滬津輸水通道工程沿海段環(huán)境影響評(píng)價(jià)與控制對(duì)策研究

摘 要：創(chuàng)新構(gòu)建沿海輸水通道具有重要戰(zhàn)略意義，其在現(xiàn)狀蘇魯冀津海堤外側(cè)新建防潮堤，形成超級(jí)輸水通道，實(shí)現(xiàn)500億m3/a以上調(diào)水能力。文章系統(tǒng)分析了沿線灘涂資源、生物群落、生態(tài)保護(hù)敏感區(qū)以及開發(fā)規(guī)劃等現(xiàn)狀，識(shí)別了輸水通道建設(shè)環(huán)境影響要素及關(guān)鍵因子，形成了相應(yīng)控制對(duì)策，建立了通路建設(shè)環(huán)境影響的狀態(tài)-壓力-響應(yīng)模型，并對(duì)影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。研究表明：輸水通道占用灘涂資源比例小，環(huán)境影響弱，從環(huán)境影響的角度，工程建設(shè)有較好的適宜性。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào);滬津輸水通道;環(huán)境影響評(píng)價(jià);控制對(duì)策

中圖分類號(hào)：TU473 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2020）08-0103-03

1 概述

為解決中國(guó)北方缺水問(wèn)題，筆者創(chuàng)新提出“構(gòu)建滬津沿海輸水通道”設(shè)想，長(zhǎng)約1200km，在現(xiàn)狀防潮大堤外300～500m處，按照不允許越浪標(biāo)準(zhǔn)，建造一新防潮大堤，并對(duì)原大堤進(jìn)行適當(dāng)加高，新老大堤間將形成一條超級(jí)輸水通道，調(diào)水500～1000億m3/a以上，較現(xiàn)狀南水北調(diào)能力提升5～10倍。前期已對(duì)總體可行性、必要性與迫切性等進(jìn)行了系統(tǒng)論證[1，2]，研究表明：①新建壩體95%位于灘涂地區(qū)，工程地質(zhì)與水文地質(zhì)有較好適應(yīng)性;②輸水通道沿線水位落差低，可徹底解決蘇魯冀京津遼等海拔+100.00m以下平原地區(qū)缺水問(wèn)題;③可減少黃河、海河及遼河流域上游地區(qū)300～400億m3的下泄流量，極大緩解西北高海拔地區(qū)缺水問(wèn)題，具有全局治水的戰(zhàn)略意義。

環(huán)境影響是輸水通道建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本工程建設(shè)主要占用沿線一定量的灘涂資源，我們?cè)趯?shí)現(xiàn)規(guī)劃的調(diào)水目標(biāo)與任務(wù)的同時(shí)，需要對(duì)工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的水資源、水環(huán)境、海洋生態(tài)、土地資源、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等系列環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行研究，形成相應(yīng)的控制方案。

2 輸水通道沿線灘涂分布與開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1通道沿線灘涂分布

輸水通道主要沿蘇魯冀津沿海布置，涉及相應(yīng)區(qū)域的南黃海、渤海灘涂。其中，江蘇海岸線長(zhǎng)954km，沿海灘涂面積超過(guò)5000km2，占全國(guó)的1/4，每年以2萬(wàn)多畝的速度淤漲。包括砂質(zhì)（30km）、基巖（40km）、淤泥質(zhì)平原海岸（884km）三種。渤海海岸線長(zhǎng)約2668km，輸水通道穿越的西南側(cè)為淤泥質(zhì)平原海岸。

2.2灘涂開發(fā)利用情況

江蘇灘涂在建國(guó)以后，老海堤內(nèi)圍墾超過(guò)5000km2，老海堤外，新圍墾灘涂2330km2，遠(yuǎn)期形成4669km2。渤海區(qū)域1993～2013的20年間，海岸線向海推進(jìn)成陸1888.3km2。

3 輸水工程建設(shè)環(huán)境影響要素識(shí)別

沿海輸水通道的生態(tài)影響要素體現(xiàn)在自然生態(tài)、調(diào)水運(yùn)營(yíng)、環(huán)保灘涂修復(fù)三方面。

3.1 自然生態(tài)影響（狀態(tài)）

衡量自然資源和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)，分灘涂環(huán)境質(zhì)量、地理區(qū)位敏感性和岸灘自身?xiàng)l件幾方面。灘涂環(huán)境質(zhì)量用生物多樣性、地表水環(huán)境等表征;地理區(qū)位敏感性用海域水質(zhì)目標(biāo)、周圍敏感目標(biāo)等體現(xiàn)，本工程需穿越生態(tài)保護(hù)區(qū)敏感目標(biāo);岸灘自身?xiàng)l件主要表現(xiàn)為自然岸灘穩(wěn)定性和自然災(zāi)害嚴(yán)重性。

