圍填海造地工程施工對(duì)海洋水環(huán)境的影響研究
——以連云港連云新城圍填海項(xiàng)目為例

吳 濤,趙新生,張彥彥

(連云港市海域使用保護(hù)動(dòng)態(tài)管理中心 連云港 222001)

圍填海造地工程施工對(duì)海洋水環(huán)境的影響研究
——以連云港連云新城圍填海項(xiàng)目為例

吳 濤,趙新生,張彥彥

(連云港市海域使用保護(hù)動(dòng)態(tài)管理中心 連云港 222001)

由于圍海造地是在短時(shí)間、小尺度范圍內(nèi)改變自然海岸格局的工程,此類工程嚴(yán)重破壞自然系統(tǒng),給沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性、生物多樣性和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)影響。文章從實(shí)際工作的研究范疇出發(fā),探討圍海造地對(duì)海洋生物生存環(huán)境的影響,為我國(guó)圍海造地項(xiàng)目的健康進(jìn)行提供在保護(hù)生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的理論支持。

連云新城;圍填海造地;海洋生物

1 緒論

1.1 研究的意義

2006年1月13日,連云港市第十一屆人民代表大會(huì)第四次會(huì)議通過(guò)《連云港市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》。全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,緊緊圍繞富民強(qiáng)市和全面建設(shè)小康社會(huì)的總體目標(biāo),進(jìn)一步擴(kuò)大開(kāi)放,強(qiáng)力推進(jìn)改革,繼續(xù)堅(jiān)持“以工興港、以港興市、以市帶農(nóng)”的發(fā)展方針,以港口為依托,加快推進(jìn)工業(yè)化、城市化進(jìn)程,深入推進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)帶和沿東隴海線產(chǎn)業(yè)帶的建設(shè),以東部城區(qū)建設(shè)為重點(diǎn),加快建設(shè)國(guó)際性海濱城市。

東部城區(qū)是連云港市優(yōu)勢(shì)最為集中的地區(qū),要加快建設(shè)東部城區(qū),以形成“T”字形產(chǎn)業(yè)發(fā)展廊道,即南北沿海發(fā)展軸和東西沿海隴海線產(chǎn)業(yè)發(fā)展軸。而連云新城的地理位置就位于兩軸的交匯點(diǎn)(圖1),所以,連云新城的建設(shè)與發(fā)展將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要的服務(wù)支撐。

圖1 連云港市產(chǎn)業(yè)布局

2006年12月31日,國(guó)家海洋局批準(zhǔn)了連云港市連云新城區(qū)域建設(shè)用海規(guī)劃,這標(biāo)志著連云港市“戰(zhàn)略東移,擁抱大海”加快發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略規(guī)劃正式實(shí)施。之后,按照建設(shè)規(guī)劃確定了連云新城填海造地的設(shè)計(jì)方案,使圍填海造地項(xiàng)目成為建設(shè)與發(fā)展連云新城的首要任務(wù)。

然而,圍填海造地項(xiàng)目是永久改變海域的屬性,會(huì)引發(fā)一系列的海洋生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。尤其對(duì)連云新城附近海域的海洋生物生存環(huán)境造成破壞性的影響。因此,需要綜合考慮圍填海技術(shù)手段和自然條件等因素,對(duì)圍填海造地項(xiàng)目的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),以確保連云港市的經(jīng)濟(jì)與海洋生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 研究思路與技術(shù)路線

筆者以生態(tài)服務(wù)理論為基礎(chǔ),結(jié)合連云港連云新城的環(huán)境特點(diǎn),依據(jù)地理科學(xué)的特征,綜合考慮各種影響因素,并通過(guò)作者的日常工作內(nèi)容——在線監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和遙感觀測(cè)等,對(duì)圍填海造地項(xiàng)目實(shí)施前后連云新城附近海域內(nèi)海洋生物生存環(huán)境變化情況進(jìn)行全面的綜合分析,為下一步發(fā)展規(guī)劃與管理提供參考依據(jù)(圖2)。

