港口航道工程施工疏浚物處置措施探討

麥居喜　劉路明　詹誠

摘要：文章以欽州港30萬噸級進港航道支航道工程為例，分析了航道施工疏浚物采用海洋傾倒和綜合利用兩種處置方式的環境影響。結果表明，利用疏浚物填海造地生態效益和經濟效益顯著，疏浚物綜合利用對指導今后的港口航道工程建設具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：港口航道工程；疏浚物；綜合利用；環境保護

0引言

隨著經濟全球化的發展，國際間貿易往來日益頻繁，作為對外開放的門戶和出口經濟的橋頭堡——港口已成為沿海城市經濟發展的重要引擎，并在國民經濟發展中占據重要位置。為增加運輸效率，港口增設、航道拓寬和挖深工作越來越多，促使疏浚行業的快速發展［1］。

疏浚物產生的主要來源是碼頭岸線、進港航道、錨地、港口清淤等港口工程設施建設進行的水下土石方開挖工程，主要成分包括淤泥、砂礫、有機物質等［2］。受工程建設成本、陸地缺少存放地等因素影響，目前我國處理疏浚物的傳統處置方式主要是向海洋傾倒，每年向海洋傾倒的物質中，疏浚物占比達95%以上［2］。根據我國海洋生態環境狀況公報統計，我國海洋疏浚物傾倒量從1997年的3 329×104 m3增長至2020年的突破2.6×108 m3［3］。隨著海洋傾倒量逐年增加，現有傾倒區不能滿足傾倒量增長的需求，傾倒區的擴容造成的生態破壞日益明顯。因此，日益增長的疏浚物傾倒需求與海洋環境保護之間的矛盾已成為港口發展的“瓶頸”。

疏浚物作為兼具資源和廢棄物屬性的物質，有諸多有益用途［4］，合理利用可以變廢為寶。本文以欽州港30萬噸級進港航道支航道工程為例，分析傳統海洋傾倒的環境影響，并探討疏浚物綜合利用的施工方式，以期為港口航道工程施工疏浚物處置提供參考和意見。

1 工程概況

欽州港30萬噸級進港航道支航道工程，由30萬噸級進港航道接入至三墩外港作業區。該項目是我國南方及東南沿海地區煉油廠提供油源運輸保證的基礎工程。項目長8.5 km，設計有效寬度為320 m，底寬為314.4 m，底高程為-21.0 m，航道設計邊坡坡比為1∶7，疏浚工程量約為4 100×104 m3。

2 傳統疏浚物處置方式的環境影響分析

本項目原方案設計由4 500 m3以上耙吸船施工，通過耙吸船自挖、自航、自運將疏浚物外拋至疏浚物臨時傾倒區A和傾倒區B。傾倒區A面積約為21.0 km2海域，平均水深約為20 m；傾倒區B面積約為9.9 km2海域，平均水深約為23 m。根據采樣分析，疏浚物成分中細粉砂與黏土約占65%。

采用三維泥沙模塊預測施工期間懸浮泥沙影響范圍和程度，以此來分析本工程在施工過程對周邊海洋環境的影響。見表1和表2。

2.1 傾倒區拋泥施工懸沙遷移擴散預測

根據以上計算結果，可以得出如下結論：

（1）大潮期間最大懸浮物濃度增量等值線更長，而小潮期間等值線則更短。大潮時流速較大，因此泥沙被帶到更遠的地方，同時由于大潮期間流向比較集中，泥沙橫向擴散的范圍也窄；小潮期間流速較小，泥沙不容易被帶到遠處，小潮期間流向較大潮分散，泥沙在橫向擴散的范圍增加。

