天然氣管道穿越長江生態敏感區影響與應對措施

摘要：為全面加強長江水生生物保護，實現經濟建設與長江大保護“相融共生”，以川氣東送二線天然氣管道工程隧道盾構穿越湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區為例，在分析天然氣管道隧道盾構施工與工程運行對自然保護區生境及其主要保護對象所帶來的不利環境影響基礎上，提出了自然保護區生態環境保護措施，包括污染防治減緩措施、環境管理措施、保護區補償措施、生態監測措施、科研管理措施等，以確保工程建設對自然保護區影響可控。研究成果可為穿越長江生態敏感區的建設項目提供參考。

關 鍵 詞：生態敏感區； 天然氣管道； 環境影響； 生態補償； 長江

中圖法分類號： X171；TE83

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.09.016

0 引 言

長江生態敏感區是中國淡水珍稀、特有魚類的主要分布區，主要保護對象有江豚、白鱀豚、白鱘、中華鱘、長江鱘等及其重要生境［1］。其水生生態敏感區一般以兩岸堤防為界，多呈狹長條狀分布，具有面積大、范圍廣的特點［2］。因此，天然氣長輸管道因線路走向必須穿越長江時，往往難于避讓。

關于天然氣長輸管道對水生生態敏感區的影響與采取的保護措施的研究，朱曉萌［3］、楊瓊分［4］、周揚［5］等更多關注的是穿越方式的環境比選，從源頭避讓的角度提出“無害化”穿越［6］。此外，根據天然氣長輸管道的工程特點，運營期的風險防范一直是管道運輸業研究的重點［7-8］。但鮮有關于天然氣長輸管道工程無害化穿越水生生態敏感區時對其主要保護對象的環境影響與風險防范措施方面的研究。本文以川氣東送二線天然氣管道隧道穿越湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區為例，通過簡要介紹穿越區域工程特點與環境現狀，結合《建設項目對水生生物國家級自然保護區影響專題評價管理規范》要求，分析項目建設對該水生動物自然保護區的環境影響，研究提出生態保護與風險防范措施。

1 研究區概況與研究方法

1.1 川氣東送二線天然氣管道工程概況

川氣東送二線天然氣管道工程是中國“十四五”重大能源基礎設施工程，是實現中國天然氣管網“五縱五橫”新格局的關鍵一步，也是川渝地區千億立方米大氣田和百億立方米儲氣庫的戰略輸送通道。該管道全長4 269 km，途經四川、重慶、湖北、河南、江西、安徽、浙江、福建等八省（市），包括1條干線、1條聯絡線、7條支干線和9條供氣管道。湖北省境內川氣東送二線總體呈東西走向，線路總長約800 km，設計壓力10 MPa，管徑1 016 mm。

1.2 自然保護區概況

湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區位于長江中游河段（E113°17′19.14″～113°53′26.20″，N29°37′14.59″～30°13′6.93″），下起嘉魚縣向新州，上至洪湖市螺山鎮鄒家州，保護區河段全長128.5 km，江面寬1 000～2 500 m，總面積為413.87 km2。保護區左岸全部為湖北省行政區域，右岸兼有湖南省和湖北省行政區域。該保護區屬水生動物類型自然保護區。保護區的保護對象主要是白鱀豚、長江江豚、白鱘、中華鱘、長江鱘、胭脂魚等珍稀水生動物的自然種群及其棲息地。功能區劃分為8個核心區、16個緩沖區和9個實驗區。8個核心區從上而下依次為螺山核心區、南門洲核心區、腰口核心區、中洲核心區、護縣洲核心區、復興洲核心區、土地洲核心區和團洲核心區。核心區外圍200 m為緩沖區，保護區內核心區和緩沖區以外的河段為實驗區。保護區內核心區總面積為236.60 km2，總長度69.50 km；緩沖區的總面積為11.04 km2，總長度4.40 km；實驗區總面積為166.23 km2，總長度54.60 km（圖1）。

