河口灣多邊界約束下的人工島開發(fā)方案規(guī)劃思路探討

姚海元 李蕊 陳飛 王達(dá)川 張民輝 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院

廈門港是國(guó)家綜合運(yùn)輸體系的重要樞紐和沿海集裝箱干線港，是廈門東南國(guó)際航運(yùn)中心的主要載體。其中，海滄港區(qū)和東渡港區(qū)是以集裝箱運(yùn)輸為主的重要港區(qū)，兩港區(qū)的深水岸線資源現(xiàn)已基本開發(fā)完畢，后續(xù)發(fā)展空間十分有限。為擴(kuò)大廈門港發(fā)展空間，增加港口岸線和土地資源，廈門港方面提出在海滄港區(qū)南側(cè)的九龍江河口灣建設(shè)人工島的設(shè)想。交通運(yùn)輸部和福建省人民政府聯(lián)合印發(fā)的《廈門港總體規(guī)劃審查意見》也提出，結(jié)合海滄港區(qū)減淤工程方案和港口發(fā)展需要，專題研究論證海滄南作業(yè)區(qū)建設(shè)人工島的可行性。由于九龍江河口區(qū)工程建設(shè)通常涉及邊界約束和影響要素較多，在目前環(huán)保要求下，需要系統(tǒng)考慮水動(dòng)力條件、自然保護(hù)區(qū)、重大涉水工程等因素，科學(xué)制定河口區(qū)人工島開發(fā)方案規(guī)劃思路。

1.九龍江河口區(qū)自然條件簡(jiǎn)介

廈門海域位于福建省東南部沿海，是一個(gè)半封閉型海灣，灣內(nèi)岸線曲折，地形復(fù)雜。九龍江自九龍江河口區(qū)入海，河口區(qū)由滸茂洲、烏礁洲、玉枕洲等分割為北港、中港和南港三條入海通道，其中北港和中港水流向海滄港區(qū)深槽匯聚，水流歸槽現(xiàn)象明顯，灣內(nèi)分布有雞嶼、海門島等島嶼，是潮汐潮流作用為主的典型潮優(yōu)型河口區(qū)。

近年來，九龍江河口區(qū)河勢(shì)總體穩(wěn)定，受上游徑流和河道局部挖沙的影響，北、中、南港深槽和中港至海滄港區(qū)潮溝處于沖刷狀態(tài)，其它水域總體處于微沖微淤狀態(tài)。受九龍江徑流的輸水輸沙和人工采砂、疏浚等因素影響，海滄港區(qū)13號(hào)泊位以西的碼頭線前沿淤積較為嚴(yán)重。

2.九龍江河口區(qū)規(guī)劃邊界約束條件分析

九龍江河口灣自然環(huán)境敏感，涉水工程多，且涉及九龍江口海岸灘涂保護(hù)區(qū)、珍稀海洋物種國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、九龍江口紅樹林省級(jí)自然保護(hù)區(qū)和廈漳跨海大橋工程等。

2.1 廈門大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)

廈門大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)位于九龍江河口灣東側(cè)，自然保護(hù)區(qū)總面積為217公頃，包括大嶼島、雞嶼島全部陸域及其最低潮位線以上灘涂。2000年，大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)與中華白海豚保護(hù)區(qū)、文昌魚海洋自然保護(hù)區(qū)合并成立為“廈門珍稀海洋物種國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)”，見圖1。

擬建人工島工程對(duì)雞嶼島白鷺的影響主要包括燈光、噪聲以及灘涂減小造成。其中，噪聲、燈光會(huì)影響白鷺的正常棲息和繁殖，灘涂減小則可能改變鷺鳥的覓食環(huán)境。因此，人工島方案布置應(yīng)與鷺鳥的棲息、繁殖地—雞嶼島之間留有一定的保護(hù)緩沖區(qū)域，同時(shí)人工島建設(shè)應(yīng)盡可能維持雞嶼島周邊灘涂面積。

2.2 龍海九龍江口紅樹林自然保護(hù)區(qū)