3.1.1 生物多樣性與生物生產(chǎn)力方面

工程建設(shè)范圍內(nèi)，江蘇海岸帶與渤海沿岸的生物群落分布略有不同，同時(shí)須穿越鹽城生態(tài)濕地保護(hù)區(qū)。其主要生物分布如下：江蘇海岸帶灘涂和近海區(qū)域生物較為集中，是全國(guó)最大的生態(tài)濕地。每年春秋有300多萬(wàn)只候鳥經(jīng)停覓食，50多萬(wàn)水禽在該區(qū)域越冬，有國(guó)家一、二級(jí)保護(hù)動(dòng)物幾十種; 渤海有120以硅藻為主浮游植物，100多種浮游動(dòng)物，140多種底棲動(dòng)物等。工程須穿越鹽城生態(tài)濕地自然保護(hù)區(qū)，其面積達(dá)3622 km2。

3.1.2 水土環(huán)境

本工程為輸水工程，對(duì)地下水無(wú)影響，或有積極影響，采用箱涵穿越原有的河道、水道，與現(xiàn)狀河口沒(méi)有變化，對(duì)相應(yīng)環(huán)境無(wú)不利影響。

3.1.3 岸灘自身?xiàng)l件影響分析

不同區(qū)域，岸灘的穩(wěn)定狀態(tài)略有不同。受黃河泥沙沖積，渤海區(qū)域的黃河三角洲、遼河三角洲等岸灘一直處于淤漲狀態(tài)。近年來(lái)，隨著黃河水的變清以及下泄流量的減少，淤漲趨緩，而江蘇海岸帶，受黃河入海改道以及近海潮汐動(dòng)力的影響，射陽(yáng)河口為“北沖南淤”的分界點(diǎn)。射陽(yáng)河口以北，為侵蝕型粉砂淤泥質(zhì)海岸，岸線穩(wěn)定，射陽(yáng)河以南灘面寬度大，一般寬10～13 km，最寬可達(dá)30 km，淤進(jìn)率為100～200m/a左右。

3.2灘涂占地及調(diào)水運(yùn)營(yíng)環(huán)境影響（壓力）

3.2.1 輸水通路灘涂占地影響

輸水通道建設(shè)活動(dòng)對(duì)生物的影響主要是對(duì)其生態(tài)環(huán)境的破壞和干擾，近海300～500m的帶寬將被輸水通道取代，原來(lái)復(fù)雜多樣的自然植被由單一的淡水通路替換，未被開墾的自然植被演替規(guī)律可能受到干擾。本次輸水通道建設(shè)，大約有800～900km沿海岸線布設(shè)，按500億m3的調(diào)水規(guī)模，占用沿線灘涂約300～450km2，約占整個(gè)灘涂總量的2.5～3.8%，其中，江蘇段約200～300 km2，山東魯北段約100～150 km2，對(duì)于這樣規(guī)模的影響，如果分3～5年建設(shè)完成，按照完全占用灘涂無(wú)補(bǔ)償狀態(tài)，遠(yuǎn)小于江蘇、山東2020圍墾控制規(guī)模，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未來(lái)4669km2的圍墾規(guī)模，圍灘的總體環(huán)境影響相對(duì)較小。

3.2.2 調(diào)水運(yùn)營(yíng)對(duì)長(zhǎng)江口的影響

對(duì)于長(zhǎng)江口，應(yīng)防止大量抽水導(dǎo)致咸潮發(fā)生。盡管長(zhǎng)江水的水量十分豐沛，但全年分布不均，若沿海輸水通道取水后，因下泄淡水流量減少，仍有可能其對(duì)下游的陳行、青草沙水庫(kù)的水質(zhì)帶來(lái)影響，并進(jìn)一步影響下游的浮游動(dòng)、植物、底棲動(dòng)物等。其主要控制指標(biāo)為水的氯含量[5]，長(zhǎng)江口各站的氯濃度與長(zhǎng)江來(lái)水豐枯密切相關(guān)，當(dāng)大通站流量小于10000m3/s，各站的氯濃度普遍較高。若含氯度大于250 mg/L，不滿足淡水水質(zhì)要求。當(dāng)大通站[10]流量大于13000 m3/s，各站點(diǎn)水質(zhì)符合要求。

4 生態(tài)環(huán)境影響控制技術(shù)（響應(yīng)）

為減少常規(guī)大面積灘涂圍墾，而導(dǎo)致的生物棲息地、生物多樣性、淡水資源等的減少以及水體污染加劇等不利環(huán)境影響，本文創(chuàng)新構(gòu)建了灘涂自補(bǔ)償平衡技術(shù)，并將敏感區(qū)域的非開挖技術(shù)、智能調(diào)水技術(shù)等集成應(yīng)用到輸水通路的建設(shè)中。