1.3 工程與自然保護區位置關系及其環境概況

根據川氣東送二線天然氣管道工程長江穿越段選址比選結果，最終采用以盾構隧道無害化方式穿越長江。穿越斷面左岸位于荊州市洪湖市燕窩鎮紅光村，右岸位于咸寧市嘉魚縣新街鎮朱熊村，主河道寬約1.2 km，水深14.87～32.55 m，年平均水位變化約10.2 m，兩岸堤防間距4 330 m。工程影響評價范圍內上下游1 km范圍內暫無其他水利工程、泊位碼頭，選址方案與《長江岸線保護和開發利用總體規劃》等相關水利規劃管控要求無明顯沖突，陸域不與地方發展規劃相沖突；選址征地得到相關主管部門支持，方案總體可行。盾構穿越長江水平長度為4 830 m，其中穿越自然保護區實驗區長度4 330 m，盾構隧道始發井和接收井均不在自然保護區范圍內，在自然保護區地表層無永久性構筑物和建筑設施，無永久占地和臨時占地，盾構隧道斷面尺寸設置為4.25 m，最小埋深約16.5 m，管道設計壓力為10.0 MPa，采用D1016 mm管道。

1.4 研究方法

根據川氣東送二線天然氣管道工程特點，結合湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護環境現狀，采用矩陣法、疊圖法識別環境影響因素；采用生態機理分析法、圖形疊置法、類比分析法等預測方法，分析天然氣管道工程施工期和運行期對自然保護區可能產生的環境影響；并根據可能產生的不利環境影響提出具有針對性的減緩、補償、管理、監測、科研等保護對策［9］。

2 管道施工和運行對自然保護區的影響

2.1 施工期影響

根據天然氣管道工程的施工特點，結合工程與自然保護區的位置關系，管道盾構施工對自然保護區的影響主要表現在施工期產生的廢水、固體廢物對自然保護區生境產生的影響，以及隧道盾構產生的振動與噪聲對自然保護區主要保護對象行為產生的影響。

2.1.1 廢水、固廢對保護區生境的影響

施工期產生的廢水主要包括施工人員產生的生活污水，主要污染物為CODCr、氨氮和總磷［10］；生產廢水，主要污染物為pH、SS和石油類；基坑排水和管道試壓排水，主要污染物為SS；廢水主要產生于兩岸的施工布置區內。隧道盾構施工布置區依托兩岸工作井布置于長江大堤兩側外坡腳200 m范圍外的區域，不在自然保護區范圍內，與自然保護區水體較遠，且無水力聯系。通過對施工產生的廢水處理后進行綜合利用，同時加強施工管理，施工產生的廢水不會進入保護區內，不會對自然保護區水環境產生不利影響。

施工期產生的固廢廢物主要為施工人員產生的生活垃圾、盾構隧道產生的棄渣以及施工廢料。固體廢物易于集中收集處理，通過加強施工管理，落實固體廢物集中收集處理措施后，固體廢物也不會對自然保護區產生不利影響。

2.1.2 振動、噪聲對主要保護對象的影響

湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區主要保護對象是白鱀豚、長江江豚、白鱘、中華鱘、長江鱘、胭脂魚等珍稀水生動物的自然種群及其棲息地，白鱀豚和白鱘已功能性滅絕。隧道盾構施工會產生噪聲和振動，相關研究表明［11］，盾構施工引起地面振動的頻率主要集中在0～80 Hz之間，盾構機駕駛艙處平均噪聲壓級范圍為92～103 dB（A）。大多數魚類能聽到的聲音頻率范圍在50～1 000 Hz之間，少數魚類能聽到高于3 kHz的聲音，極少數魚類能夠聽到大于1 000 kHz的聲音［12］。研究表明［13］，噪聲會造成魚卵存活率下降、魚類聽力損傷、內耳感覺上皮細胞損傷、短期行為變化，影響覓食行為和掩蓋魚類之間聲波信號交流，并引起應激反應等。長江江豚具有高度發達的聲吶系統，噪聲和振動極有可能會對江豚造成直接的暫時性聽覺閾移（TTS）傷害［14］。因此，施工期管道盾構隧道施工產生的噪聲與振動是對自然保護區主要保護對象造成不利影響的主要因素。