圖2 研究總技術(shù)路線

2 連云港連云新城海域概況和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

2.1 連云新城海域概況

連云新城規(guī)劃用海位于海州灣內(nèi)側(cè)連云海灣北側(cè),依托現(xiàn)有海岸線,南起西墅揚(yáng)水站——西大堤,北至臨洪河口。場(chǎng)區(qū)東北部位廣袤的海域,西南部有臨洪河、青口河和安莊河等流入?yún)^(qū)內(nèi),其地貌類型為淤泥質(zhì)淺灘,水下地形自西南向東北略微傾斜,泥面標(biāo)高-4.16～1.43 m。

2.2 連云新城海域開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

根據(jù)連云港市人民政府文件批復(fù),連云新城用海項(xiàng)目建設(shè)總面積2066.34 hm2,其中圍填海1447.49 hm2,圍海816.85 hm2。

圍填海形成陸域的建設(shè)項(xiàng)目包括道路、綠地、公共設(shè)施用地以及城市開(kāi)發(fā)用地;圍海用海項(xiàng)目包括濕地和水面。具體的分類組成見(jiàn)表1。

表1 用海組成

3 圍填海造地對(duì)海洋生物生存環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系

3.1 指標(biāo)的選取

3.1.1 區(qū)域氣候與氣體調(diào)節(jié)

圍填海造地使得海水變成陸地,完全改變了海域?qū)傩?人為地改變了潮流的運(yùn)動(dòng)空間和運(yùn)動(dòng)模式,這種水文變化將影響海潮潮位、海水流量、入海河流、地下水水位以及鄰近海域水環(huán)境等方面,使海灣納潮量減少,水交換能力變差,水環(huán)境容量下降,削弱了海灣納污凈化能力,影響區(qū)域水文的變化規(guī)律與過(guò)程,也影響了水分滲漏和與地下含水層的水分交換。

3.1.2 水文與水分調(diào)節(jié)

海洋通過(guò)海氣作用及潮流的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行潛熱輸送,同時(shí)通過(guò)浮游植物的光合作用吸收二氧化碳、釋放以及吸納其他氣體來(lái)維持空氣的質(zhì)量;圍填海造地使原來(lái)海域變成陸地,浮游生物與浮游動(dòng)物等也隨著圍填海而消失,改變了該區(qū)的生態(tài)環(huán)境,進(jìn)而改變區(qū)域氣候。

3.1.3 海洋生產(chǎn)功能

海洋生物通過(guò)同化作用生產(chǎn)有機(jī)物的能力稱為海洋生產(chǎn)力。這是海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一。海洋有機(jī)物生產(chǎn)是全球碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié),大量的浮游生物為魚類以及海洋動(dòng)物提供大量的餌料,為海洋漁業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了優(yōu)越條件。

3.2 評(píng)價(jià)體系的建立

根據(jù)上面考慮的各評(píng)價(jià)要素,建立圍填海造地項(xiàng)目海洋生物生存環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖3所示。

圖3 海洋生物生存環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系

4 連云港連云新城圍填海對(duì)海水漁業(yè)養(yǎng)殖影響的綜合分析

4.1 連云新城圍填海施工方法

圍填海采用爆破擠淤拋石堤和塑板排水沙袋堤;圍堤內(nèi)采用吹填淤泥的方法[1]。

(1)爆破擠淤填石堤施工。采用陸上裝藥,水上連接導(dǎo)爆索網(wǎng)絡(luò),電雷管起爆。

(2)固結(jié)排水拋石堤施工。底層砂被施工前,采用小型挖泥船乘高潮作業(yè)開(kāi)挖施工航道和拋石坑,運(yùn)砂缽駁船乘潮進(jìn)入坑卸砂,小型絞吸船吹砂被。

砂袋的鋪放固定,采用乘高潮作業(yè),低潮整理固定。

(3)吹填施工。吹填工藝采用絞吸船直接吹填工藝(簡(jiǎn)稱絞吸工藝),能將挖掘、輸送吹泥作業(yè)一次連續(xù)完成。

4.2 施工對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境影響的分析與評(píng)價(jià)

