碼頭建設對感潮河段水生態影響研究

趙曉晨 范利平 陳基培

(珠江水資源保護科學研究所,廣東 廣州 510611)

環境影響評價制度在我國已經有30多年的發展歷程[1],第一部關于生態影響評價的導則是于1998年6月1日起實施的《環境影響評價技術導則 非污染生態影響》(HJ/T 19—1997),該導則中的“生態影響評價”是指通過定量揭示和預測人類活動對生態影響及其對人類健康和經濟發展作用的分析確定一個地區的生態負荷或環境容量。由于評價等級和范圍的判斷局限性,評價要求指導性不足,保護措施可操作性不強等原因[2],原環境保護部于2011年4月8日發布《環境影響評價技術導則 生態影響》(HJ 19—2011),該導則中提出“生態影響”是指經濟社會活動對生態系統及其生物因子、非生物因子所產生的任何有害的或有益的作用,影響可劃分為不利影響和有利影響,直接影響、間接影響和累積影響,可逆影響和不可逆影響[3]。為進一步對導則存在的問題進行修訂,提高適用性和可操作性,2022年1月15日,生態環境部發布了《環境影響評價技術導則 生態影響》(HJ 19—2022),導則中提到的“生態影響”是指工程占用、施工活動干擾、環境條件改變、時間或空間累積作用等,直接或間接導致物種、種群、生物群落、生境、生態系統以及自然景觀、自然遺跡等發生的變化。本文根據《環境影響評價技術導則 生態影響》(HJ 19—2022),選取感潮河段珠江三角洲東海水道作為研究區域,以碼頭建設項目為例,闡述了項目建設期和運營期對水生態產生的影響,并計算出生物損失量,提出相應的環保管理措施,以減少建設項目給水生態環境帶來的不利影響。

1 研究區域概況

碼頭建設地點位于廣東省佛山市順德區杏壇鎮南華村。該工程主要的建設內容包括建設多用途泊位3個,建設規模均為3000DWT級,占用碼頭岸線310m,有鋼材堆場9座,引橋1座。港池水域施工期疏浚量為30.98萬m3,疏浚土主要為淤泥,采用吹泥船對回旋水域和岸坡進行水下挖泥,局部碎石土、鑿除巖石后采用8m3抓斗式挖泥船進行開挖,疏浚深度為0.5～2.5m,工程開工時間為2022年,整體工期擬定為24個月,疏浚工程施工時長為2個月。根據《佛山港總體規劃》,碼頭作業區位于東海水道左岸南華閘上游,屬于感潮河段。碼頭陸域用地寬度為206～640m,縱深為250～415m,為佛山市順德區規劃港區用地,不涉及自然保護區、森林公園等生態環境敏感區域。

2 水生態環境現狀

研究所用的歷史資料來源于珠江水資源保護科學研究所編制的《珠江河口綜合治理規劃環境影響評價 水生態專題》(以下簡稱《水生態專題》),調查的時間為2020年6—9月,調查的范圍為東海水道以及珠江口,調查的項目主要包括浮游動植物、底棲動物和魚類資源狀況;現狀調查工作為廣州千江水生態科技有限公司于2021年12月、2022年2月和2022年9月開展的《了哥山港區本港作業區二期工程環境影響評價 水生生態現狀監測》(以下簡稱《現狀監測》),主要調查項目包括浮游植物、浮游動物、底棲動物和魚類資源調查。

2.1 歷史資料收集

2.1.1 浮游動植物和底棲動物

《水生態專題》中的監測點位見圖1。該水域共檢測出30種浮游植物,其中硅藻門14種、藍藻門2種、綠藻門14種,分別占檢出種類的46.7%、6.66%、46.7%,浮游植物密度為104萬cells/L,生物多樣性指數為2.4,均勻度為0.71,表明水生態狀況一般。該水域共檢出浮游動物12種,其中,以原生動物最為豐富,共有8種;輪蟲類和橈足類各檢出2種。根據分析,該水域浮游動物密度為7.23ind./L,生物量為27.17μg/L,生物多樣性指數為2.1,均勻度為0.85,表明水生態狀況一般。《水生態專題》數據顯示,該水域底棲動物種類組成較簡單,主要以閃蜆(Corbiculanitens)、寡鰓齒吻沙蠶(Nephtysoligobranchia)、疣吻沙蠶(Tylorrhynchusheterochaeta)、沙蠶科(Nereidiae)、鉤蝦(Gammaridea)、中國淡水蟶(Novaculinachinensis)、中華圓田螺(Cipangopaludinacathayensis)、蜾蠃蜚(Corophiumsp)等為主。