已有研究表明［15-18］，長江江豚的聽覺閾值、敏感頻率和聽覺敏感頻段分別為51～55 kHz、76 kHz和11.2～152 kHz；中華鱘對2～16 kHz的振動、聲強48～96 dB的噪聲會產生一定的回避反應；長江鱘幼魚的最敏感頻率為300 Hz，聲壓為（133±0.5） dB，聽覺閾值為300 Hz（133±0.5） dB；胭脂魚的敏感頻率為800 Hz，最低聽覺閾值為69.8 dB（A）。盾構施工產生的噪聲和振動頻率不在自然保護區長江江豚敏等主要保護對象感頻率范圍內，故隧道盾構掘進對于自然保護區主要保護對象影響有限。但不排除長期存在的低頻噪聲會對自然保護區江豚等產生潛在影響。

2.1.3 對保護區魚類“三場一道”的影響

魚類“三場一道”指的是魚類的索餌場、越冬場、產卵場和洄游通道。為全面加強長江水生生物保護，川氣東送二線在可研階段優先采取避讓措施，以隧道盾構無害化方式穿越自然保護區實驗區，且在保護區范圍內無永久和臨時占地，不存在涉水作業，故工程對魚類“三場”及洄游通道的影響主要為施工過程中產生的噪聲和振動，可能對保護區主要保護對象及魚類的洄游、攝食、產卵等活動產生一定的干擾。

2.2 運營期影響

根據天然氣管道工程運營期特點，川氣東送二線運營期在湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區范圍及其周邊不產生任何污染物，管道正常運行不會對自然保護區產生不利影響。但天然氣屬于易燃、易爆的氣體，運行期天然氣管道發生爆炸的風險雖然較小，一旦發生爆炸對自然保護區造成的損失將無法估量［19］。

3 自然保護區生態環境保護措施

3.1 污染防治減緩措施

（1） 施工單位應在隧道盾構工作井和接收井施工布置區內分別布設地埋式一體化污水處理設備，生活污水處理達到GB5048-2021《農田灌溉水質標準》后排入周邊灌溉渠，用于周邊農田灌溉。

（2） 基坑排水和管道試壓排水污染物較少，主要污染是SS，經沉淀靜置后優先回用場地內灑水降塵、混凝土澆筑、車輛沖洗等進行綜合利用。因此，要求在施工布置區內設置滿足容量的三級沉淀池，基坑排水和管道試壓排水經三級沉淀后綜合利用，未能完全利用的排入周邊灌溉渠進行農田灌溉。

（3） 生產廢水主要為堿性廢水和含油廢水，該類廢水主要污染物包括pH、SS和石油類，且濃度相對較高。通過在施工布置區內設置隔油沉淀池，生產廢水經隔油、沉淀后，再調節pH，最后進行灑水降塵和車輛沖洗等回收利用，不外排。隔渣委托有資質的單位進行集中處理。

（4） 隧道盾構施工產生的泥漿廢水采用機械分離的方法將泥渣和水分分離，分離的泥漿水再生后循環使用，在最后施工結束后未被完全利用的泥漿廢水委托有資質的單位用泥罐車將泥漿廢水清運至污水處理場集中處理。

（5） 針對施工布置區產生的噪聲，在施工布置區四周應設置硬質圍擋，圍擋高度不低于2.5 m，減少機械設備噪聲對周圍環境的影響。同時，選用符合國家有關標準的施工機具和運輸車輛，盡量選用低噪聲的施工機械和工藝，振動較大的固定機械設備應加裝減振機座，同時加強各類施工設備的維護和保養，保持其良好的工況，以便從根本上降低噪聲源強。

（6） 施工期產生的生活垃圾經施工布置區設置的分類垃圾桶分類收集后，設定專人定期進行衛生清理，并委托當地環衛部門集中處理。盾構施工產生的泥渣和棄渣主要為沙石，可利用價值較高，可以進行砂石資源回收利用，修路鋪墊路基以及水土保持工程使用。剩余未利用的渣土委托當地渣土管理部門統一調配處理。

3.2 環境管理措施

（1） 合理安排進出施工布置區的交通路線，禁止施工過程中各類運輸車輛駛入保護區兩側的長江大堤。加強進出施工布置區交通運輸車輛的管理，禁止鳴笛。合理安排物料運輸，避免在同一時間段大量運輸車輛進出施工布置區。

