長江干線航道綠色施工評價指標體系研究

韓兆興，唐 明，徐洪磊，程金香，曾 威，鄭超蕙

(1.交通運輸部規(guī)劃研究院，北京100028；2.清華大學，北京100084；3.長江武漢航道工程局，湖北 武漢430014)

綠色航道應覆蓋規(guī)劃設計、施工建設、養(yǎng)護管理等航道建設和運營的全過程[1]。國內學者在綠色航道研究方面多集中在生態(tài)護岸、生態(tài)護灘、生態(tài)壩體等綠色航道設計領域[2-7]，針對航道綠色施工的系統(tǒng)性研究較少。綠色施工是指工程建設中，在保證質量、安全等基本要求的前提下，通過科學管理和技術進步，最大限度地節(jié)約資源與減少對環(huán)境負面影響的施工活動，實現(xiàn)四節(jié)一環(huán)保(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護)[8]。施工時間、施工材料、施工工藝以及施工管理直接決定了航道工程生態(tài)環(huán)境影響的途徑、方式和程度。為此，周億迎等[9]對內河航道綠色施工的內涵進行了研究，重點從能源節(jié)約方面提出部分綠色施工技術，雷曉玲等[10]、謝孝如[11]對環(huán)保疏浚等個別施工工藝開展了研究。但航道綠色施工仍處于研究積累階段，特別是有關航道綠色施工評價指標體系的研究成果還較為缺乏。

本文以長江干線航道為例，分析航道建設特點，基于航道施工流程及主要生態(tài)環(huán)境影響分析，提出長江干線航道綠色施工評價指標體系，以期為推動航道綠色施工提供指導。

1 長江干線航道整治特點

1)整治工程強度大。長江干線航道全長2 838 km，“十三五”期間共規(guī)劃航道整治項目34個。通過整治，“十三五”期間長江干線2 688 km航道條件得到大幅提升，改善航道里程1 284 km[12]。由于項目數(shù)量較多、工程強度大，長江干線航道整治需要重點關注施工過程的生態(tài)環(huán)境影響，眾多整治項目也為航道綠色施工技術研發(fā)和工藝研究提供了平臺。

2)涉及生態(tài)敏感資源多。據(jù)不完全統(tǒng)計，長江干線航道涉及11個國家和省市級自然保護區(qū)、87處飲用水取水口或水源保護地以及諸多重要濕地和魚類“三場”等生態(tài)敏感區(qū)域[13]。

3)生態(tài)環(huán)境保護要求高。2017年，為貫徹落實國家生態(tài)文明建設和長江經(jīng)濟帶綠色發(fā)展要求，交通運輸部印發(fā)了《關于推進長江經(jīng)濟帶綠色航運發(fā)展的指導意見》，提出在長江經(jīng)濟帶要推進綠色航道建設[14]。2020年12月，全國人大審議通過了《中華人民共和國長江保護法》，對長江干線航道整治提出更高的生態(tài)環(huán)保要求。

2 長江干線航道主要施工流程及對環(huán)境的影響

2.1 施工流程

從建設內容分類，長江干線航道整治主要包括護岸、護底、護灘、壩體、疏浚、清礁、航標配布等；從項目所在區(qū)域分類，可分為山區(qū)航道、平原航道和潮汐河口航道整治等；從施工作業(yè)地點分類，可分為岸上施工和涉水施工等。

對長江干線航道主要建設內容的典型施工流程進行梳理可知(表1)，疏浚、清礁施工流程相對獨立，護岸、護底、護灘、壩體施工的部分施工流程相似。因此，可從施工流程角度將長江干線航道整治工程細分為測量、預制、鋪排、拋投、開挖/回填、綠化、疏浚、爆破，以及輔助施工等主要環(huán)節(jié)(圖1)，其中輔助施工內容包括施工便道修建、施工營地及預制場建設、施工船舶調度等。

表1 典型航道整治工程施工流程

圖1 護岸、護底、護灘、壩體施工主要環(huán)節(jié)

