趨利避害、綜合利用。所以,在總體上設想進行依港聯島式、依沙連島、沙島呼應式和消浪除沙式等布局。2.1 依港聯島式布局

一多下午來談其對于初唐文學的見解:(1)時輯類書(如藝文、北堂)之風甚盛(一多疑歐陽詢及虞世南輯此兩種類書，乃建成、元吉與太宗兩派之競爭)，而注家亦盛，如李善、章懷太子、顏師古等，故學術實盛于文學，而注家影響，實較類書為大。(2)《初學記》有事對，較初期類書更進步，對后人有所幫助。(3)聲律仍沿南朝之舊，似無新貢獻。(4)宮體仍盛。(5)太宗之倡議文學，影響未必佳，或受虞世南影響。(虞長四十歲，太宗書法亦從之——歐陽詢則習碑與虞不同。)如無太宗，陳、張或早出。又陳蜀人，張嶺南人，皆文化不多及處，乃能脫藩籬也。所論極有見。［4］

按照江蘇沿海開發規劃和港口開發建設的首要任務,首先要以服務30萬噸泊位和徐圩港區建設為主[5],且利用30萬噸航道開挖、洋口港、呂四港、大豐港、濱海港建設為契機。第一,在東西連島 (羊窩頭)東部海域建造以擋浪為主要功能的人工島嶼,該人工島坐標為119°32′05″E,34°45′30″N。由于該人工島緊鄰江蘇最大的海濱旅游地——東西連島海濱旅游區,可使該人工島在服務港口的同時,利用北部海岸發展海濱旅游。第二,在羊山島與開山島之間,徐圩港淺海區域,實施擋浪護港型人工島建設,也可作為徐圩港區建設重要組成部分 , 該人工島坐標為 119°38′E,34°35′N; 在北部柘汪海域 119°14′30″E,35°02′30″N, 建 1 個人工島為柘汪港區建設創造有利條件。第三,依托南通、鹽城諸港,科學利用輻射沙洲和水下航道,以及潮波作用,建設人工沙島。

2.2 島 (沙)島呼應式布局

這一布局的設想,主要基于對自然島嶼,尤其是海州灣的基巖島嶼,能夠更加充分利用。諸如:前三島海珍品基地和海洋牧場建設,海州灣遠洋基地建設等[6]。

第一,在連島、竹島和秦山島之間建造1座人工島嶼,使3島通過中間的人工島相互呼應 , 連成一體 , 坐標為 119°24′E,34°48′N。這一布局不僅使原來鄰近城市岸線的空曠海域平添了景觀資源,更具有觀賞性,而且使其潛在的旅游資源得到更加充分地發掘和利用。尤其對于與竹島相對的海濱新城和海濱商務區建設,增添了幾分姿色,有著更優越的山海環境。

第二,在前三島諸島之間建造1座人工島嶼,使前三島相互聯系更加緊密,相互依托、相互利用,促進前三島資源綜合開發,坐標為119°51′E,35°02′N; 在前三島與連島和秦山島之間建造1座人工島,拉近前三島在視覺上給人們看上去很遠的距離,也為實施海州灣資源綜合開發創造有利條件,坐標為 119°44′E,34°50′N 。

第三,在南通和鹽諸輻射沙洲中,首先選擇居于中心位置的沙洲構筑人工島,使其在自然力的作用下逐步趨于平衡后,再行擴大和外延,逐步改變輻射沙洲周圍的水文環境,構成沙島呼應的布局。

2.3 消波除沙式布局

在南通、鹽城海域暗沙諸多,可以采用同樣的辦法,通過人工島建設所產生的動力作用,而消除水下暗沙的障礙。此外,還可根據海洋開發和各產業發展需要建設各類專用人工島。諸如海洋能開發人工島、海上飛機場人工島和海上核電站人工島等。

3 構筑新月形淤泥基人工島的特點

新月形人工島構筑的特點:利用新月形兩個岬角較小的面積,達到能夠為其后部人工島部分防御波浪的作用,從而為填充淤泥等輔料,建設淤泥基人工島,實現淤泥等廢棄材料資源化等方面創造條件;通過岬角波浪的反射、繞射形成的干擾,達到不斷損耗波浪能量的目的,從而實現淤泥基人工島安全的作用;能夠利用人工島新月形海灣的自然堆積,而促進人工島沙灘發育,并且不斷增大人工島的面積;實現節約資源、集約發展模式的新型人工島的構筑;設置屏障輔助設施,更好地保障人工島的安全和岸灘的發育;對人工島更好的綜合利用,并實踐新海洋型工業發展理論,促進人工島及其周圍海域流場良性分布,有利于加強生態環境保護和生物資源的恢復。

3.1 實現資源節約的淤泥基人工島構筑

淤泥資源化已為世界許多國家和地區廣泛認識,我國沿海也越來越多地采用淤泥筑島,乃至實現淤泥的固化加以利用,但更多的是采取圍填措施。這雖然也是利用淤泥構筑淤泥基人工島,但由于圍填需要大量的塊體或石方,而使人工島建設在經濟上達不到節約的目的。尤其是在四周實施圍填,對于岸灘的發育都有很大影響。而實施新月形這一特殊形狀的人工島建設,只需要在岬角及輔助設施幾個點上進行塊體或石方固實、消耗波能,為其后部實現淤泥及其他輔料的填充營造著一個安全的環境,達到廢物利用、節約資源,建設經濟型淤泥基人工島的目的。

