上海、舟山新區(qū)重大涉水工程開發(fā)建設(shè)對錢塘江河口治理的啟示

穆錦斌,梁 亮,倪勇強

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 問題的提出

錢塘江河口(杭州灣)位于我國東部沿海長江三角洲南翼,浙江省東北部及上海市東南。環(huán)杭州灣地區(qū)歷來是我國城市化程度最高,城鎮(zhèn)分布最密集,經(jīng)濟發(fā)展水平最高,綜合經(jīng)濟實力最強的區(qū)域之一,沿岸城市占據(jù)了長江三角洲城市群數(shù)量的1/2,有特大型城市上海和大、中型城市杭州、寧波、嘉興、紹興和舟山等,是改革開放以來社會經(jīng)濟最具活力、發(fā)展最快的地區(qū)之一。同時也是浙江省海洋經(jīng)濟發(fā)展的主要區(qū)域之一,占據(jù) “一核兩翼三圈九區(qū)多島”中的“一核北翼兩圈五區(qū)”,地理位置獨特。

錢塘江河口是世界上典型的強潮河口,潮強流急,泥沙易沖易淤,河床沖淤劇烈,主槽擺動頻繁,并且存在聞名中外的涌潮[1]。因此,錢塘江河口的治理有其獨特性和復雜性。新中國成立后,特別是改革開放30余年來,治江理念發(fā)生了根本性的改變,從過去單一的防洪御潮治理目標到目前防災(zāi)減災(zāi)、資源保護和開發(fā)等多目標的治理,以達到 “人江和諧”。錢塘江河口經(jīng)過多年長期治理,河口江道逐步趨于穩(wěn)定,防洪御潮能力顯著提升,河口水環(huán)境全面改善,為浙江省經(jīng)濟發(fā)展起到了強力的支撐作用。

然而,面對新時期浙江省海洋經(jīng)濟的戰(zhàn)略部署,河口區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對錢塘江河口治理的意義越來越重要,也提出了新的要求。近年來,錢塘江河口周邊區(qū)域重大工程布局和開發(fā)建設(shè),尤其是杭州灣上海水域、長江口外和舟山海域重大工程相繼實施,引起錢塘江河口(杭州灣)的來水來沙條件、水動力及泥沙環(huán)境發(fā)生相應(yīng)的改變。在應(yīng)對外部環(huán)境變化的同時,應(yīng)掌握外部環(huán)境變化對錢塘江河口防洪御潮、涌潮保護、灘涂資源開發(fā)以及重要的港口、航道等基礎(chǔ)設(shè)施安全運行的影響,采取應(yīng)對措施。本文在正確認識外部環(huán)境變化影響和以往錢塘江河口治理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,得出對新時期錢塘江河口(杭州灣)治理工作有指導作用的幾點啟發(fā)。

2 周邊海域重大涉水工程

2.1 上海海域重大工程[2-3]

2.1.1 已建工程

2.1.1.1 東海大橋

東海大橋是與洋山港配套的陸島聯(lián)系工程,起于上海南匯區(qū)蘆潮港,南跨杭州灣北部海域,直達浙江嵊泗縣小洋山島,總長32.5 km。東海大橋工程2002年6月26日正式開工建設(shè),于2005年底實現(xiàn)全線貫通,并投入使用。海上段設(shè)有408個橋墩,其中,95%為跨距70m的非通航孔,最大主航通孔可滿足萬噸級貨輪的通航要求。

2.1.1.2 長江口深水航道工程

長江口深水航道整治工程以整治與疏浚相結(jié)合,通過三期工程的實施,建設(shè)各類導堤、丁壩長約150.0 km,最終將形成全長92.2 km、底寬350.0～400.0 m的雙向航道。其中一期工程于2000年3月完成,航道水深從7.0 m增深到8.5 m;2005年11月二期工程完成,使航道水深由8.5 m增深到10.0 m;三期工程2010年3月完工,全槽貫通12.5 m的深水航道。