圖1 《水生態專題》中監測點位示意圖

2.1.2 魚類、漁業資源歷史資料

根據《佛山市養殖水域灘涂規劃(2014—2023)》,佛山市境內江河魚類資源豐富,有淡水魚類46種,其中鯉形目2科32種12亞種,占總種數的69.6%;鲇形目4科7種;鳉形目1科1種;鱸形目5科6種。《水生態專題》數據顯示,珠江口以鯉科魚類最多,有24種,占總種數的36.9%;其次為鱸形目魚類,有18種;鲇形目魚類9種。

2.2 現狀調查

2.2.1 浮游動植物和底棲動物

為了解東海水道的水生生態狀況,開展了水生生物調查并編制了《現狀監測》,設了1個水生生態調查點,調查時間為2022年9月22日,具體位置見圖2。《現狀監測》結果顯示,鑒定記錄浮游植物種類共3門15種。其中,硅藻門5種,綠藻門7種,藍藻門3種。根據分析,浮游植物生物密度為283萬ind./L,生物量為82.45μg/L。此次調查水域浮游植物優勢種類主要有固氮長孢藻(Dolichospermumazotica)、細小隱球藻(Aphanocapsaelachista)和小環藻(Cyclotellasp.)。調查水域浮游植物的Shannon-Wiener多樣性指數和Pielou均勻度指數的平均值分別為1.92和0.71。此次調查檢測出浮游動物種類共4類12種。其中,原生動物類4種,輪蟲類3種,橈足類3種,枝角類2種。根據分析,浮游動物密度為13.44ind./L,生物量為37.28μg/L。此次調查水域浮游動物優勢種類主要有砂殼蟲(Difflugiasp.)、球形叉口砂殼蟲(Difflugiagramen)、無棘匣殼蟲(Centropyxisecornis)、無節幼體(Nauplius)、臺灣溫劍水蚤(Thermocyclopstaihokuensis)、頸溝基合溞(Bosminopsisdeitersi)和象鼻溞(Bosminasp.)等。調查水域浮游動物的Shannon-Wiener多樣性指數和Pielou均勻度指數的平均值分別為2.06和0.83。此次調查檢測出底棲動物種類共3門9種。其中,環節動物2種,軟體動物6種,節肢動物1種。底棲動物密度為18.5ind./m2,生物量為28.54g/m2。此次調查水域底棲動物優勢種類主要有齒吻沙蠶(Nephthyssp.)、環棱螺(Bellamyasp.)、河蜆(Corbiculafluminea)、淡水殼菜(Limnopernafortune)和米蝦(Caridinasp.)。

圖2 浮游動植物和底棲動物采樣點位示意圖

2.2.2 魚類、漁業資源資料

于2021年12月和2022年2月對東海水道的漁業資源情況開展了兩次調查,具體位置見圖3。由《現狀監測》兩次調查可知,共獲取漁獲物74尾,分屬于7目11科18屬20種。其中,鯉形目10種38尾,鱸形目5種20尾,脂鯉目1種10尾,鯡形目1種3尾,鰻鱺目1種1尾,鯔形目1種1尾,鲉形目1種1尾;以鯉形目為主,種類占比50.00%,數量占比51.35%。兩次共發現外來物種2種14尾,其中,尼羅羅非魚3尾,齊氏羅非魚11尾。東海水道魚類豐富度指數的平均賦分值為78.8分,指示水質情況為輕度污染。

圖3 漁業資源采樣點位示意圖

根據2020年5月30—31日西江干流高明港區富灣河段的早期資源調查(具體監測點位見圖4),4個站位只采獲到仔稚魚,密度范圍為0.022～0.664ind./m3,平均密度為0.344ind./m3。仔稚魚優勢種有2種,其中,花鰶的優勢度為0.615,七絲鱭優勢度為0.180。

