圍填海造地工程施工對海洋水環境的影響研究
——以連云港連云新城圍填海項目為例

吳 濤,趙新生,張彥彥

(連云港市海域使用保護動態管理中心 連云港 222001)

圍填海造地工程施工對海洋水環境的影響研究
——以連云港連云新城圍填海項目為例

吳 濤,趙新生,張彥彥

(連云港市海域使用保護動態管理中心 連云港 222001)

由于圍海造地是在短時間、小尺度范圍內改變自然海岸格局的工程,此類工程嚴重破壞自然系統,給沿海地區生態環境的穩定性、生物多樣性和可持續發展帶來影響。文章從實際工作的研究范疇出發,探討圍海造地對海洋生物生存環境的影響,為我國圍海造地項目的健康進行提供在保護生態環境領域的理論支持。

連云新城;圍填海造地;海洋生物

1 緒論

1.1 研究的意義

2006年1月13日,連云港市第十一屆人民代表大會第四次會議通過《連云港市國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》。全面貫徹落實科學發展觀,緊緊圍繞富民強市和全面建設小康社會的總體目標,進一步擴大開放,強力推進改革,繼續堅持“以工興港、以港興市、以市帶農”的發展方針,以港口為依托,加快推進工業化、城市化進程,深入推進沿海經濟帶和沿東隴海線產業帶的建設,以東部城區建設為重點,加快建設國際性海濱城市。

東部城區是連云港市優勢最為集中的地區,要加快建設東部城區,以形成“T”字形產業發展廊道,即南北沿海發展軸和東西沿海隴海線產業發展軸。而連云新城的地理位置就位于兩軸的交匯點(圖1),所以,連云新城的建設與發展將為產業發展提供重要的服務支撐。

圖1 連云港市產業布局

2006年12月31日,國家海洋局批準了連云港市連云新城區域建設用海規劃,這標志著連云港市“戰略東移,擁抱大海”加快發展海洋經濟的戰略規劃正式實施。之后,按照建設規劃確定了連云新城填海造地的設計方案,使圍填海造地項目成為建設與發展連云新城的首要任務。

然而,圍填海造地項目是永久改變海域的屬性,會引發一系列的海洋生態環境問題。尤其對連云新城附近海域的海洋生物生存環境造成破壞性的影響。因此,需要綜合考慮圍填海技術手段和自然條件等因素,對圍填海造地項目的影響進行評價,以確保連云港市的經濟與海洋生態環境協調可持續發展。

1.2 研究思路與技術路線

筆者以生態服務理論為基礎,結合連云港連云新城的環境特點,依據地理科學的特征,綜合考慮各種影響因素,并通過作者的日常工作內容——在線監測、現場調查和遙感觀測等,對圍填海造地項目實施前后連云新城附近海域內海洋生物生存環境變化情況進行全面的綜合分析,為下一步發展規劃與管理提供參考依據(圖2)。

圖2 研究總技術路線

2 連云港連云新城海域概況和開發現狀

2.1 連云新城海域概況

連云新城規劃用海位于海州灣內側連云海灣北側,依托現有海岸線,南起西墅揚水站——西大堤,北至臨洪河口。場區東北部位廣袤的海域,西南部有臨洪河、青口河和安莊河等流入區內,其地貌類型為淤泥質淺灘,水下地形自西南向東北略微傾斜,泥面標高-4.16～1.43 m。

2.2 連云新城海域開發利用現狀

根據連云港市人民政府文件批復,連云新城用海項目建設總面積2066.34 hm2,其中圍填海1447.49 hm2,圍海816.85 hm2。

圍填海形成陸域的建設項目包括道路、綠地、公共設施用地以及城市開發用地;圍海用海項目包括濕地和水面。具體的分類組成見表1。

表1 用海組成

3 圍填海造地對海洋生物生存環境影響評價體系

3.1 指標的選取

3.1.1 區域氣候與氣體調節

圍填海造地使得海水變成陸地,完全改變了海域屬性,人為地改變了潮流的運動空間和運動模式,這種水文變化將影響海潮潮位、海水流量、入海河流、地下水水位以及鄰近海域水環境等方面,使海灣納潮量減少,水交換能力變差,水環境容量下降,削弱了海灣納污凈化能力,影響區域水文的變化規律與過程,也影響了水分滲漏和與地下含水層的水分交換。