2.1.1.3 洋山港工程

洋山深水港區(qū)位于杭州灣口,大、小洋山港由52個島嶼和10多個巖礁組成的2支島鏈組成。2009年末,一期、二期、三期主體工程全面建成,圍墾土地約306.67 hm2(0.46萬畝),擁有16個泊位,岸線全長5.6 km,年吞吐能力930萬標箱。至2020年,碼頭深水岸線總長超過10.0 km,布置集裝箱深水泊位30多個,設(shè)計年吞吐能力1300萬標箱以上。上述碼頭泊位、不同程度切斷島嶼周邊通道,影響潮量的吞吐。

2.1.1.4 南匯邊灘圍墾

南匯邊灘位于杭州灣與長江口交界處,位于由長江口向杭州灣輸水輸沙的主要通道的拐點位置。據(jù)遙感數(shù)據(jù),1983—2010年,南匯邊灘共計圍墾灘涂2.33萬hm2,其中,2003年以來,已圍1.07萬hm2。

2.1.1.5 上海石化

上海石化地處上海市的西南端,長江三角洲平原東部南緣的杭州灣北岸中部,1972年通過圍海造地,開始一期工程建設(shè),2000年開始進行以70.0萬t/a乙烯改造工程為主的 “四期工程” 建設(shè),2002年4月建成并打通全流程。上海石化 “十五”后期至“十一五”期間新一輪發(fā)展,將實施《乙烯三輪改造及配套工程總體規(guī)劃方案》(以下簡稱“總體規(guī)劃”),該總體規(guī)劃考慮煉油化工上下游一體化,上海石化煉油能力將由目前的880.0萬t/a增至1600.0萬t/a,乙烯生產(chǎn)能力由目前的85.0萬t/a增至136.5萬 t/a。上海石化生產(chǎn)及生活廢水經(jīng)處理后排入杭州灣海域,現(xiàn)排污規(guī)模在47.0萬m3/d。

2.1.1.6 甬滬寧進口原油管道

甬滬寧進口原油管道全長660.0 km,設(shè)計輸量2000.0萬t/a。管線南起寧波大榭島碼頭,連接鎮(zhèn)海煉化、上海石化、高橋石化、金陵石化和揚子石化。管道橫穿杭州灣海域53.0 km,由慈溪至上海金山衛(wèi),共包括3條海底管線:2條直徑分別為711 mm和762 mm的原油管線,1條直徑273 mm的石腦油管線,于2004年12月全線貫通。

2.1.2 規(guī)劃工程

為開發(fā)利用長江口、杭州灣的灘涂自然資源以擴大土地利用空間,上海市擬對南匯邊灘進行進一步大規(guī)模的圍涂開發(fā),并提出了在杭州灣奉賢水域建設(shè)海上人工島“海上城市”的初步設(shè)想,圍涂情況見表1,各項工程分述如下:

2.1.2.1 南匯邊灘圍涂工程(續(xù)建)

根據(jù) 《長江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃》 (2008年國務(wù)院批復),“十二五”期間,上海市圍涂規(guī)劃的重點仍位于南匯邊灘,計劃總促淤面積1.53萬hm2,包括南匯六期1.03萬hm2、南匯七期4533.00 hm2等。計劃促淤的灘涂高程為-3.6～-4.6 m,初步統(tǒng)計需用泥沙約9.2億m3。

2.1.2.2 奉賢“海上城市”的人工島工程

為利用上海國際大都市的區(qū)位優(yōu)勢進一步開發(fā)奉賢海岸帶旅游資源,開辟海景特色的商務(wù)度假區(qū),有關(guān)方面提出了在杭州灣奉賢水域建設(shè)海上人工島“海上城市”的初步設(shè)想。依據(jù)杭州灣潮汐及岸線特點,綜合考慮周邊重大涉水工程對海域功能的需求,海上人工島初擬規(guī)模為15,30,60 km2。工程平面布置方案共分2大類,即連岸島與離岸島方案,現(xiàn)階段傾向于離岸島方案,將-12.0 m左右床面填至4.0 m的陸地高程,按60 km2規(guī)模計算需用泥沙約7.2億 m3。

