圍填海對海洋水動力與生態環境的影響

李政明

摘要：圍填海工程改變了港灣海域面積及容量，從而改變了港灣水沙動力環境狀況。作為海洋中物質輸運的驅動力，水動力狀況發生改變后會引發海水交換能力、納潮量、水質及沉積速率等一系列環境因子的變化，這些環境因子的變化直接對海域的環境容量與生態系統造成影響。基于此，本文主要對圍填海對海洋水動力與生態環境的影響進行分析。

關鍵詞：圍填海；海洋水動力；生態環境；影響

1、水交換能力及納潮量

圍填海后，渤海灣海水半交換時間由300d變成超過600d，海域平均水存留時間明顯增加；象山港30d、60d、90d平均水交換率由59.3%，66.4%和71.7%下降至54.7%、61.9%和67.3%；錦州灣由于圍填養殖及工程建設，總海域面積大幅減少，導致2000-2005年海水交換率平均減少17.5%，2005-2010年平均減少9.28%；羅源灣2012年與1960年代相比30d平均水交換率減少21.42%。

圍填海工程會使海域面積減少、海灣灣口寬度縮短，從而導致納潮量減少、漲潮流流速變小等問題。廈門西海域由于周圍海域被圍，導致納潮量減少，且隨著圍填海工程的修建，海水流速大幅降低，而同期未施工海域納潮量變化不大。隨著膠州灣填海造陸的面積增多，1966-1986年膠州灣納潮量減小2.67%，至2000年已減小4.63%，至2008年納潮量減小了6.5%。羅源灣圍填海工程導致淺水海域面積損失25.27km2，納潮量則減少28.38%。圍填海前后的湛江灣、象山港、深圳灣及錦州灣納潮量和水交換率呈下降趨勢，湛江灣納潮量減少3.4%；象山港全潮平均納潮量減少12.6%；深圳灣、錦州灣的納潮量及水交換率隨著海域面積的減少而減小（見表1）。

大面積圍填海是造成各海域海水交換率下降、岸線變化劇烈及納潮量減小的主要原因。同時，海水交換能力減弱還會降低海水的自凈能力，對近海環境造成污染。深圳市嚴重污染海域占深圳市總海域面積的51.9%，幾乎全都分布在圍海造地集中的海域。日本諫早灣填海后直接引起有明海的大規模赤潮。這說明海水水質下降與不適當的圍墾有關。

2、水動力條件

圍填海工程改變了近海海岸地形地貌、潮波反射的位置和角度，從而會對附近海域的潮流、波浪等水動力條件產生一定影響。圍填海工程面積越大，對海域水動力影響也越大。圍填海工程對流場的影響局限于工程附近水域，隨著距離的增大，影響逐漸變小。圍填海后，舟山岑港北側基巖海岸對流場的影響范圍主要集中在圍填海堤的前沿。

由于圍填海工程的建設，造成特征點平均張潮流、落潮流均成不同幅度的減少，附近海域的流速流向發生改變，如湛江灣及膠州灣前灣附近海域潮流速度均減小；2003-2013年，曹妃甸海域漲落潮最大幅值變化約為0.05m/s，流向變化最大值為26°大部分區域不超過10°；萊州灣流速整體減小，流向變化一般小于5°。圍填海工程除了會改變其附近海域的流場及流速，還會對波浪造成一定影響。港九海峽兩岸海堤由于已延伸至較深水域，沿岸沒有消能的淺灘，當波浪傳至海堤時，海堤起到反射作用，使入射波與反射波疊加，波高增大。

3、圍填海對海域生態環境的影響

圍填海帶來的生態環境問題主要有6個方面：

1）天然的排洪通道由于大量的圍填海工程受阻，導致河床以及地下水位升高，防洪壓力無形中加大。近年來，珠江三角洲洪澇災害增加與圍填海有直接的關系。同時圍填海工程之后新增加的土地很大程度上會造成鹽漬化，這樣海岸侵蝕情況加劇，要做到海岸防災減災更加困難。