（2） 考慮施工噪聲對豚類及其他水生動物攝食及洄游分布的影響，施工期應合理安排施工作業程序，盡量降低在魚類繁殖期間（4～7月）的施工強度，禁止高噪聲設備夜間施工，盡量降低保護區重要保護對象及其他魚類棲息和繁殖活動的影響。

（3） 倡導科學管理和文明施工。在施工過程中加強教育和宣傳，提高施工人員環境保護意識，將各類垃圾進行分類收集，指定地點進行存放，并統一處理。

（4） 湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區屬于特殊生態敏感區，自然保護區內國家重點保護水生動物較多，對水生態環境比較敏感，要求建設單位在長江嘉魚穿越段獨立開展環境監理，確保生態環境保護措施得到有效落實，防止施工過程中不規范作業造成生態環境破壞。

（5） 制定保護區穿越段獨立突發環境事件應急預案，預案與建設單位、保護區管理機構以及項目所在縣市突發環境事件預案相銜接，一旦發生突發環境事件及時與相關單位聯動，確保環境風險可控。

3.3 保護區補償措施

為加強自然保護區保護與管道建設綠色發展，管道建設單位通過給予經費補償的方式支持保護建設，主要用于保護區宣傳教育、保護區監管能力建設與應急能力建設。

3.4 生態監測措施

（1） 制定施工布置區噪聲監測方案，定期對施工布置區廠界噪聲以及盾構施工噪聲進行監測，嚴格執行GB12523-2011《建筑施工場界環境噪聲排放標準》環境噪聲限值，禁止超標排放。

（2） 實施水生生態監測，通過對施工江段地表水環境質量、浮游植物、浮游動物、底棲動物、魚類資源以及豚類開展動態監測，全面及時掌握施工前、施工中、恢復期3個階段水生生態系統以及豚類種群動態變化。同時在施工前、施工期、恢復期3個不同的階段，采用被動聲學設備等手段，在施工江段對長江江豚種群棲息及其自然繁殖行為、漁業資源進行動態監測，并結合保護區歷史監測數據，全面系統分析不同階段自然保護區主要保護對象及其生境對盾構產生和振動的變化規律，評估盾構隧道施工對自然保護區主要保護對象及其生境的影響。

3.5 科研管理措施

（1） 施工期通過GIS地圖、數字孿生、環境監測、聯動控制實現整體智能化應用，為項目建設過程提供數據化管理，為生態環境保護賦能。建立嘉魚長江盾構隧道工程數字孿生模型，借助物聯網設備對工程進行長期監控，聯合施工方，保護區和相關部門建立廣泛聯合共管機制。全面系統分析、評估施工期和運行期對自然保護區生態環境帶來的影響。

（2） 強化管道運營風險防控，充分利用施工期環境監控管理系統和自然保護區現有的電子標識監控（信息管理）系統，將川氣東送二線天然氣管道工程的SCADA系統與其有機融合，實現預警系統一次構建、終身受益的可持續發展目標，構建保護區隧道盾構穿越段環境風險預警管理平臺模塊，實現保護區管理單位和建設單位對穿越保護區段管線的聯合共管，保障天然氣管線的運營安全。

4 討 論

4.1 環境影響分析

2018年，生態環境部發布《關于生態環境領域進一步深化“放管服”改革，推動經濟高質量發展的指導意見》，指出“涉及生態保護紅線和相關法定保護區的輸氣管線、鐵路等線性項目，指導督促項目優化調整選線、主動避讓；確實無法避讓的，要求建設單位采取無害化穿（跨）越方式”。川氣東送二線天然氣管道以隧道盾構方式穿越湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區，屬于無害化穿越方式的一種。同時，盾構隧道的工作井、接收井以及施工布置區均遠離自然保護區布置，在保護區地表范圍內無永久占地和臨時占地。落實了環境保護相關政策要求，源頭上避免了工程建設對自然保護區的不利影響，體現了綠色發展的理念［20］。