表1 上海市杭州灣側(cè)圍墾工程一覽表

2.2 舟山海域重大工程[4-6]

2.2.1 已建工程

2.2.1.1 舟山跨海大橋

舟山跨海大橋(又名舟山大陸連島工程),是國家高速公路網(wǎng)甬舟高速公路(G9211)的主要組成部分。整個連島工程由金塘、西堠門、桃夭門、響礁門和岑港5座跨海大橋及接線公路組成,起于舟山本島,途經(jīng)里釣、富翅、冊子、金塘4島的通道,與杭紹甬高速公路相接,接點位于鎮(zhèn)海煉化廠西側(cè),全長約50.0 km。2003年,岑港大橋、響礁門大橋、桃夭門大橋全部建成,2004年完成掃尾工作。3座大橋被稱作大陸連島工程一期工程,總投資11億元。2005年2月舟山大陸連島工程最為關(guān)鍵一環(huán)—金塘大橋、西堠門大橋項目獲國家正式立項,是舟山有史以來最大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目,總投資超過100億元,整個跨海大橋于2009年12月25日全面通車。其中跨徑最長的金塘大橋全長21.0 km,水中橋墩511個,設(shè)置3個通航孔道,主航道孔跨徑620 m,通航凈空高度51 m,通航凈寬544 m,通航等級為5萬噸級。

2.2.1.2 金塘北部區(qū)域開發(fā)建設(shè)

金塘島系舟山群島的第4大島,位于舟山群島西南部,是舟山連接大陸的橋頭堡,地處中國海岸線中部,緊連甬江和錢塘江入海。金塘北部區(qū)域開發(fā)建設(shè)項目包括瀝港漁港工程、圍涂工程和基礎(chǔ)設(shè)施配套工程,估計總投資約40億元。瀝港漁港工程是舟山市漁業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,也是金塘北部區(qū)域開發(fā)建設(shè)項目的起步工程,主要包括2條防波堤及其他配套項目,2條總長4430 m的海堤把大、小髫果山連在一起,形成避風面積達30萬km2,將為舟山群島新區(qū)建設(shè)提供了新的避風錨地,工程于2009年7月動工,目前防波堤已竣工驗收。依托瀝港漁港建設(shè)工程實施后造成的海域大范圍的淤積形成灘涂資源的優(yōu)勢,實施金塘北部區(qū)域開發(fā)建設(shè)項目,擬在金塘北部大鵬山、甘池山、大髫果山;小髫果山、魚龍山、橫檔山及金塘本島之間實施圍墾,總圍涂面積約787 hm2,目前區(qū)域地形在0.0～-8.0 m,回填高程2.5 m,初步估算回填泥沙總量約1.016億m3,區(qū)域開發(fā)將打造以物流、臨港產(chǎn)業(yè)、江海聯(lián)運港口等功能為主,以特色人居、漁港產(chǎn)業(yè)、生態(tài)、旅游休閑等功能為輔的綜合性濱海新區(qū),為寧波—舟山港一體化建設(shè)中金塘港區(qū)建設(shè)提供基礎(chǔ)保障,為舟山大陸連島工程實施后舟山市、金塘鎮(zhèn)未來區(qū)域優(yōu)勢的展示提供平臺。

2.2.1.3 冊鎮(zhèn)海底輸油管道工程

冊子島—鎮(zhèn)海海底輸油管道工程是岙山—鎮(zhèn)海進口原油管道工程中的一部分,也是甬滬寧進口原油管道管網(wǎng)工程的重要組成部分。管道總長約37.5 km,管徑為762 mm,輸送進口原油。管道路由:從舟山市冊子島西岙大沙灣西北方向入海,穿越冊子水道后折向西南,經(jīng)大菜花山北側(cè),穿越杭州灣和灰鱉洋,至寧波市鎮(zhèn)海區(qū)嵐山登陸,連接冊子島中轉(zhuǎn)站和鎮(zhèn)海中轉(zhuǎn)油庫。工程于2006年建成投入使用,輸運原油 2700萬 t/a,使甬滬寧管線總運輸量達4000～4700萬t/a,可滿足甬滬寧地區(qū)金山、高橋、金陵、揚子及鎮(zhèn)海煉化5家大型石化企業(yè)進口原油的需求。