龍海九龍江口紅樹林省級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于九龍江河口區(qū)西側(cè)和南側(cè)，屬福建省省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，總面積為420.2公頃，由甘文片、大涂洲片和浮宮片三個(gè)部分組成，見圖2。甘文片位于龍海市紫泥鎮(zhèn)和角美鎮(zhèn)的甘文農(nóng)場(chǎng)海堤外，九龍江北港和中港的匯流處，東至紅樹林外的潮間灘涂、西臨甘文農(nóng)場(chǎng)海堤、南靠九龍江中港出口最北側(cè)與紅樹林連接、北接九龍江北港出口最南側(cè)。大涂洲片位于龍海市海澄鎮(zhèn)的大涂洲，東至大涂洲紅樹林邊緣、西臨大涂洲水產(chǎn)池塘邊、南靠紅樹林邊緣、北接大涂洲北側(cè)紅樹林外的潮間灘涂。浮宮片位于龍海市浮宮鎮(zhèn)霞郭村海堤外，東至燈塔附近海堤拐角、西臨南溪出口附近、南靠鎮(zhèn)東海堤與紅樹林連接、北接紅樹林邊緣。

圖1 廈門珍稀海洋物種國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)范圍

圖2 龍海九龍江口紅樹林省級(jí)自然保護(hù)區(qū)范圍

圖3 人工島規(guī)劃方案比選

紅樹林是浮游生物繁衍、貝類以及魚蝦洄游繁殖的場(chǎng)所，也是鷺鳥最喜歡的棲息和覓食地。人工島方案布置應(yīng)注意與紅樹林保護(hù)區(qū)保持一定距離，圍填海規(guī)模不宜過大，盡可能減小對(duì)河口灣納潮量和紅樹林周邊淺灘沖淤變化的影響。

2.3 相關(guān)重要涉水工程

九龍江河口區(qū)主要涉水工程是連接廈漳兩市的廈漳跨海大橋，大橋北起角嵩路與青龍路交界處，南端止于漳州開發(fā)區(qū)的中埔，大橋全長(zhǎng)9.3k m。其中，北汊主橋?yàn)檫B續(xù)半漂浮體系雙塔雙索面斜拉橋，主跨7 8 0 m，可滿足3 萬噸級(jí)船舶安全通航；南汊主橋?yàn)殡p塔雙索面三跨連續(xù)半漂浮斜拉橋，南汊通航凈高4 0 m，可通行5千噸級(jí)船舶。按照《中華人民共和國(guó)公路法》《公路安全保護(hù)條例》等相關(guān)法規(guī)，未經(jīng)高速公路管理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，不得在大橋周邊實(shí)施修筑堤壩，壓縮或河床等危及橋梁安全的行為。為此，在進(jìn)行人工島開發(fā)方案研究布置時(shí)應(yīng)注意方案在施工、營(yíng)運(yùn)過程中對(duì)不同構(gòu)造橋墩基礎(chǔ)安全的影響，并開展人工島方案對(duì)大橋安全影響研究。

3.九龍江河口區(qū)人工島方案規(guī)劃思路研究

人工島方案研究應(yīng)在滿足港口基本功能和使用要求的前提下，充分把握九龍江河口區(qū)宏觀環(huán)境特點(diǎn)，尋求對(duì)九龍江河口區(qū)水沙環(huán)境影響最小的方案，重點(diǎn)研究人工島方案實(shí)施后對(duì)九龍江河口區(qū)河勢(shì)和水沙環(huán)境的總體影響，海滄港區(qū)港池、航道內(nèi)的水流和沖淤變化，對(duì)周邊招銀、石碼港區(qū)港池、航道和廈門灣主航道的影響，以及對(duì)廈漳大橋區(qū)、紅樹林保護(hù)區(qū)、雞嶼白鷺保護(hù)區(qū)的影響等。