4.1灘涂自補(bǔ)償平衡技術(shù)

如前所述，工程沿線主要為淤泥質(zhì)或砂礫海岸，對(duì)于南黃海區(qū)域，其第四紀(jì)地層厚度在100～300m之間，以海陸交互為特征。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造，124°以西，中部隆起上的第四紀(jì)沉積層厚度在130m以下，最薄不足100m，北部厚度大多在150m以上，最厚處可達(dá)180m，南部厚度均在200m以上，最厚達(dá)280m。工程沿線魯北萊州灣至渤海灣的沿岸淺層亦主要為第四紀(jì)沖積地層，厚度多在300m以上，淺表地層主要為淤泥、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土、粉砂等。輸水通道寬300～500m，考慮沿線水頭損失、流速及輸水能力等，床底埋深在-1.0～-2.5m，由南向北逐漸加深，但總體變化不大?，F(xiàn)狀灘涂的標(biāo)高多在0～+4.0m左右，坡度0.5～0.0028%變化不等。針對(duì)輸水通道沿線為軟土地層特點(diǎn)，我們創(chuàng)新提出灘涂空間置換技術(shù)。將灘涂淺層土體挖除，開挖深度約為2.0～3.0m，輸水?dāng)嗝婷垦娱L(zhǎng)米開挖量約1000～1500m3。該部分土體擬做如下兩種用途：一是水力沖填進(jìn)行管袋筑壩，約500m3;二是通過(guò)水力吹填，輸送至堤壩外側(cè)，墊高新建壩體外側(cè)灘涂的床基高度及范圍。假設(shè)置換過(guò)程中，按照原區(qū)域海床坡度進(jìn)行吹填，其新增灘涂寬度大致在400～1000m。這樣，沿線灘涂的面積不但不會(huì)因?yàn)檩斔ǖ赖恼加枚鴫嚎s，反而會(huì)有所增加，對(duì)重要生態(tài)濕地、灘涂等生態(tài)補(bǔ)償率達(dá)125%～200%。

4.2生態(tài)保護(hù)敏感區(qū)穿越環(huán)境控制技術(shù)

生態(tài)保護(hù)核心區(qū)長(zhǎng)度大致約20km，可以有如下幾種方式減少工程環(huán)境影響：

（1）圍堰直接穿越。20km范圍內(nèi)，適當(dāng)增加輸水通道的深度至-4.0m，則穿越需要占地6 km2左右，約占整個(gè)區(qū)域的2.4%，因該區(qū)域每年向外海淤漲100～200m，則所占面積1～2年便可補(bǔ)償完成，環(huán)境影響整體較小。

（2）采用盾構(gòu)隧道穿越方式。對(duì)于核心區(qū)，可通過(guò)構(gòu)建3～4條直徑為15m的盾構(gòu)隧道，向兩側(cè)再過(guò)渡到明渠穿越的方式，則對(duì)沿線的動(dòng)植物無(wú)任何影響。

（3）明渠廊道穿越方式。輸水通道主體結(jié)構(gòu)采用明渠穿越的方式，但每隔1km左右，設(shè)置一條50～100m寬的箱涵廊道，箱涵內(nèi)通水，其上覆蓋現(xiàn)狀相同土質(zhì)，控制標(biāo)高亦與現(xiàn)狀基底相同，作為岸上濕地與外海灘涂的連接走廊。

（4）進(jìn)行占補(bǔ)平衡控制。與前述相同，盾構(gòu)施工、明渠穿越等，隨著隧道掘進(jìn)或降低輸水通道床基深度，每延米進(jìn)尺會(huì)形成1500m3的淤泥或砂性土體，甚至更多，將其中部分吹填至外海，升高外海海床高度，淤積后形成新的灘涂及濕地，進(jìn)一步擴(kuò)大生態(tài)保護(hù)核心區(qū)的面積。

4.3 長(zhǎng)江口智慧調(diào)水環(huán)境控制技術(shù)

為避免因滬津沿海通道取水對(duì)下游帶來(lái)的環(huán)境影響，可通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)江來(lái)水規(guī)模，智慧控制取水時(shí)機(jī)與取水量：一是避免咸潮期調(diào)水;二是在非咸潮期，大通站的流量與取水規(guī)模之差應(yīng)大于13000m3/s。按照這樣的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)1994～2008年上海陳行水庫(kù)的監(jiān)測(cè)資料，平均每年約31天左右屬咸潮期，不宜取水，與現(xiàn)狀長(zhǎng)江河口地區(qū)的青草沙水庫(kù)取水周期大致相同;再有，可根據(jù)每日潮汐變化調(diào)整泵的啟閉狀態(tài)，利用高潮位進(jìn)行調(diào)水，減少電能消耗，實(shí)現(xiàn)智慧綠色調(diào)水。