3.1.2 水文與水分調節

海洋通過海氣作用及潮流的運動進行潛熱輸送,同時通過浮游植物的光合作用吸收二氧化碳、釋放以及吸納其他氣體來維持空氣的質量;圍填海造地使原來海域變成陸地,浮游生物與浮游動物等也隨著圍填海而消失,改變了該區的生態環境,進而改變區域氣候。

3.1.3 海洋生產功能

海洋生物通過同化作用生產有機物的能力稱為海洋生產力。這是海洋生態系統的基本功能之一。海洋有機物生產是全球碳循環的重要環節,大量的浮游生物為魚類以及海洋動物提供大量的餌料,為海洋漁業生產創造了優越條件。

3.2 評價體系的建立

根據上面考慮的各評價要素,建立圍填海造地項目海洋生物生存環境影響評價指標體系如圖3所示。

圖3 海洋生物生存環境影響評價體系

4 連云港連云新城圍填海對海水漁業養殖影響的綜合分析

4.1 連云新城圍填海施工方法

圍填海采用爆破擠淤拋石堤和塑板排水沙袋堤;圍堤內采用吹填淤泥的方法[1]。

(1)爆破擠淤填石堤施工。采用陸上裝藥,水上連接導爆索網絡,電雷管起爆。

(2)固結排水拋石堤施工。底層砂被施工前,采用小型挖泥船乘高潮作業開挖施工航道和拋石坑,運砂缽駁船乘潮進入坑卸砂,小型絞吸船吹砂被。

砂袋的鋪放固定,采用乘高潮作業,低潮整理固定。

(3)吹填施工。吹填工藝采用絞吸船直接吹填工藝(簡稱絞吸工藝),能將挖掘、輸送吹泥作業一次連續完成。

4.2 施工對海洋生態環境影響的分析與評價

4.2.1 爆破擠淤對環境因素的影響

爆破擠淤時,濃度大于10 mg/L懸浮物影響范圍在2000 m以上,濃度大于100 mg/L懸浮物影響范圍在850 m以上。爆破作業后懸浮物經過8～9 h沉降、擴散和漂移,對工程附近的環境保護目標會產生直接影響。

在各種水下輻射形式中,聲波在海水中的傳播最佳,渾濁和含鹽的海水中,聲波較光波或無線電波衰減要小,常溫下純水中的聲速值(1450 m/s)是空氣中聲速(340 m/s)的4.26倍。由于這一特點,除了爆炸產生較大的聲壓波直接致死80 m距爆炸中心120 m以內的洄游魚外;還會使150 m遠的魚迅速出逃。所以,在某一海域長期持續進行水下爆炸,將會起到大范圍驅趕洄游魚類的作用;在養殖區域與禁捕期進行爆炸,可使該海域漁場中的魚類生息繁殖環境受到破壞、導致在該海域習慣產卵、育幼、索餌的洄游魚類游遷其他海域,造成作業區域漁業資源的匱乏。

水下爆破還使位于爆破中心附近貝類和其他底棲生物當場斃命,除受強聲壓致死的外,那些致昏而處于半致死狀態的貝類和其他底棲生物,在遭到由爆炸激起的大量泥沙沉降掩埋后,也難逃窒息死亡的命運。所以水下爆破對底棲經濟貝類影響巨大。