2.2.2 規(guī)劃工程

2.2.2.1 連島工程

規(guī)劃中的舟山連島工程主要包括岱山—舟山疏港公路和寧波—舟山港六橫梅山疏港公路。岱山—舟山疏港公路位于舟山市舟山本島與岱山島之間,起自岱山縣高亭鎮(zhèn),止于舟山本島定海區(qū)大山,沿線連接江南山、牛軛島、官山島、秀山島、青山島等主要島嶼,全長20.1 km,橋梁全長8169.0 m,目前尚處于前期論證階段。寧波—舟山港六橫梅山疏港公路,起于舟山六橫島干巖村南側(cè),經(jīng)雙嶼門水道、佛渡島、青龍門水道、汀子門水道、梅山島、梅山港水道后登陸,路線在春曉開發(fā)區(qū)東側(cè)向西,經(jīng)程樂家、何家、西岙,終于嘉溪。六橫梅山疏港公路疏港主線全長約40.4 km,全線設(shè)8座總長為20余公里的特大橋,3座5000.0m左右的長隧道,并設(shè)佛渡、梅山、昆亭、嘉溪樞紐互通立交4處,工程總造價213.22億元,預(yù)計明年開工建設(shè)。

2.2.2.2 圍墾工程

舟山群島地區(qū)的灘涂一般附著于各個島嶼的周邊,由于海島地區(qū)土地特別緊缺,加上土地的利用為深水岸線開發(fā)服務(wù),雖然單塊的灘涂開發(fā)面積小,但其開發(fā)的價值相當高,研究成果表明[4],規(guī)劃舟山海域潛在可利用的灘涂資源約1.99萬hm2,且灘涂水深相對較深,后期開發(fā)回填泥沙總量在10億m3以上。

3 開發(fā)工程對杭州灣影響

杭州灣上海水域和舟山海域重大工程的布局和建設(shè),將引起杭州灣水域水動力、泥沙輸移、河床沖淤的變化,一定程度上打破了現(xiàn)有的水沙運動平衡,并有可能產(chǎn)生水環(huán)境影響風險,由此帶來的對杭州灣水域的影響將十分深遠。

3.1 對水動力環(huán)境影響

杭州灣口外的已建東海大橋、洋山港、舟山跨海大橋、金塘北部區(qū)域開發(fā)和規(guī)劃的上海人工島、岱山大橋、六橫大橋及其他的圍墾工程均處于杭州灣漲落潮通道內(nèi),工程的實施將不同程度地影響杭州灣的漲落潮流速和進出潮量。根據(jù)研究[2,5],上海海域工程的實施,將使杭州灣漲落潮局部流速減小和漲落潮量減少;舟山海域的主要涉水工程對杭州灣水動力影響也有相同趨勢。這一水動力變化將在一定程度上影響杭州灣水動力交換能力和海床沖淤變化。

3.2 對區(qū)域泥沙影響

錢塘江河口(杭州灣)海域來沙豐富,造就了河口河床沖淤劇烈,灘涂淤漲迅速,也為錢塘江河口圍涂工程快速成陸提供了條件。據(jù)初步匡算,上海南匯邊灘規(guī)劃圍涂工程、人工島工程、金塘北部圍墾工程需要泥沙量分別為9.2億,7.2億,1.2億t,合計17.6億t。在長江入海泥沙由20世紀80年代的4.5億t/a減少至現(xiàn)在1.0億～1.5億t/a的背景下,大量泥沙因圍涂被截留,勢必影響杭州灣的外海來沙量,從而減少杭州灣灘涂資源的開發(fā)利用強度與灘涂濕地的保護。