3.2 實現岸灘發育和人工島集約型發展

由于其他形狀和“先圍后填”的人工島,在以波浪為主的水動力條件下,破壞了岸灘發育的基本條件,雖然在背風一側的波影區能夠形成波浪的散射,而導致泥沙沉積下來,但這個區域往往形成淤積型岸灘,更容易受到潮波影響。而新月形人工島形成的新月形海灣,在各種波形較強動力的作用下,促進較大顆粒懸浮物在海灣內沉積下來,發育形成沙質海岸。尤其是星狀屏障的設置,為新月形海灣創造發育了沙質海岸的有利條件。而且由于新月形人工島和星狀屏障設置,改變了原來海域的流場,將星狀屏障設置成人工魚礁的結構,可作為魚類等海洋生物棲息繁衍的場所,并利用人工島的條件發展海上養殖、增殖,建設海上牧場;而新月形海灣作為海濱旅游所需要的海水浴場,新月形人工島可建設旅游景點和旅游服務設施,使人工島成為重要的海濱旅游地;在新月形人工島后側可根據需要,建設泊位、貨場,發展港航事業等,從而實現新月形人工島的集約型發展。

3.3 實現良性循環和生態環境保護

首先,由于新月形人工島及輔助設施的構筑,完全改變了原有海域的以往復流為主的流場分布,而使流場在以人工島為環繞體做循環狀分布,促進紊流增多和流場的復雜化;第二,由于紊流增多,且呈復雜多樣的循環性流場,增加和豐富了海水的溶解氧含量和有機鹽,為浮游生物繁殖提供了更好的條件;人工島及星狀屏障人工魚礁式結構的設置,自然就成為魚蝦等海洋生物的集聚地,而良好的流場環境又為它們提供豐富的食物,從而使人工島地區海洋生物得到增殖,生態環境得到恢復和保護;第三,由于新月形人工島的構筑,對于塊體和石方需求量的減少,不僅節約了資源和資金,也起到保護山體不受開采等作用;第四,通過對人工島科學合理的利用,尤其是按照新月形人工島不同部位的不同特征設置相應功能,綜合利用新月形人工島資源,使其能夠集約式發展、可持續發展,從實踐上檢驗新海洋型工業理論的可行性和科學性。

4 結束語

江蘇正在擬定“江蘇海域使用10年發展規劃”,沿海開發要抓住機遇,勇于創新,要在全省沿海起到更好的帶頭作用;要科學發展,規劃先行,發展節約經濟、循環經濟,注重人與資源環境的和諧發展。新月形淤泥基人工島構筑這一新方法,要作為江蘇沿海人工島建設的重要措施,作為江蘇沿海開發的重要組成部分,是與港口建設、海洋綜合開發連為一體的重大項目。尤其是建設以疏浚物為填充材料的淤泥基人工島,既解決了港口抗御風浪的屏障問題,又解決了港口用地緊張的矛盾,還能因對淤泥的“廢物利用”,使江蘇沿海發展觀念和管理模式實現新的突破;按照科學發展觀,先行先試、科技創新,推進新月形淤泥基人工島建設。積極鼓勵和組織科技力量進行試驗,評選合適的配方和方案,開展三點定位、淤泥固化、軟基處理、新月形人工島岸坡防浪、重力承載等先期試驗;要集聚資源效應,突破江蘇海洋人工島建設的投資瓶頸。要充分應用國家和省委、省政府對于江蘇沿海開發建設的政策資源,充分發揮沿海擁有得天獨厚的山海資源、灘涂資源、沙洲資源和區位優勢,并將諸多的資源有效整合、科學集聚,以吸引國內外具有海域島嶼開發性經驗的財團共同投資,政府提供部分貼息;凝聚我國中西部及更大區域內的受益者投資入股,興建江蘇海洋人工島;要針對港口和城市必須共同發展和建設環境優美、生態良好、具有特色的海濱港口城市等具體要求,對所實施各人工島的功能,積極探索人工島綜合利用和科學發展的新路徑。

[1] 嚴凱,過達,等.海岸工程:附錄A人工島[M].北京:海洋出版社,2002.

[2] 鄭焱.克難奮進讓沿海開發龍頭高高昂起.連云港日報,2009-02-12(1).

[3] 張名亮.淺論江蘇海洋空間資源的開發路徑[J].海洋開發與管理,2009,26(8).

[4] 江蘇省海島綜合資源調查組.江蘇省海島綜合資源調查報告 [Z].1995.

[5] 國家發展改革委.江蘇沿海地區發展規劃[Z]2009.[6] 范永泉,張殿臣,顧澗清.論海州灣的綜合開發[M].北京:學苑出版社,1989.

江蘇省科技廳軟科學基金項目 (SBR2009008).