2）圍填海工程破壞近岸海域的漁業資源。有絕大部分海洋魚類繁衍生存主要在近海海域，但是圍填海工程大規模的實施，改變了近海海域水文特征，使魚類的洄游規律發生變化，魚群的棲息環境遭到了嚴重破壞，近年來在近海海域這樣的情況下漁業資源明顯銳減。曾慶波研究指出在東莞虎門港長安港區在實施圍填海工程之后物種減少，尤其是珍稀瀕危動物，中華鱘已不多見；另外圍填海工程的實施還對魚類造成了“驅趕效應”，同時對魚類的繁殖生存構成了很大的威脅。

3）圍填海工程改變海岸帶的自然景觀，破壞生態平衡。大規模的圍填海活動，破壞海岸自然景觀環境，造成生態環境和社會經濟問題，因不合理的圍填海工程導致很多海灣自然環境發生變化，生物生態環境被嚴重損害。

4）圍填海工程毀掉大批紅樹林，生態系統退化。有“海上森林”之稱的紅樹林是熱帶、亞熱帶沿海潮間帶特有的木本植物群落，具有極其重要的生態服務功能，然而填海造地毀壞紅樹林，換來的是海濱生態環境的惡化、海岸國土侵蝕日益嚴重、臺風暴潮損失加劇、近海珍珠養殖業整體衰敗、灘涂養蝦暴病、林區和近海漁業資源減少等。

5）圍填海工程造成近海海域重金屬污染。潘少明等針對圍海造地工程對香港維多利亞港現代沉積作用的影響進行研究，認為圍海造地、海岸工程等造成的岸線變化是影響維多利亞港堆積侵蝕的主要因素。另外在沉積柱狀樣中，Pb，Zn，Cu等重金屬的分布表明，圍填海工程使得該海域重金屬的污染嚴重。

6）同時圍填海工程對污染物的輸運也會造成影響，圍填海工程會導致海灣減小，會造成該海灣納潮量減小，納潮量減小之后該海灣物理自凈能力較之前減弱，這樣就會影響到污染物的輸運。孫長青等在填海造地對膠洲灣污染物輸運影響的數值研究中就得到類似的結論。圍填海工程對生態環境的影響引起了廣泛關注，國內外學者多數基于生態補償機制進行圍海的生態修復及管理，郭臣林磊等都針對膠州灣圍填海生態補償機制進行研究，認為這一機制在圍填海生態修復方面更為合理化。

4、建議及展望

圍填海工程對近海海洋環境的影響是顯而易見的，經過對前人研究的分析，我們得知對于圍填海所產生的海洋環境問題，很多專家學者利用不同的研究方法對不同海域開展了諸多研究。但是近年來我國圍填海工程的規模、特點和方式較之前相比有很大不同：

1）圍填海的規模大幅度增加，僅在渤海就有遼寧的五點一線，河北的曹妃甸和渤海新區，天津的臨港工業區、臨港產業區、南港工業區、東疆港區，面積動則幾十平方公里到上百平方公里；

2）逐漸趨向于多元化行業及領域，石化項目用海、工業開發區用海、城鎮建設用海、港口用海，石油勘探開發用海取代了過去單一的圍墾或者養殖用海；

3）圍填海的方式趨于區塊化，以政府主導的大規模區域用海取代了過去的單一項目用海。之前的研究工作中，專家們不管是從圍填海對地形地貌的影響，還是對水動力環境以及生態環境的影響都有研究，但是研究過于單一化，僅僅針對某一要素進行研究。而我國圍填海工程現狀復雜，對海洋環境產生的影響具有多樣性，這就對研究我國圍填海的海洋環境影響提出了更高的要求，在未來的研究中，需要考慮多重因素，對多項要素進行系統準確的研究，全方位闡述圍填海對海洋環境影響的評估方法，這樣才可以更加科學準確地認識到圍填海對海洋環境的影響，同時對于科學合理開發海岸帶資源、保護海岸帶生態環境提供決策參考。

參考文獻

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（作者單位：天津科技大學交通運輸部天津水運工程科學研究所）