另一方面,上海海域和舟山海域重大工程的實施,漲落潮流速和潮量的減小,將引起局部區(qū)域泥沙的淤積,且屬不可逆淤積。在目前北岸深槽有所萎縮、部分河段持續(xù)淤高的情況下,將對北岸深水航道的通航能力與乍浦港、嘉興電廠取水口的正常運行產(chǎn)生一定的影響。

3.3 對水環(huán)境的影響

錢塘江河口鄰近海域的重大工程施工期和營運期均會帶來對錢塘江河口水環(huán)境的潛在風險。海底輸油管線由于船錨鉤斷或水流沖刷引起斷裂造成的原油泄漏,將引起錢塘江河口大范圍的水環(huán)境污染問題;大陸連島橋梁工程的建設(shè)也將造成了通航船只與橋墩碰撞的潛在危險,特別是裝有原油或危險品的船只沉沒泄漏,給錢塘江河口造成的環(huán)境污染;周邊區(qū)域大量圍墾工程建設(shè)期存在懸浮泥擴散和溢油風險,后期圍區(qū)開發(fā)很多是石油化工或者印染、造紙等高污染行業(yè),工業(yè)生產(chǎn)事故和廢棄物非正常水的排放將嚴重影響錢塘江河口水環(huán)境。

4 錢塘江河口治理的啟示

河口治理開發(fā)是根據(jù)當?shù)丨h(huán)境、資源條件及當時社會經(jīng)濟發(fā)展的要求綜合考慮的,不同時期經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境變化對治理開發(fā)要求也有所不同。盡管前期錢塘江河口治理取得了重大成就,然而面對新時期浙江省海洋經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略部署和區(qū)域環(huán)境變化,給新時期錢塘江河口治理提出了新的課題,特別是錢塘江河口鄰近水域 (上海和舟山水域)開發(fā)帶來水沙環(huán)境影響,為新時期錢塘江河口治理提供了諸多啟示。

(1)統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)一調(diào)度,統(tǒng)籌兼顧。錢塘江河口地區(qū)涉及浙江省多個縣市和上海地區(qū),其開發(fā)和治理應(yīng)由一個統(tǒng)一的部門進行組織和管理,保證權(quán)責明確,盡量避免政出多頭、條塊分割和交叉管理等現(xiàn)象的發(fā)生。錢塘江尖山河灣以上河道治理基本到位,杭州灣水域的治理將成為下階段錢塘江河口治理的重點區(qū)域,該區(qū)域深水岸線資源、土地資源、航道資源等較豐富,區(qū)位優(yōu)勢明顯,綜合開發(fā)利用的潛力巨大。錢塘江河口屬于水利和海洋等多部門共管,且鄰近上海和舟山水域有大規(guī)模的開發(fā)工程,存在直接影響杭州灣水域水沙和環(huán)境的可能。為應(yīng)對這些不利因素,可以成立有關(guān)的河口管理協(xié)調(diào)委員會,負責對河口的統(tǒng)一規(guī)劃,確定河口治理開發(fā)目標并予以具體落實,統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)流域治理開發(fā)建設(shè)中的重大問題、利益分配及有關(guān)事項。

(2)強調(diào)河口治理的長期性和整體性,注重資源和工程措施的綜合利用。應(yīng)加強河口的整體性綜合規(guī)劃,在規(guī)劃中既要考慮水資源、灘涂資源和岸線資源利用,又要考慮防洪防潮目標的實現(xiàn),更應(yīng)注重保護寶貴的涌潮資源;既要使河口兩岸經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平得到提高,又要考慮水域生態(tài)環(huán)境的保護。對河口的治理開發(fā)要立足于長期性,有戰(zhàn)略眼光,在資源的利用和治理工程的修建中有長遠的目光,切忌短期行為。