4.2.2 挖泥對海洋生產功能的影響

(1)挖泥對周邊海域浮游動植物的影響。在挖泥過程中,一部分泥沙與海水混合,形成懸沙含量很高的水團,從而大大增加了水中懸浮物質的含量[2]。從水生生態學角度來看,懸浮物質的增多,會對水生生物產生諸多的負面影響。最直接的影響是削弱了水體的真光層厚度,降低了海洋初級生產力,使浮游植物生物量下降(表2)。在水生食物鏈中,除了初級生產者——浮游藻類以外,其他營養級上的生物既是消費者也是上一級營養級生物的餌料。因此,浮游植物生物量的減少,會使以浮游植物為餌料的浮游動物在單位水體中擁有的生物量也相應地減少。那么以這些浮游動物為食的一些魚類,便會由于餌料的貧乏而導致資源量下降。

表2 連云新城圍填海工程附近海域浮游植物調查數據對比

其次是對浮游動物的影響。水中懸浮物質含量的增多,對浮游橈足類動物的存活和繁殖有明顯的抑制作用(表3)。過量的懸浮物質會堵塞浮游橈足類動物的食物過濾系統和消化器官,尤其在其含量水平達到300 mg/L以上時,這種危害特別明顯。而在懸浮物質中,又以黏性淤泥的危害最大,泥土及細砂泥次之。同時,過量的懸浮物質對魚、蝦類幼體的存活也會產生明顯的抑制作用。挖泥作用期間,取土區的底棲生物將完全被破壞,取土區附近的游泳生物被驅散。

表3 連云新城圍填海工程附近海域浮游動物調查數據對比

(2)挖泥對漁業生產的影響。挖泥造成水中懸浮物質含量過高,使魚類的鰓腺積聚泥沙微粒,嚴重損害鰓部的濾水和呼吸功能,甚至導致魚類窒息死亡。不同的魚類對懸浮物質含量高低的耐受范圍有所區別。據有關的實驗數據,懸浮物質的含量水平為80000 mg/L時,魚類最多只能存活一天;含量為6000 mg/L時,最多能存活一周。過高的懸浮物質濃度會使在疏浚作業點中心區域附近的魚類鰓部嚴重受損,影響魚類今后的存活和生長。

4.2.3 陸域吹填對海洋生態環境的影響

(1)直接影響。主要是吹填造陸對被填區域內無逃避能力的物種的直接危害,如底棲生物、潮間帶生物、浮游生物、魚卵仔幼魚和無脊椎動物等。因為這些動、植物不能主動逃避,同時也使一些生物賴以生存的生態環境部分永久性喪失,破壞其索餌繁殖場所,影響現有種群的生存和隨后的恢復,使物種多樣性下降[3]。

連云新城吹填面積為1447.49萬m2。吹填區的底棲生物量為27.07 g/m2,吹填造陸直接底棲生物損失約391.8 t。

(2)間接影響。吹填施工期間的圍堤、吹填溢流所引起的水體中懸浮物濃度增加,減弱了光的穿透作用,懸浮物在水流和重力的作用下,在吹填區附近擴散、沉降,造成泥沙沉積在底基上,改變海底沉積物,間接影響整個水域生態系統結構和功能的變化(表4)。連云新城圍填海工程對外側宋莊灘涂養殖區以及贛新淺灘養殖區影響明顯,陸域工程形成后發生泥沙淤積的范圍主要集中在陸域形成工程外圍堤正前方及兩側一定范圍內,回淤量在圍堤前沿最大,并逐漸向外海遞減。泥沙回淤強度加大的區域由于地形短期內變化較大,泥沙回淤嚴重,將無法開展養殖活動。

表4 連云新城圍填海工程附底棲生物調查數據對比

5 結論與建議

5.1 總結

圍填海造地對連云新城海岸帶的生境動能影響顯著,它改變了連云新城海岸帶生態環境的自然屬性,使得沿岸生物棲息地破壞嚴重,這對生物資源影響巨大,生物種類數量和代表魚類數量也急劇下降,并影響到對污染物的輸送以及對海域的流通量、水位和流速等水動力條件,使物理自凈能力削弱。因此,如何在有效利用海洋空間資源基礎上,以最小的生態環境影響為代價,科學規劃、合理控制圍填海造地項目,這是一個需要擺在戰略高度上的問題。