2.2 施工對生態(tài)環(huán)境的影響

施工對環(huán)境影響的分析見圖2。從環(huán)境要素看，施工環(huán)境影響可分為水、生態(tài)、大氣及聲環(huán)境影響；從環(huán)境影響持續(xù)時間看，可分為長期影響(如建設航道整治建筑物對河勢的改變)和短期影響(如施工船舶廢氣排放對空氣質量的影響)；從環(huán)境影響途徑看，可分為直接影響(如鋪排造成底棲生物損失)和間接影響；從環(huán)境影響性質看，可分為有利影響(如穩(wěn)定河勢、減少沖刷)和不利影響。

圖2 航道施工對環(huán)境的影響

2.2.1水環(huán)境影響

采用HPLC方法來定量分析底物咖啡堿、可可堿、茶堿在發(fā)酵過程中的消耗情況，反應液原液稀釋至合適倍數(shù)后經(jīng)HPLC進樣分析，三種生物堿的定量檢測方法采用色譜條件[14,15]：C18柱（4.6×200 mm，5 μm，welchrom），流動相：A：去離子水，B：N, N-二甲基甲酰胺：甲醇：乙酸=40：2：1.5，流速：1 mL/min。進樣量：10 μL等條件在278 nm下檢測，試驗重復六次（n=6），分析并計算結果。

在水文情勢影響方面，拋投、鋪排等航道整治建筑物建設及疏浚、清礁等整治工程會引起局部水動力條件發(fā)生變化。但開展護岸、壩體、護底(灘)等航道整治也可以穩(wěn)定河勢及灘槽格局[15-16]，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生對環(huán)境有利的影響。

在水質影響方面，拋投、沉排、疏浚等水下施工會引起局部水體懸浮物增加，從而影響水環(huán)境質量。以懸浮物濃度增加值超過10 mg/L作為影響范圍，典型航道整治工程的實地監(jiān)測顯示沉排、拋石等施工的影響范圍一般在作業(yè)點周邊100～200 m[17]；模型模擬顯示疏浚懸浮泥沙影響范圍通常在疏浚點周圍2～3 km范圍[18]。其次，施工船舶事故會導致燃料油泄漏，造成大面積水質惡化。同時，施工船舶含油污水、生活污水、垃圾等若隨意排放或丟棄，施工人員、機械檢修產(chǎn)生的生活污水和生產(chǎn)廢水如果處理不當，均會造成水體污染。此外，施工營地、預制場產(chǎn)生初期雨水會形成徑流污染。

2.2.2生態(tài)影響

在水生生態(tài)影響方面，拋投、開挖、鋪排等施工會改變魚類棲息環(huán)境，減少魚類棲息空間，造成施工區(qū)域底棲生物、浮游生物等生態(tài)損失；爆破、疏浚會促使局部河段紊動動能減弱，而適宜的紊動強度可以刺激魚類產(chǎn)卵行為和受精卵的形成[19]。通常，拋投、鋪排等形成的航道整治建筑物對漂流性魚類產(chǎn)卵場流態(tài)影響較小[20]；爆破產(chǎn)生的沖擊波和噪聲可能會傷害水生生物，驚擾魚類索餌和棲息。但研究表明長江深水航道丁壩群建設后形成的復雜水流條件也為魚類提供了產(chǎn)卵場、越冬場和索餌場[21]；拋投、疏浚等施工作業(yè)及施工船舶會改變水下聲環(huán)境對江豚覓食、集群等產(chǎn)生不利影響[22]；網(wǎng)兜拋石噪聲可能會壓縮長江江豚的自然棲息地，對幼年長江江豚造成傷害的可能性較大[23]。

在陸域生態(tài)影響方面，岸上開挖、回填、棄渣等會造成表層植被破壞，易引起水土流失，影響陸域生態(tài)系統(tǒng)。護岸綠化、施工營地復墾等選擇植被不當會引發(fā)生物入侵。