（2）由于工程疏浚泥工程量較大，引起工程區域的懸沙濃度增加幅度較大，疏浚泥拋卸引起的高濃度區主要集中在拋泥區附近。

2.2 水質環境影響預測

在分區傾倒的情況下，傾倒區A分區疊加的最大影響面積為137.00 km2，垂直方向平均影響面積為76.55 km2，漂出的最遠距離離A區中心點為9.60 km；傾倒區B的分區疊加最大影響面積為123.45 km2，垂直方向平均影響面積為65.74 km2，漂出的最遠距離離B區中心點為12.60 km；影響的方向與拋泥區潮流主向一致。傾倒區內水體在拋泥點附近短期產生高濃度懸沙，整個傾倒區及附近水域懸沙濃度狀況將超一類海水水質標準。

2.3 底棲生物損失評估

傾倒區疏浚泥覆蓋厚度＞0.50 m的范圍，將會導致傾倒區內的貝類和甲殼類等底棲生物全部死亡。在分區傾倒的情況下，A區的影響范圍約為21.3 km2，B區的影響范圍為10.1 km2。另一方面，在覆蓋高度＞0.50 m的范圍，底棲生物的死亡按50%死亡率估計，A區和B區的影響面積分別為6.3 km2和5.7 km2。

傾倒區底棲生物平均生物量為61.43 g/m2。經核算，傾倒區A、傾倒區B的一次性底棲生物損失分別為1 695.468 t、970.594 t。底棲生物的商品價格按10 000元/t計算，則傾倒區A、傾倒區B底棲生物直接經濟損失額分別為1 695.47萬元、970.59萬元。

疏浚物傾倒作業對傾倒區底棲生物只是造成一次性損失，按照《建設項目對海洋生物資源影響評價技術規程》（SC/T 9110-2007）規定，對生物資源損害的補償年限按不低于3倍計算（取3倍），則A傾倒區、B傾倒區底棲生物資源損害賠償額分別為5 086.41萬元、2 911.78萬元。A、B兩區合計為7 998.19萬元。

2.4 魚卵仔魚及成魚損失評估

按照《建設項目對海洋生物資源影響評價技術規程》計算，在分區傾倒情況下，傾倒區A損失魚苗共1.18×108尾，魚苗按市場價格0.3元/尾計算，生態補償金額約為1 065.09萬元；造成成魚損失67.024 t，按10 000元/t計算，生態補償金額201.07萬元。傾倒區B損失魚苗共8.82×107尾，生態補償金額約為794.06萬元。造成成魚損失45.708 t，生態補償金額約為137.13萬元。

綜上，本項目傾倒過程共造成漁業資源損失的生態補償金額共計約10 195.53萬元。

3 疏浚物資源化利用研究

3.1 疏浚物綜合利用設計方案

根據區域大欖坪物流園規劃，大攬坪2區和3區需要進行吹填造地，吹填區域四周已形成自然的圍堰，吹填平均厚度約為10 m，需外購吹填物料約3 500×104 m3。根據該吹填項目初步設計報告，采用開山土回填的方式吹填，投資約為110 600.75萬元。

為解決吹填區回填料不足、開山取土造價偏高的問題以及欽州港30萬噸級進港航道支航道工程疏浚土海洋傾倒造成海洋生態系統損失大的問題，欽州港30萬噸級進港航道支航道工程疏浚物改為吹填造地。

3.2 施工工藝

3.2.1 疏浚施工工藝流程

根據開挖層厚和航道現有水深情況，施工采用分層開挖。根據土質及采用耙吸船大小來分層，施工時中小型耙吸船以1.5 m為一層，大型耙吸船施工時以2 m為一層，逐層下挖，力求使開挖航槽底平順不起陡坎和垅溝，邊坡形成達到設計邊坡要求。施工順序是先挖淺段，逐次加深，待挖槽各段水深基本相近后再逐步加深。見圖1。