4.2.1 爆破擠淤對(duì)環(huán)境因素的影響

爆破擠淤時(shí),濃度大于10 mg/L懸浮物影響范圍在2000 m以上,濃度大于100 mg/L懸浮物影響范圍在850 m以上。爆破作業(yè)后懸浮物經(jīng)過(guò)8～9 h沉降、擴(kuò)散和漂移,對(duì)工程附近的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)會(huì)產(chǎn)生直接影響。

在各種水下輻射形式中,聲波在海水中的傳播最佳,渾濁和含鹽的海水中,聲波較光波或無(wú)線電波衰減要小,常溫下純水中的聲速值(1450 m/s)是空氣中聲速(340 m/s)的4.26倍。由于這一特點(diǎn),除了爆炸產(chǎn)生較大的聲壓波直接致死80 m距爆炸中心120 m以內(nèi)的洄游魚外;還會(huì)使150 m遠(yuǎn)的魚迅速出逃。所以,在某一海域長(zhǎng)期持續(xù)進(jìn)行水下爆炸,將會(huì)起到大范圍驅(qū)趕洄游魚類的作用;在養(yǎng)殖區(qū)域與禁捕期進(jìn)行爆炸,可使該海域漁場(chǎng)中的魚類生息繁殖環(huán)境受到破壞、導(dǎo)致在該海域習(xí)慣產(chǎn)卵、育幼、索餌的洄游魚類游遷其他海域,造成作業(yè)區(qū)域漁業(yè)資源的匱乏。

水下爆破還使位于爆破中心附近貝類和其他底棲生物當(dāng)場(chǎng)斃命,除受強(qiáng)聲壓致死的外,那些致昏而處于半致死狀態(tài)的貝類和其他底棲生物,在遭到由爆炸激起的大量泥沙沉降掩埋后,也難逃窒息死亡的命運(yùn)。所以水下爆破對(duì)底棲經(jīng)濟(jì)貝類影響巨大。

4.2.2 挖泥對(duì)海洋生產(chǎn)功能的影響

(1)挖泥對(duì)周邊海域浮游動(dòng)植物的影響。在挖泥過(guò)程中,一部分泥沙與海水混合,形成懸沙含量很高的水團(tuán),從而大大增加了水中懸浮物質(zhì)的含量[2]。從水生生態(tài)學(xué)角度來(lái)看,懸浮物質(zhì)的增多,會(huì)對(duì)水生生物產(chǎn)生諸多的負(fù)面影響。最直接的影響是削弱了水體的真光層厚度,降低了海洋初級(jí)生產(chǎn)力,使浮游植物生物量下降(表2)。在水生食物鏈中,除了初級(jí)生產(chǎn)者——浮游藻類以外,其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的生物既是消費(fèi)者也是上一級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的餌料。因此,浮游植物生物量的減少,會(huì)使以浮游植物為餌料的浮游動(dòng)物在單位水體中擁有的生物量也相應(yīng)地減少。那么以這些浮游動(dòng)物為食的一些魚類,便會(huì)由于餌料的貧乏而導(dǎo)致資源量下降。

表2 連云新城圍填海工程附近海域浮游植物調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比

其次是對(duì)浮游動(dòng)物的影響。水中懸浮物質(zhì)含量的增多,對(duì)浮游橈足類動(dòng)物的存活和繁殖有明顯的抑制作用(表3)。過(guò)量的懸浮物質(zhì)會(huì)堵塞浮游橈足類動(dòng)物的食物過(guò)濾系統(tǒng)和消化器官,尤其在其含量水平達(dá)到300 mg/L以上時(shí),這種危害特別明顯。而在懸浮物質(zhì)中,又以黏性淤泥的危害最大,泥土及細(xì)砂泥次之。同時(shí),過(guò)量的懸浮物質(zhì)對(duì)魚、蝦類幼體的存活也會(huì)產(chǎn)生明顯的抑制作用。挖泥作用期間,取土區(qū)的底棲生物將完全被破壞,取土區(qū)附近的游泳生物被驅(qū)散。

表3 連云新城圍填海工程附近海域浮游動(dòng)物調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比