具體研究思路如下：

（1）人工島填筑規(guī)模應(yīng)滿足集裝箱碼頭基本功能所需的岸線長(zhǎng)度，北側(cè)不小于3000m，陸域縱深不小于800m。

（2）人工島北側(cè)港池水域應(yīng)滿足海滄角美南港區(qū)10～20萬噸級(jí)集裝箱船和海滄港區(qū)5～10萬噸級(jí)集裝箱船調(diào)頭和靠泊要求，保障通航安全。

（3）人工島應(yīng)與廈漳大橋南側(cè)引橋墩保持一定安全距離，以減小對(duì)大橋橋墩附近水流的影響。

（4）人工島西側(cè)應(yīng)與九龍江口紅樹林保護(hù)區(qū)保持一定距離，以減小對(duì)保護(hù)區(qū)水流和泥沙沖淤的影響。

（5）人工島東側(cè)應(yīng)與雞嶼白鷺保護(hù)區(qū)保持一定距離，以減小對(duì)白鷺物種正常棲息地和繁殖地的影響。

（6）人工島的規(guī)模和設(shè)置應(yīng)保證河口灣總體河勢(shì)總體穩(wěn)定，保障上游洪水下泄順暢以及盡可能減小對(duì)河口灣納潮的影響。

（7）人工島與海滄港區(qū)之間需要建設(shè)集疏運(yùn)通道，連接通道可考慮橋梁、組合結(jié)構(gòu)（潛堤+橋梁）或隧道等方案。

4.九龍江河口區(qū)人工島規(guī)劃方案

圖4 人工島推薦方案

按照上述人工島方案規(guī)劃思路，本研究提出“北筑港、南導(dǎo)流、東護(hù)島、西避槽”的規(guī)劃思路，借助潮流泥沙數(shù)學(xué)模型和定床、動(dòng)床物理模型等研究手段，分析河口區(qū)水流流速流向、泥沙淤?gòu)?qiáng)、納潮量、分流比、主流線影響程度、跨海大橋沖刷程度、可形成港口資源規(guī)模等評(píng)價(jià)指標(biāo)，比選、優(yōu)化人工島布置形態(tài)（單島、雙島）、填筑規(guī)模、連陸通道形式（橋梁、潛堤+橋梁、隧道）等，如圖3所示。

經(jīng)多方案比選和優(yōu)化后，形成人工島推薦方案，見圖4。根據(jù)研究成果，人工島建設(shè)將影響河口灣納潮量減少幅度2.8%，雞嶼南北側(cè)分流比變化幅度3.9%，高低潮位增減幅度0.01～0.02m，海滄港區(qū)港池航道年回淤總量增加10%左右，招銀港區(qū)回淤基本無變化，上述影響基本處于可控范圍。

5.結(jié)論

綜上研究可見，通過選擇合理的位置、平面形態(tài)和填筑規(guī)模，在九龍江河口灣內(nèi)建設(shè)人工島并進(jìn)行相應(yīng)的港口資源開發(fā)，對(duì)九龍江下游總體河勢(shì)及行洪安全影響較小，海滄港區(qū)港池、航道年回淤總量將增加10%左右，最大淤?gòu)?qiáng)略有減小，淤積分布有所調(diào)整，對(duì)嵩嶼、招銀港區(qū)影響較小，對(duì)其他港區(qū)基本沒有影響。由于工程建設(shè)引起的橋區(qū)水流速度增大、橋墩局部沖刷，均在原橋梁設(shè)計(jì)考慮的沖刷深度范圍之內(nèi)。但是，人工島工程建設(shè)仍將改變區(qū)域水流動(dòng)力，重塑泥沙淤積分布，造成餌料資源下降，進(jìn)而影響中華白海豚在工程區(qū)附近的分布和活動(dòng)。同時(shí)，人工島工程實(shí)施對(duì)紅樹林保護(hù)區(qū)周圍環(huán)境的生物多樣性也會(huì)造成不利影響。如人工島工程啟動(dòng)實(shí)施，需要通過采取各種措施保護(hù)野生動(dòng)植物和濕地資源，將對(duì)生物多樣性的不利影響降低到可接受范圍內(nèi)。