圖4 西江干流高明港區富灣河段的早期資源調查點位示意圖

2.3 現狀與歷史對比分析

從上述章節可知,《現狀監測》的監測點與《水生態專題》的監測點屬于同一水域,通過對比和分析《現狀監測》和《水生態專題》數據,可進一步說明調查水域水生態狀況,具體如下:

a.在物種方面,浮游動植物、底棲動物和魚類的常見物種大部分保持一致。其中,浮游植物以硅藻門和藍藻門為主,主要包括淡水類群的顛藻、小環藻等[4-5];浮游動物以原生動物類和輪蟲類為主,主要包括淡水浮游生物如表殼蟲、砂殼蟲;底棲動物以軟體動物和環節動物為主,主要包括仙女蟲和齒吻沙蠶;魚類以鯉形目和鱸形目為主,上述物種均為珠江三角洲河網水體中常見的主要類群[6-8]。

b.在數量方面,《水生態專題》的調查范圍是整個佛山市境內的江河,調查期間采集了浮游植物30種、浮游動物12種、底棲動物8種、魚類46種;《現狀監測》的調查范圍僅為東海水道,調查期間采集了浮游植物15種、浮游動物12種、底棲動物9種、魚類20種。

c.在其他方面,浮游植物《水生態專題》中采樣時密度為104萬cells/L,生物多樣性指數為2.4,均勻度為0.71;《現狀監測》中采樣時生物密度為283萬ind./L,生物量為82.45μg/L,多樣性指數為1.92,均勻度為0.71;表明兩次調查的結果保持一致,水生態狀況一般。浮游動物《水生態專題》中采樣時密度為7.23ind./L,生物量為27.17μg/L;《現狀監測》采樣時密度為13.44ind./L,生物量為37.28μg/L;說明浮游動物的個體數量較歷史水平有所上升,這有可能是由于采樣時間和季節不同而產生了變化[9]。

3 水生態環境影響分析

碼頭項目運營期產生的廢水主要來自碼頭工作人員的生活污水、初期雨水以及到港船舶生活污水和含油污水等。在正常運營情況下,到港船舶生活污水、含油污水經碼頭壓力污水管線統一輸送至后方港區生活污水處理站進行深化處理后,統一納入市政管網。該項目建成后運營期產生的污水均得到有效處理,且該項目運營期沒有單獨維護性疏浚工程,不會對研究水域水生生態環境帶來顯著影響。因此,本文主要針對施工期對水生態環境的影響進行描述,影響來源主要包括施工期間港池疏浚對底質的破壞、疏浚以及樁基水下作業過程中懸浮物擴散對水生生態的影響。

3.1 對底棲生物的影響

項目的實施將使疏浚范圍內的底棲生物棲息地遭到破壞。項目疏浚區域總面積約13.3萬m2,棲息于此范圍內的底棲生物因底泥開挖、搬運將全部損失。類比同類工程,若受影響的時間為非產卵期,其恢復通常較快,5～6個月后底棲生物群落的主要結構參數(種數、豐富度及多樣性等),將與挖掘前或鄰近的未挖掘水域基本一樣,但物種組成仍有差異,若要徹底恢復,則需要更長的時間。這是由于底棲生物的幼蟲為浮游生物,只要有足夠的繁殖產量,這些幼蟲便會來到工程區生長。因此,疏浚對底棲生物的影響是暫時的,施工結束后一段時間,底棲生物群落將重建平衡。