(2)挖泥對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)的影響。挖泥造成水中懸浮物質(zhì)含量過(guò)高,使魚類的鰓腺積聚泥沙微粒,嚴(yán)重?fù)p害鰓部的濾水和呼吸功能,甚至導(dǎo)致魚類窒息死亡。不同的魚類對(duì)懸浮物質(zhì)含量高低的耐受范圍有所區(qū)別。據(jù)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),懸浮物質(zhì)的含量水平為80000 mg/L時(shí),魚類最多只能存活一天;含量為6000 mg/L時(shí),最多能存活一周。過(guò)高的懸浮物質(zhì)濃度會(huì)使在疏浚作業(yè)點(diǎn)中心區(qū)域附近的魚類鰓部嚴(yán)重受損,影響魚類今后的存活和生長(zhǎng)。

4.2.3 陸域吹填對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響

(1)直接影響。主要是吹填造陸對(duì)被填區(qū)域內(nèi)無(wú)逃避能力的物種的直接危害,如底棲生物、潮間帶生物、浮游生物、魚卵仔幼魚和無(wú)脊椎動(dòng)物等。因?yàn)檫@些動(dòng)、植物不能主動(dòng)逃避,同時(shí)也使一些生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境部分永久性喪失,破壞其索餌繁殖場(chǎng)所,影響現(xiàn)有種群的生存和隨后的恢復(fù),使物種多樣性下降[3]。

連云新城吹填面積為1447.49萬(wàn)m2。吹填區(qū)的底棲生物量為27.07 g/m2,吹填造陸直接底棲生物損失約391.8 t。

(2)間接影響。吹填施工期間的圍堤、吹填溢流所引起的水體中懸浮物濃度增加,減弱了光的穿透作用,懸浮物在水流和重力的作用下,在吹填區(qū)附近擴(kuò)散、沉降,造成泥沙沉積在底基上,改變海底沉積物,間接影響整個(gè)水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化(表4)。連云新城圍填海工程對(duì)外側(cè)宋莊灘涂養(yǎng)殖區(qū)以及贛新淺灘養(yǎng)殖區(qū)影響明顯,陸域工程形成后發(fā)生泥沙淤積的范圍主要集中在陸域形成工程外圍堤正前方及兩側(cè)一定范圍內(nèi),回淤量在圍堤前沿最大,并逐漸向外海遞減。泥沙回淤?gòu)?qiáng)度加大的區(qū)域由于地形短期內(nèi)變化較大,泥沙回淤嚴(yán)重,將無(wú)法開(kāi)展養(yǎng)殖活動(dòng)。

表4 連云新城圍填海工程附底棲生物調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比

5 結(jié)論與建議

5.1 總結(jié)

圍填海造地對(duì)連云新城海岸帶的生境動(dòng)能影響顯著,它改變了連云新城海岸帶生態(tài)環(huán)境的自然屬性,使得沿岸生物棲息地破壞嚴(yán)重,這對(duì)生物資源影響巨大,生物種類數(shù)量和代表魚類數(shù)量也急劇下降,并影響到對(duì)污染物的輸送以及對(duì)海域的流通量、水位和流速等水動(dòng)力條件,使物理自凈能力削弱。因此,如何在有效利用海洋空間資源基礎(chǔ)上,以最小的生態(tài)環(huán)境影響為代價(jià),科學(xué)規(guī)劃、合理控制圍填海造地項(xiàng)目,這是一個(gè)需要擺在戰(zhàn)略高度上的問(wèn)題。

5.2 建議

5.2.1 做好圍填海區(qū)域發(fā)展規(guī)劃

在海域管理指導(dǎo)思想上,要深化對(duì)保護(hù)和開(kāi)發(fā)的認(rèn)識(shí)。對(duì)全國(guó)海域資源環(huán)境自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、圍填海現(xiàn)狀與生態(tài)環(huán)境效益的綜合評(píng)估,確定海岸基本功能、開(kāi)發(fā)利用方向和保護(hù)要求。

(1)區(qū)域政府要進(jìn)行宏觀調(diào)控,調(diào)整區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),依據(jù)地域資源特點(diǎn),合理布局產(chǎn)業(yè),按照區(qū)域自然特點(diǎn)制定相適應(yīng)的環(huán)境規(guī)劃和政策;