盾構隧道施工不可避免會產生噪聲與振動，而水生動物對噪聲和振動又比較敏感。受噪聲影響時間的長短不同，對水生動物產生的影響也可分為可逆和不可逆的影響。可逆影響表顯為回避行為和暫時性聽力閾移，不可逆影響主要是永久性聽力閾移及改變體內激素水平導致生長緩慢等。因此，控制噪聲源強、縮短施工周期可有效防止施工對水生動物產生的不可逆影響。

天然氣管道發生爆炸等突發環境事件產生的后果是運營期主要不利環境因素，造成的環境影響后果也難于估量。運營期天然氣管道可能發生的爆炸等環境風險，外在的潛在因素較多，設計階段要充分考慮各種潛在的外界因素，并采取針對性的風險防范措施，確保環境風險可控，否則項目建設不具備環境可行性。

4.2 生態保護措施

（1） 水生生態敏感區的特殊性決定了生態保護措施嚴格性。

源頭避讓是最有效的保護手段，川氣東送二線天然氣管道雖無法避讓自然保護區，但從3個方面采取了避讓措施：① 穿越方式上無害化，避免在保護區范圍內有無永久和臨時占地；② 穿越點避讓了保護區核心區和緩沖區，從實驗區穿越；③ 高噪聲施工作業避讓長江江豚以及重點保護魚類的繁殖期。

（2） 川氣東送二線天然氣管道工程提出生態補償與生態監測措施更具針對性。近年來隨著長江十年禁捕、增殖放流等政策與措施的施行，長江魚類資源得到有效恢復［21］。涉及水生生態敏感區建設項目采取增殖放流的生態補償措施也逐漸成為專家討論的熱點［22］。川氣東二線天然氣管道工程生態補償經費用于自然保護區管理機構監管能力建設，彌補了其能力建設資金投入的不足。同時，在施工前、施工中、恢復期3個階段開展全周期的生態監測，可系統評估盾構隧道施工對自然保護區主要保護對象及其生境的影響。

（3） 提出科研管理措施，可行性研究階段項目建設單位與保護區管理機構進行了充分對接。保護區管理機構已建設有設備一體化管理應用的綜合信息監管系統。川氣東送二線天然氣管道工程將建立以計算機為核心的SCADA系統，實現全線的集中數據采集、監控與調試管理。這兩個系統的共同特點是能夠實現24h的全方位監控。為加強天然氣管道施工和運行期的環境風險管理，建設單位與保護區管理機構提出共同研發構建保護區盾構隧道穿越段環境風險預警管理平臺模塊，將風險預警模塊嵌合到保護區現有的電子標識監控（信息管理）系統和川氣東送二線天然氣管道工程的SCADA系統之中。實現保護區管理單位和建設單位對穿越保護區段管線的聯合共管，保障天然氣管線的運營安全。

5 結 語

川氣東送二線天然氣管道工程在無法避讓湖北長江新螺段白鱀豚國家級自然保護區的情況下，根據可能產生的不利環境影響，針對性地提出避讓、減緩、管理、監測、補償等生態保護對策。通過構建環境風險預警管理平臺模塊有機地與保護區信息化系統和SCADA監控系統相結合，與保護區、航道、海事、公安、漁政、水政、河道、環保等）建立廣泛聯合共管機制，協同管理和保護生態環境。

參考文獻：

［1］ 余春華，陳永柏，陳大慶.河流型魚類自然保護區管理思考［J］.淡水漁業，2014，44（6）：109-112.

［2］ 徐網谷，蔣明康，賀昭和，等.涉及自然保護區河道的建設項目環境準入存在的問題及對策［J］.生態與農村環境學報，2012，28 （6） ：727-731.

［3］ 朱曉萌.天然氣管道穿越河流方式對環境影響的分析研究［J］.皮革制作與環保科技，2023，4（17）：187-188，197.

［4］ 楊瓊分，張昊，任波，等.天然氣管道穿越大型河流的環境影響初探：以天然氣管道臨滄支線（一期）項目為例［J］.環境科學導刊，2020，39（增1）：76-78.

［5］ 周揚，陶婷婷，李盈語，等.輸油管線無害化穿越生態紅線區域案例分析［J］.綠色科技，2021，23（4）：117-119，124.