(3)加強錢塘江河口水環(huán)境管理。錢塘江河口是流域與外海的連接點,其水環(huán)境保護不能局限于河口本身,還有賴于上游水域和外海的水環(huán)境狀況。應(yīng)繼續(xù)加強河口水環(huán)境容量和納污總量的研究,提出河口兩岸排污口的宏觀布局;通過河口管理部門或其他部門呼吁長江流域地區(qū),特別是鄰近的上海海域和舟山海域按照國家環(huán)保部門制定的環(huán)境保護政策,強力推行污染物減排工作,并嚴格制定突發(fā)環(huán)境污染事故的應(yīng)急預(yù)案,確保錢塘江河口水環(huán)境的安全;加強河口水環(huán)境監(jiān)測并建立錢塘江河口水環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)庫,開發(fā)水環(huán)境管理軟件系統(tǒng)。

(4)因地制宜,根據(jù)河口南北區(qū)域特點和開發(fā)環(huán)境的不同,制定相應(yīng)的治理措施。錢塘江 (杭州灣)地形北深南淺,北岸深水岸線豐富,是建設(shè)深水港群的優(yōu)良港址,南岸灘涂資源豐富,外海來沙豐富,開發(fā)潛力巨大,充分開發(fā)這2種優(yōu)勢資源對促進浙江省經(jīng)濟發(fā)展有著重要意義。依托浙江省海洋經(jīng)濟的戰(zhàn)略部署,建設(shè)港航強省,為錢塘江河口港區(qū)開發(fā)提供了契機。今后河口治理中,可提出在杭州灣合適的位置建設(shè)人工島,兼顧圍涂和港航開發(fā)的需求,治理工程一方面要繼續(xù)維持現(xiàn)有北側(cè)深水岸線的可能,另一方面還要保證對涌潮不產(chǎn)生大的影響。杭州灣南岸可依據(jù)河口治導線進行適時治理開發(fā),隨著長江口入海泥沙的減少和外圍圍墾工程泥沙截留,杭州灣南岸泥沙供給勢必呈減少趨勢,可采取有效地攔沙促淤工程措施,加快海域灘涂的形成和濕地的塑造,促使灘涂與濕地保持動態(tài)平衡;及時開展新的河口指導線研究,并可利用新形成的深水岸線資源研究建港的可能;南岸的治理開發(fā)也應(yīng)保證鎮(zhèn)海、北侖港區(qū)的安全運行,并將涌潮保護作為控制性目標之一。

(5)重視先進科技成果的研究和運用,加強科學管理。依托科研機構(gòu),開展錢塘江河口規(guī)劃,負責對錢塘江治理工作的科研論證、科學研究和實踐模擬,特別是開展錢塘江河口鄰近水域的開發(fā)對錢塘江河口的影響;同時加強科研機構(gòu)與規(guī)劃部門、政府部門的聯(lián)系與合作,以保證各項措施的有效落實;注重水文泥沙和地形監(jiān)測,分析前期工程的后效影響,并及時進行后評估工作。

(6)對開發(fā)中環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾及其協(xié)調(diào)等問題進行研究,是當前必須引以重視的新課題。從錢塘江河口治理、開發(fā)過程可以看出,隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人類文明的進步,人類對河口和自然的認識程度也逐漸深入,治理和開發(fā)利用的方式漸趨合理。盡管錢塘江河口治理成績斐然,但受制于人類對河口認識的局限,特別是在河口外部環(huán)境復雜多變的情況下,錢塘江河口治理和開發(fā)還有許多問題需要探索和研究,如錢塘江河口最終的形態(tài),河口兩岸區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護之間的矛盾等,都是有待各級政府和科研部門思索的問題。

[1]韓曾萃.錢塘江河口治理開發(fā)[M].北京:中國水利水電出版社,2003.

[2]曾劍,潘存鴻.錢塘江河口杭州灣數(shù)學模型研究 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.

[3]林元培,章曾煥,盧永成,等.上海東海大橋工程總體設(shè)計[J].城市道橋與防洪,2004(7):1-9

[4]倪勇強,穆錦斌.浙江省灘涂資源開發(fā)專題研究報告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.

[5]熊紹隆,黃世昌.金塘大橋動床模型與橋墩局部沖刷研究[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2004.

[6]國家交通運輸部規(guī)劃研究院所.寧波—舟山港總體規(guī)劃 [R].北京:國家交通運輸部規(guī)劃研究院所,2009.