(2)在用海規(guī)劃的基礎(chǔ)上,應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化圍填海區(qū)域內(nèi)部的規(guī)劃設(shè)計(jì),合理布局,統(tǒng)籌安排,分期施工。

(3)海洋行政主管部門和市政府,在項(xiàng)目實(shí)施前后應(yīng)協(xié)調(diào)好規(guī)劃用海與周邊利益相關(guān)者的用海矛盾問(wèn)題,做好用海區(qū)域漁民的再就業(yè)安置工作,以避免產(chǎn)生用海利益糾紛。

5.2.2 進(jìn)一步提高圍填海項(xiàng)目的平面設(shè)計(jì)水平

圍填海造地工程的平面設(shè)計(jì)和布局應(yīng)遵循以集約、節(jié)約使用海域空間資源和環(huán)境資源為目標(biāo),以占用岸線尺度、新增岸線尺度、岸線曲折度、岸灘海洋生態(tài)環(huán)境和生物多樣性、水流交換、環(huán)境容量、占用岸線和海域的經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo),進(jìn)行工程選址、平面設(shè)計(jì)與整體布局的多方案比選和優(yōu)化,最大限度地保護(hù)原有海岸地形地貌的原始性和多樣性,維護(hù)天然岸線和海域資源的最佳效益。避免采用裁彎取直、島礁連接、平行推進(jìn)等平面設(shè)計(jì)與總體布置。積極推動(dòng)由海岸延伸式圍填海造地向人工島式圍填海造地轉(zhuǎn)變,由大面積整體圍填海造地式向功能分離和多區(qū)塊組合圍填海造地式轉(zhuǎn)變[4]。

5.2.3 強(qiáng)化海岸帶保護(hù)與規(guī)劃工作

海岸保護(hù)與利用規(guī)劃作為海洋功能區(qū)劃的深化,應(yīng)做實(shí)、做細(xì),并進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。最大限度地減少浪費(fèi)和提高海洋資源的利用價(jià)值,保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)我國(guó)沿海地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的目的。風(fēng)險(xiǎn)管理工作走上可持續(xù)發(fā)展的道路。海岸保護(hù)與利用規(guī)劃的具體措施中,應(yīng)體現(xiàn)對(duì)圍填海的管理政策要求,把圍填海工程平面設(shè)計(jì)的基本原則和要求體現(xiàn)在基本功能岸段的管理措施中,成為各級(jí)部門審批圍填海的共同依據(jù)。

5.2.4 加強(qiáng)海洋生物資源的日常監(jiān)測(cè)管理

通過(guò)對(duì)漁業(yè)資源與漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè),掌握海洋生物生存環(huán)境和魚類資源的變動(dòng)情況,為圍填海工程科學(xué)、合理的進(jìn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并有針對(duì)性地提出后續(xù)生態(tài)修復(fù)措施。此外,圍填海工程應(yīng)該盡量避開(kāi)重要經(jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)卵場(chǎng),施工時(shí)間最好選擇在冬季,尤其應(yīng)該避開(kāi)5月和6月,這段時(shí)間是一些重要經(jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)卵期。

5.2.5 盡快完善海洋生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制

圍填海項(xiàng)目對(duì)海洋生物生存環(huán)境的保護(hù)按照“誰(shuí)開(kāi)發(fā)誰(shuí)保護(hù)、誰(shuí)受益誰(shuí)補(bǔ)償、誰(shuí)損壞誰(shuí)修復(fù)”的原則,根據(jù)影響評(píng)價(jià)的結(jié)果,把損害補(bǔ)償經(jīng)費(fèi)列入工程投資預(yù)算,營(yíng)運(yùn)期對(duì)海洋生物資源的損害補(bǔ)償經(jīng)費(fèi)可以分階段列入項(xiàng)目運(yùn)行成本預(yù)算,占用漁業(yè)水域?qū)Ｑ笊镔Y源的損害補(bǔ)償一次性落實(shí)補(bǔ)償經(jīng)費(fèi)[5]。同時(shí)選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于實(shí)施、保護(hù)和改善環(huán)境效果好的方案,以建立完善的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。

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