2.2.3其他環(huán)境影響

3 長江干線航道綠色施工評價目標及評價指標體系

3.1 評價目標

通過構建綠色施工評價指標體系，指導長江干線航道綠色施工行為，評價航道整治工程施工過程的綠色化水平，從而促進航道綠色發(fā)展，保護航道工程涉及區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)工程與自然和諧共生。

3.2 評價原則

1)全面性：對可能產(chǎn)生不利環(huán)境影響的施工作業(yè)進行全面評價，包括水環(huán)境影響、大氣環(huán)境影響、聲環(huán)境影響，以及直接和間接產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響。

2)定量化：基于工程實踐經(jīng)驗，總結施工操作及其環(huán)境影響程度的量化指標，作為綠色評價指標預期水平值的參考。

3)動態(tài)性：綠色評價指標及預期值應根據(jù)航道工程特點及最新施工水平進行選擇、調整和完善，以確保指標對于長江航道綠色施工具有指導意義。

3.3 指標選取

對標長江干線航道綠色施工目標，根據(jù)施工可能的環(huán)境影響，選取7個主要方面共40個評價指標(表2)。

表2 長江干線航道綠色施工評價指標體系

1)資源節(jié)約利用：主要包括疏浚土利用率、土石方綜合利用率、就地取材率、溫室氣體排放量等6個指標。其中，土石方綜合利用率、就地取材率、施工區(qū)域節(jié)能燈具比例等指標根據(jù)JT/T 1199.3—2018《綠色交通基礎設施評估技術要求 第3部分綠色航道》要求，預期指標值可分別設定為30%以上、60%以上和90%以上。

2)生境保護：主要包括專業(yè)施工船舶定位系統(tǒng)安裝率、二次回挖次數(shù)、環(huán)保疏浚裝備使用比率等12個指標。其中，采用全球定位系統(tǒng)(DGPS)和自動測深系統(tǒng)可以提高施工精度，控制施工范圍，減少施工時間，DGPS系統(tǒng)定位精度可達到1 m[25-26]。

3)生物防護：主要包括驅魚措施比率、重要水生生物觀測頻率等4個指標。研究表明，網(wǎng)兜拋石對江豚的影響較其他施工影響更大，因此在江豚集中棲息區(qū)域進行航道施工應考慮降低網(wǎng)兜拋石施工頻次。

4)水環(huán)境保護：主要包括船舶水污染物接收處理率、防污屏布設率、船舶溢油事故發(fā)生頻率等6個指標。其中，在水源地開展航道施工時可通過布設防污屏控制施工影響范圍，根據(jù)水文條件防污屏布放可采用半包圍方式，在加強防護的同時提高水流的連通性。

5)大氣環(huán)境保護：主要包括船舶非合規(guī)燃油使用處罰次數(shù)、清潔能源船舶比率等4個指標。

6)聲環(huán)境保護：主要包括施工設備維護頻率、噪聲敏感建筑物集中區(qū)域內夜間施工作業(yè)時間2個指標。

7)環(huán)境管理，主要包括環(huán)保工作檢查考核頻次、綜合環(huán)保培訓頻次、專項環(huán)保培訓頻次等6個指標。

4 結語

1)長江干線航道整治強度較大、涉及生態(tài)敏感因素較多、環(huán)境保護要求較高，需要進一步加強航道整治工程綠色施工研究和應用工作，彌補綠色施工方面的短板，不斷提高施工綠色水平。

2)基于各航道整治工程施工類型剖析，航道施工環(huán)境影響包括水環(huán)境影響、生態(tài)影響、大氣環(huán)境影響、聲環(huán)境影響，長期影響和短期影響，直接影響和間接影響，有利影響和不利影響。

3)針對施工對生態(tài)環(huán)境要素的影響，從資源節(jié)約利用、生境保護等7個方面研究建立長江干線航道綠色施工評價指標體系，共包含40個評價指標。評價指標值的確定需要結合環(huán)境保護政策、標準規(guī)定等，部分指標評價還需要根據(jù)研究試驗和專家論證給出半定量或定性的評價限值。