［6］ 徐霞，殷承啟.線性工程無害化穿越生態紅線措施研究［J］.環境科學與管理，2020，45（5）：94-97.

［7］ 姜昌亮.油氣管道全生命周期質量管控與安全管理探討［J］.油氣儲運，2023，42（10）：1081-1091.

［8］ 中國共產黨新聞網.關于加強長江水生生物多樣性保護的提案［EB/OL］.（2023-03-02）［2024-08-15］http：∥cpl.people.com.cn.

［9］ 李茵，張乾，趙琴，等.《環境影響評價技術導則 生態影響》修訂背景與建議［J］.環境影響評價，2020，42（3）：1-6.

［10］李明月，宋剛福.農村污水處理技術研究進展［J］.綠色科技，2024，26（2）：134-140.

［11］郭飛，陶連金，孔恒，等.蘭州砂卵石地層盾構施工振動傳播及衰減特性分析［J］.巖土力學，2018，39（9）：3377-3384.

［12］劉丹，李文杰，杜洪波，等.航道噪聲對魚類影響初步分析［J］.人民長江，2021，52（9）：58-64.

［13］占慧芬，李曉兵，尼瑪旦增，等.噪聲對魚類影響研究現狀與展望［J］.水生態學雜志，2023，44（6）：142-147.

［14］閻明軍，藺丹清，李棟，等.潤揚大橋水下噪聲特征及其對水生生物的潛在影響初探［J］.海洋湖沼通報，2021（1）：123-132.

［15］居濤，張天賜，王志陶，李棟，等.拋石噪聲特性及其對長江江豚的可能影響［J］.聲學技術，2017，36（6）：580-588.

［16］鄒巧林.中華鱘幼魚聽覺閾值及噪聲刺激對其閾值影響研究［D］.武漢：華中農業大學，2022.

［17］項杰，鄒巧林，杜浩，等.長江鱘幼魚的聽覺閾值研究［J］.水生生物學報，2022，46（10）：1563-1568.

［18］劉猛，危起偉，杜浩，等.胭脂魚聽覺閾值研究［J］.中國水產科學，2013，20（4）：750-757.

［19］郭依寶.長輸天然氣管道高后果區識別與風險評價問題探究［J］.能源與環境，2023（3）：116-118.

［20］余文濤，戴圣鵬.綠色發展的實踐探索與中國經驗［J］.決策與信息，2024（4）：79-89.

［21］周洪.長江流域“十年禁漁”初顯成效［J］.中國水產，2021（12）：46-47.

［22］張照鵬，董芳，杜浩，等.長江中下游區增殖放流現狀與對策研究［J］.淡水漁業， 2021，51（6）：19-28.

（編輯：黃文晉）

Influence of natural gas pipeline crossing ecologically sensitive areas of Changjiang River and response measures

ZHANG Shuai1，WU Lei2，HUANG Wei2，ZHANG Sanfeng1

（1.Central-South Safety & Environment Technology Institute Co.，Ltd.，Wuhan 430051，China； 2.Central China branch，State Oil and Gas Pipeline Network Group Co.，Ltd.，Wuhan 430000，China）

Abstract：

To comprehensively strengthen the protection of aquatic creatures in the Changjiang River，and realize "integration and symbiosis" between economic construction and Changjiang River protection，we take the shield tunnel crossing Changjiang River Baiji Dolphin National Nature Reserve in Xinluo Section of Hubei Province，second natural gas pipeline project of Sichuan gas transmission to east as an example.Based on the analysis of the adverse environmental impact of shield construction and operation of natural gas pipeline tunnel on the habitat of the nature reserve and its main protected objects，ecological protection measures of the nature reserve were provided，including pollution prevention and mitigation measures，environmental management measures，compensation measures，ecological monitoring measures，scientific research management measures，to ensure that the impact of engineering construction on the nature reserve is controllable.The research result can be a reference for the construction projects crossing the ecologically sensitive areas of the Changjiang River.

Key words：

ecologically sensitive areas； natural gas pipeline； ecological impact； ecological compensation； Changjiang River