3.2 對浮游植物的影響

項目碼頭施工作業過程對浮游植物最主要的影響,是由于疏浚及拋泥等工程活動使水體中的懸浮物質增加,水渾濁度增大,水體透明度降低,因此影響了浮游植物的光合作用,妨礙其生長,降低單位水體內浮游植物的數量,導致該水域內初級生產力下降。該項目建設對周圍水域浮游植物產生影響的范圍主要在港池附近。研究表明,光強對浮游植物的光合作用有很強的促進作用。進入水體的懸浮物會影響水體的透明度,進而影響水中光的強度。相關資料和文獻顯示[10],水體懸浮物濃度在10mg/L以下時,水體中的浮游植物不會受到影響;而當懸浮物濃度達到50mg/L以上時,浮游植物會受到較大影響;當懸浮物含量極高,水體透光性極差時,浮游植物基本上無法生存。當懸浮物的濃度增加量在10～50mg/L時,浮游植物將會受到輕微的影響。根據水質模擬預測結果,港池疏浚、碼頭樁基水下作業等施工產生的懸浮泥沙影響范圍主要是疏浚區域周邊,正常情況下,施工產生的懸浮泥沙量大于10mg/L的最大包絡線面積為0.973km2,大潮時疏浚上、下游懸浮物濃度降至10mg/L的距離分別為約1.7km和2.1km。疏浚結束后懸浮泥沙會隨著時間而逐漸沉淀,水質受到的影響較小。

3.3 對浮游動物的影響分析

項目建設對浮游動物最主要的影響是建設期產生的懸浮物質增加了水體的渾濁度。懸浮物對浮游動物的影響與懸浮物的粒徑、濃度等有關。具體影響反映在浮游動物的生長率、存活率、攝食率、豐度、生產量及群落結構等方面。浮游動物所受影響程度和范圍與浮游植物的相似。同樣,項目建設過程對周圍水體中浮游動物產生影響的范圍也主要在港池附近,對周圍水域浮游動物的影響主要是通過影響了浮游動物的餌料生物即浮游植物而引起的,因此在浮游植物減少的區域,浮游動物的生長也將受到影響。浮游動物的生長周期總是滯后于浮游植物的生長周期,且只以浮游植物為食,因此,隨著水體的運動和混合、交換,浮游動物受影響區域的位置將會偏離浮游植物的受影響區域,而且這一區域的界限將變得十分模糊。該工程建成以后,僅港池附近的流速和淤積發生輕微的變化,由于浮游生物具有一定的遷移性,其變化對浮游生物的影響不大。

3.4 對漁業資源的影響

魚類相對底棲生物和浮游生物具有較強的回避能力,當周圍環境轉劣時,魚類及其他游泳動物會自動尋找適合生存的環境,因此,碼頭工程施工期水下作業產生的懸浮物對魚類等水生生物不會造成物種損失。施工過程對漁業資源的影響主要是懸浮物對漁業資源的影響。該項目水下施工將造成局部的懸浮物污染,在一定范圍內形成高濃度擴散場,懸浮顆粒將直接對魚卵和稚仔魚及幼體造成傷害。主要表現為影響胚胎發育,懸浮沉積物堵塞生物的腮部造成窒息死亡;大量懸浮沉積物造成水體嚴重缺氧而導致生物死亡;懸浮沉積物填埋、有害物質二次污染造成生物死亡等。懸浮泥沙對漁業的影響不是永久性的,而是可逆的,會隨著施工結束而逐漸恢復。施工結束運營一段時間后,浮游生物和游泳生物種群數量、群落結構會發生變化而趨于復雜,生物量也會逐漸增加,使生態系統恢復生機。

3.5 生物損失量計算

按照《建設項目對國家級水產種質資源保護區(淡水)影響專題論證報告編制指南(試行)》(以下簡稱《編制指南》)相關要求和指引,對該項目建設中生物資源的損耗進行分析。

3.5.1 懸浮物對底棲生物的損耗量

Wi=DiSi

(1)

式中:Wi為第i種類生物資源受損量,尾、個、kg;Di為評估區域內第i種類生物資源密度,尾(個)/km2、尾(個)/km3、kg/km2;S為第i種類生物占用的漁業水域面積或體積,km2或km3。

底棲生物的損耗量見表1。

表1 底棲生物的損耗量

3.5.2 懸浮物對浮游植物、浮游動物和仔稚魚的損耗量

按照《編制指南》,施工產生的懸浮物在擴散范圍內會對水生生物產生持續性損害,損耗量按以下公式計算:

Mi=WiT

(2)

(3)