5 輸水通道建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

對(duì)于輸水通道工程，基于狀態(tài)-壓力-響應(yīng)模型，依據(jù)上述沿線灘涂自然生態(tài)特征、輸水運(yùn)營(yíng)灘涂環(huán)境影響特征、灘涂生態(tài)保護(hù)特征等指標(biāo)，構(gòu)建出沿海輸水通道建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系[11，12]。參考相關(guān)文獻(xiàn)，開發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)分為3級(jí)：一級(jí)指標(biāo)分為狀態(tài)、壓力和響應(yīng)等指標(biāo)，其下分二、三級(jí)指標(biāo)。

運(yùn)用德爾菲法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化與標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，各主要指標(biāo)的分析如下：

（1）自然生態(tài)環(huán)境影響（狀態(tài)指標(biāo)）總體評(píng)價(jià)為A。創(chuàng)新采用灘涂置換平衡技術(shù)，沿線灘涂面積增加25%～100%，因此，其生物多樣性及生物生產(chǎn)能力不降反升;同時(shí)，因引入大量淡水資源，對(duì)沿線的地表水、地下水、土壤環(huán)境等均有所提升，大氣環(huán)境則與現(xiàn)狀保持不變。對(duì)于沿線敏感目標(biāo)，主要涉及港口、碼頭及河口以及自然保護(hù)區(qū)等，岸段海洋功能因少量占地有較少的影響。若采取盾構(gòu)隧道或其它保護(hù)措施，非開挖穿越常敏感目標(biāo)如自然保護(hù)區(qū)等，則工程建設(shè)對(duì)敏感地區(qū)目標(biāo)影響可忽略不計(jì)，岸段的海洋功能則通過(guò)生態(tài)補(bǔ)償技術(shù)得以恢復(fù)、提升;新建壩體按照100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其穩(wěn)定性及防潮能力均有較大提升。

（2）環(huán)境影響（壓力）指標(biāo)總體評(píng)價(jià)為B+。本次圍涂的面積較大，超過(guò)50hm2，同時(shí)，建設(shè)周期較短，擬在3～5年建成，調(diào)水過(guò)程中可能引入少量的外來(lái)物種，該幾項(xiàng)是工程建設(shè)環(huán)境影響的關(guān)鍵因子。同時(shí)，工程一般區(qū)域起圍高程均大于+1.0m，主導(dǎo)功能為輸水，無(wú)污染物排放，且會(huì)對(duì)現(xiàn)狀沿線污染進(jìn)行治理。外來(lái)物種影響方面，借鑒現(xiàn)有東、中線建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，其影響總體可控。

（3） 生態(tài)保護(hù)方面（響應(yīng)）指標(biāo)得分為A-。由于新增了灘涂面積，輸水通路建成后，將成為南北向的一條重要的生命線，為一級(jí)保護(hù)目標(biāo)，其保護(hù)要求遠(yuǎn)高于一般灘涂開發(fā)要求，也優(yōu)于現(xiàn)狀灘涂的保護(hù)狀態(tài)。

若D項(xiàng)得分為50，B項(xiàng)得分為80，A項(xiàng)得分為100。按照傳統(tǒng)一般灘涂工業(yè)、農(nóng)業(yè)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法，識(shí)別出本工程建設(shè)的關(guān)鍵影響因子，主要為占地面積、灘涂綠化與建設(shè)周期等，次關(guān)鍵要素為岸段海洋功能、附近敏感目標(biāo)、外來(lái)物種引入與生態(tài)建設(shè)費(fèi)用占比等，綜合得分88.99，為A級(jí)。實(shí)際上，本工程的灘涂占比較小，且恢復(fù)率超過(guò)100%，每年仍處于淤漲狀態(tài)，實(shí)際評(píng)價(jià)分要超過(guò)上述嚴(yán)格計(jì)算，從環(huán)境影響評(píng)價(jià)的角度，適宜工程建設(shè)。

6結(jié)語(yǔ)

沿海輸水通路從規(guī)劃設(shè)計(jì)上克服了傳統(tǒng)水利工程大量土地占用、原生環(huán)境影響、地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)多樣性以及泥沙淤積等問(wèn)題，借助灘涂補(bǔ)償技術(shù)、非開挖技術(shù)及智慧調(diào)水技術(shù)等，在解決北方大范圍缺水問(wèn)題的同時(shí)，工程沿線的海洋與河口生態(tài)、區(qū)域環(huán)境等將得到極大提升，適宜工程建設(shè)，并具有極大的戰(zhàn)略意義。

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