5.2 建議

5.2.1 做好圍填海區域發展規劃

在海域管理指導思想上,要深化對保護和開發的認識。對全國海域資源環境自然條件、社會經濟發展需求、圍填海現狀與生態環境效益的綜合評估,確定海岸基本功能、開發利用方向和保護要求。

(1)區域政府要進行宏觀調控,調整區域產業結構,依據地域資源特點,合理布局產業,按照區域自然特點制定相適應的環境規劃和政策;

(2)在用海規劃的基礎上,應進一步細化圍填海區域內部的規劃設計,合理布局,統籌安排,分期施工。

(3)海洋行政主管部門和市政府,在項目實施前后應協調好規劃用海與周邊利益相關者的用海矛盾問題,做好用海區域漁民的再就業安置工作,以避免產生用海利益糾紛。

5.2.2 進一步提高圍填海項目的平面設計水平

圍填海造地工程的平面設計和布局應遵循以集約、節約使用海域空間資源和環境資源為目標,以占用岸線尺度、新增岸線尺度、岸線曲折度、岸灘海洋生態環境和生物多樣性、水流交換、環境容量、占用岸線和海域的經濟效益指標,進行工程選址、平面設計與整體布局的多方案比選和優化,最大限度地保護原有海岸地形地貌的原始性和多樣性,維護天然岸線和海域資源的最佳效益。避免采用裁彎取直、島礁連接、平行推進等平面設計與總體布置。積極推動由海岸延伸式圍填海造地向人工島式圍填海造地轉變,由大面積整體圍填海造地式向功能分離和多區塊組合圍填海造地式轉變[4]。

5.2.3 強化海岸帶保護與規劃工作

海岸保護與利用規劃作為海洋功能區劃的深化,應做實、做細,并進行動態管理。最大限度地減少浪費和提高海洋資源的利用價值,保護海洋生態環境,推動我國沿海地區社會、經濟和環境和諧發展的目的。風險管理工作走上可持續發展的道路。海岸保護與利用規劃的具體措施中,應體現對圍填海的管理政策要求,把圍填海工程平面設計的基本原則和要求體現在基本功能岸段的管理措施中,成為各級部門審批圍填海的共同依據。

5.2.4 加強海洋生物資源的日常監測管理

通過對漁業資源與漁業水質監測,掌握海洋生物生存環境和魚類資源的變動情況,為圍填海工程科學、合理的進行提供基礎數據,并有針對性地提出后續生態修復措施。此外,圍填海工程應該盡量避開重要經濟魚類的產卵場,施工時間最好選擇在冬季,尤其應該避開5月和6月,這段時間是一些重要經濟魚類的產卵期。

5.2.5 盡快完善海洋生態補償機制

圍填海項目對海洋生物生存環境的保護按照“誰開發誰保護、誰受益誰補償、誰損壞誰修復”的原則,根據影響評價的結果,把損害補償經費列入工程投資預算,營運期對海洋生物資源的損害補償經費可以分階段列入項目運行成本預算,占用漁業水域對海洋生物資源的損害補償一次性落實補償經費[5]。同時選擇技術先進、經濟合理、便于實施、保護和改善環境效果好的方案,以建立完善的生態補償機制。

[1] 王靜,徐敏.連云港市連島度假區填海工程宗海估價[J].海洋開發與管理,2006,23(3):47-49.

[2] 彭本榮,洪華生,陳偉琪,等.填海造地生態損害評估:理論、方法及應用研究[J].自然資源學報,2005,20(5):714-726.

[3] 劉育,龔鳳梅,夏北成.關注填海造陸的生態危害[J].環境科學動態,2003(4):25-27.

[4] 考察團.日本圍填海管理的啟示與思考[J].海洋開發與管理,2007,24(6):3-8.

[5] 劉霜,張繼民,唐偉.淺議我國填海工程海域使用管理中亟須引入生態補償機制[J].海洋開發與管理,2008,25(11):35-37.