3.2.2 吹填造地施工工藝流程

吹填造地施工工藝流程見圖2。

3.3 環境保護措施

（1）在疏浚施工時，采用先進測量定位儀器進行精確定位，做到精確施工，減少超挖、漏挖，避免施工船舶往復施工造成疏浚物擾動、擴散增加。

（2）耙吸船施工根據施工區水深情況及所挖的土質，正確選取溢流方式。在水深淺的地方施工時，為確保船舶安全和防止水污染，可采取不裝艙溢流施工，待滿足船舶重載吃水后，再裝艙施工。耙吸船施工盡量減少溢流時間或將船舷兩側溢流口降低至船底，使溢出泥漿直接從船底排出，盡最大程度減少泥砂懸浮的影響范圍。

（3）合理選擇排泥管路由，方便對排泥管進行維護；定期對排泥管連接口進行巡視檢查、維修，避免出現泥漿泄漏污染環境。

（4）在吹填排泥管口安裝消能器，以減少吹填施工水流對吹填砂的沖擊影響，有利于提高吹填質量，確保吹填場地的平整度，并且有利于泥砂的沉降，降低環境污染。

（5）在遠離吹填管線排泥口的位置設置吹填排水口，加大泥漿在吹填區內的流程，保證吹填污水有足夠的沉淀距離；同時在吹填區內合適的位置設置柵欄，以降低吹填區內的泥漿流速，提高沉降效果，避免流出含泥量大的污水造成污染。

（6）排水口采用溢流堰閘板形式，隨時調節排水口溢流標高，保持堰頂溢流面與泥面高差＞0.5 m，降低排出水的泥漿濃度，防止水體二次污染。見圖3。

（7）為降低耙吸船在臨時儲泥坑傾倒疏浚土造成的泥漿懸浮物擴散，在儲泥坑四周設置防污簾，降低懸浮物的擴散距離和范圍，避免懸浮物大面積擴散造成污染。

4 不同利用方案環境影響及經濟效益對比分析

（1）經對海洋傾倒方案進行預測，在整個傾倒區及附近水域懸沙濃度均有較大增加，區域水質超過相應海水水質標準要求。而采取綜合利用的方案，通過優化施工工藝、采取嚴格的環保措施后，監測結果表明，懸浮物等監測因子在本監測海區均未超標，吹填區域附近海域環境質量沒有發生明顯變化。

（2）經預測，海洋傾倒方案造成的生物損失較大，生態補償金額約為10 195.53萬元。而綜合利用方案吹填區影響范圍要小于海洋傾倒范圍，生態監測結果表明，吹填海域的葉綠素a含量和初級生產力均處于較低水平，施工過程中本海區浮游動物多樣性指數H及均勻度J均屬于中上等水平，與施工前對比變化不大。

（3）采取欽州港30萬噸級進港航道支航道疏浚物綜合利用后，大攬坪2區和3區吹填建設節約了開山采石費用約110 600.75萬元，同時也避免了開山采石對陸域生態系統的破壞，總體經濟效益顯著。

5 結語

本文以欽州港30萬噸級進港航道支航道工程疏浚為例，充分利用航道疏浚物進行吹填造地，使航道疏浚物變廢為寶，節省了海洋傾倒疏浚物造成漁業資源損失的生態補償費和開山取土吹填造地費用，緩解了欽州港吹填造地砂源不足的問題，避免了傾倒疏浚物對海洋環境造成的生態破壞，經濟效益、環境保護效益顯著，對指導今后的港口航道工程建設具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

［1］蕭爾釧.分析港口航道疏浚工程施工技術［J］.珠江水運，2022（7）：60-62.

［2］楊文超.推動疏浚物資源化利用向多樣化精細化產業化方向發展［J］.環境經濟，2021（7）：22-25.

［3］邢 瑜，楊天件，廖 巖，等.海洋疏浚物資源化利用的思考與建議［J］.環境保護，2022（13）：50-53.

［4］宋 爽，王召偉，韓建波，等.污染疏浚物處置方法國際研究與應用進展［J］.海洋環境科學，2021（5）：805-812.

作者簡介：麥居喜（1987—），工程師，主要從事港口航道工程規劃、建設管理及項目前期策劃工作。