式中:Mi為第i種類生物資源累積損害量,尾、個、kg;Wi為第i種類生物資源一次性平均損失量,尾、個、kg;T為污染物濃度增量影響的持續周期數(以年實際影響天數除以15),個;Dij為某一污染物第j類濃度增量區第i種類生物資源密度,尾/km2、個/km2、kg/km2;S為某一污染物第j類濃度增量區面積,km2;Kij為某一污染物第j類深度增量區第i種類生物資源損失率,%;n為某一污染物濃度增量分區總數。

根據施工進度計劃,該項目抓泥斗開挖、回填等主要產生懸浮泥沙的工程施工工期約為30天,污染物濃度增量影響的持續周期數T為2(15天為1個周期),懸沙擴散范圍內的水域平均水深以2.3m計算。項目水域漁業資源密度見表2,其中平均生物量為現狀監測值。工程懸浮物造成的各類生物損失率見表3。

表2 項目水域漁業資源密度

表3 工程懸浮物造成的各類生物損失率

該工程位于東海水道,該河段水域沒有集中的產卵場,2020年6—9月監測期間未發現魚卵,因此,此次評價生物量損失主要計算浮游植物、浮游動物、底棲生物和仔稚魚的損失。該項目施工造成的浮游植物損失量約為0.090t,浮游動物損失量約為0.040t,底棲生物量損失量約2.854t,仔稚魚損失39萬尾,經濟損失5.5萬元。

4 水生態保護措施

針對該項目施工期對水生態產生的不利影響,提出優化疏浚施工方案、加強施工期環境管理及水生態補償等水生態保護措施。

a.優化疏浚施工方案,減少工程施工對水生態和漁業的影響。選用對環境影響較小的施工方式,合理安排施工進度,盡量避開魚、蝦產卵和洄游季節(3—5月);港口疏浚、樁基水下作業時,盡量采用環保型挖泥船挖泥,并采用在疏浚作業區設置防污膜與投加絮凝劑相結合的辦法,最大限度地減少懸浮泥沙流失量,以減輕對工程附近水域水質、水生生態環境的影響。拋泥時送到指定的拋泥區,最大程度地降低對水環境的影響。

b.水生生態補償措施。碼頭工程的建設會對水生生態環境造成一定的影響,建設單位應根據水生生物損失的情況做出適當的生態補償。目前生態補償措施包括漁業資源增殖放流、人工魚礁建設、生物多樣性修復等。建議該項目采取目前普遍采用的增殖放流方式,增殖放流的品種可采用珠江三角洲常規放流物種,主要包括赤眼鱒、廣東魴、草魚、青魚等。

c.加強施工期環境管理,嚴格控制污染排放。加強施工期各種污水的收集和處置,嚴禁向西江直接排放廢水和傾倒垃圾。疏浚作業期間,應加強同當地氣象預報部門的聯系,在惡劣天氣,應提前做好防護準備并停止挖泥和傾倒作業。加強防范措施和應急準備,杜絕污染事件特別是人為溢油事故發生。建設單位應建立健全環境監測制度和環境管理綜合能力,設專職負責人負責施工期間的環境保護管理。

5 結 論

本文分析了碼頭對珠江三角洲東海水道水生態環境產生的不利影響,并有針對性地提出環境保護措施和管理要求,得出結論如下:

a.該項目施工期對水生態系統的直接影響主要是施工可能傷害底棲生物和魚卵仔稚魚,對浮游生物、成魚等資源的影響是間接的,由疏浚 帶來的懸浮物濃度升高造成,這種影響將隨著施工期的結束逐漸消失。

b.該項目施工造成的浮游植物損失量約為0.09t,浮游動物損失量約為0.04t,底棲生物量損失量約2.854t,仔稚魚損失39萬尾;與同類型工程項目相比,由于施工期短,加之選擇在枯水期季節施工,水生生物本身的適應能力較強,對河流水生生物的數量、質量及功能的影響是暫時性、可逆性的,因此,該項目對整個水生生態環境影響不大,可在一定周期內恢復。

c.針對該項目施工期對水生態的不利影響,建議采取優化疏浚施工方案、加強施工期環境管理及水生態補償等水生態保護措施。