長江干線航道綠色施工評價指標(biāo)體系研究

韓兆興，唐 明，徐洪磊，程金香，曾 威，鄭超蕙

(1.交通運輸部規(guī)劃研究院，北京100028；2.清華大學(xué)，北京100084；3.長江武漢航道工程局，湖北 武漢430014)

綠色航道應(yīng)覆蓋規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)、養(yǎng)護管理等航道建設(shè)和運營的全過程[1]。國內(nèi)學(xué)者在綠色航道研究方面多集中在生態(tài)護岸、生態(tài)護灘、生態(tài)壩體等綠色航道設(shè)計領(lǐng)域[2-7]，針對航道綠色施工的系統(tǒng)性研究較少。綠色施工是指工程建設(shè)中，在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過科學(xué)管理和技術(shù)進步，最大限度地節(jié)約資源與減少對環(huán)境負面影響的施工活動，實現(xiàn)四節(jié)一環(huán)保(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護)[8]。施工時間、施工材料、施工工藝以及施工管理直接決定了航道工程生態(tài)環(huán)境影響的途徑、方式和程度。為此，周億迎等[9]對內(nèi)河航道綠色施工的內(nèi)涵進行了研究，重點從能源節(jié)約方面提出部分綠色施工技術(shù)，雷曉玲等[10]、謝孝如[11]對環(huán)保疏浚等個別施工工藝開展了研究。但航道綠色施工仍處于研究積累階段，特別是有關(guān)航道綠色施工評價指標(biāo)體系的研究成果還較為缺乏。

本文以長江干線航道為例，分析航道建設(shè)特點，基于航道施工流程及主要生態(tài)環(huán)境影響分析，提出長江干線航道綠色施工評價指標(biāo)體系，以期為推動航道綠色施工提供指導(dǎo)。

1 長江干線航道整治特點

1)整治工程強度大。長江干線航道全長2 838 km，“十三五”期間共規(guī)劃航道整治項目34個。通過整治，“十三五”期間長江干線2 688 km航道條件得到大幅提升，改善航道里程1 284 km[12]。由于項目數(shù)量較多、工程強度大，長江干線航道整治需要重點關(guān)注施工過程的生態(tài)環(huán)境影響，眾多整治項目也為航道綠色施工技術(shù)研發(fā)和工藝研究提供了平臺。

2)涉及生態(tài)敏感資源多。據(jù)不完全統(tǒng)計，長江干線航道涉及11個國家和省市級自然保護區(qū)、87處飲用水取水口或水源保護地以及諸多重要濕地和魚類“三場”等生態(tài)敏感區(qū)域[13]。

3)生態(tài)環(huán)境保護要求高。2017年，為貫徹落實國家生態(tài)文明建設(shè)和長江經(jīng)濟帶綠色發(fā)展要求，交通運輸部印發(fā)了《關(guān)于推進長江經(jīng)濟帶綠色航運發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出在長江經(jīng)濟帶要推進綠色航道建設(shè)[14]。2020年12月，全國人大審議通過了《中華人民共和國長江保護法》，對長江干線航道整治提出更高的生態(tài)環(huán)保要求。

2 長江干線航道主要施工流程及對環(huán)境的影響

2.1 施工流程

從建設(shè)內(nèi)容分類，長江干線航道整治主要包括護岸、護底、護灘、壩體、疏浚、清礁、航標(biāo)配布等；從項目所在區(qū)域分類，可分為山區(qū)航道、平原航道和潮汐河口航道整治等；從施工作業(yè)地點分類，可分為岸上施工和涉水施工等。

對長江干線航道主要建設(shè)內(nèi)容的典型施工流程進行梳理可知(表1)，疏浚、清礁施工流程相對獨立，護岸、護底、護灘、壩體施工的部分施工流程相似。因此，可從施工流程角度將長江干線航道整治工程細分為測量、預(yù)制、鋪排、拋投、開挖/回填、綠化、疏浚、爆破，以及輔助施工等主要環(huán)節(jié)(圖1)，其中輔助施工內(nèi)容包括施工便道修建、施工營地及預(yù)制場建設(shè)、施工船舶調(diào)度等。

表1 典型航道整治工程施工流程

圖1 護岸、護底、護灘、壩體施工主要環(huán)節(jié)

2.2 施工對生態(tài)環(huán)境的影響

施工對環(huán)境影響的分析見圖2。從環(huán)境要素看，施工環(huán)境影響可分為水、生態(tài)、大氣及聲環(huán)境影響；從環(huán)境影響持續(xù)時間看，可分為長期影響(如建設(shè)航道整治建筑物對河勢的改變)和短期影響(如施工船舶廢氣排放對空氣質(zhì)量的影響)；從環(huán)境影響途徑看，可分為直接影響(如鋪排造成底棲生物損失)和間接影響；從環(huán)境影響性質(zhì)看，可分為有利影響(如穩(wěn)定河勢、減少沖刷)和不利影響。

圖2 航道施工對環(huán)境的影響

2.2.1水環(huán)境影響

采用HPLC方法來定量分析底物咖啡堿、可可堿、茶堿在發(fā)酵過程中的消耗情況，反應(yīng)液原液稀釋至合適倍數(shù)后經(jīng)HPLC進樣分析，三種生物堿的定量檢測方法采用色譜條件[14,15]：C18柱（4.6×200 mm，5 μm，welchrom），流動相：A：去離子水，B：N, N-二甲基甲酰胺：甲醇：乙酸=40：2：1.5，流速：1 mL/min。進樣量：10 μL等條件在278 nm下檢測，試驗重復(fù)六次（n=6），分析并計算結(jié)果。

在水文情勢影響方面，拋投、鋪排等航道整治建筑物建設(shè)及疏浚、清礁等整治工程會引起局部水動力條件發(fā)生變化。但開展護岸、壩體、護底(灘)等航道整治也可以穩(wěn)定河勢及灘槽格局[15-16]，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生對環(huán)境有利的影響。

在水質(zhì)影響方面，拋投、沉排、疏浚等水下施工會引起局部水體懸浮物增加，從而影響水環(huán)境質(zhì)量。以懸浮物濃度增加值超過10 mg/L作為影響范圍，典型航道整治工程的實地監(jiān)測顯示沉排、拋石等施工的影響范圍一般在作業(yè)點周邊100～200 m[17]；模型模擬顯示疏浚懸浮泥沙影響范圍通常在疏浚點周圍2～3 km范圍[18]。其次，施工船舶事故會導(dǎo)致燃料油泄漏，造成大面積水質(zhì)惡化。同時，施工船舶含油污水、生活污水、垃圾等若隨意排放或丟棄，施工人員、機械檢修產(chǎn)生的生活污水和生產(chǎn)廢水如果處理不當(dāng)，均會造成水體污染。此外，施工營地、預(yù)制場產(chǎn)生初期雨水會形成徑流污染。

2.2.2生態(tài)影響

在水生生態(tài)影響方面，拋投、開挖、鋪排等施工會改變魚類棲息環(huán)境，減少魚類棲息空間，造成施工區(qū)域底棲生物、浮游生物等生態(tài)損失；爆破、疏浚會促使局部河段紊動動能減弱，而適宜的紊動強度可以刺激魚類產(chǎn)卵行為和受精卵的形成[19]。通常，拋投、鋪排等形成的航道整治建筑物對漂流性魚類產(chǎn)卵場流態(tài)影響較小[20]；爆破產(chǎn)生的沖擊波和噪聲可能會傷害水生生物，驚擾魚類索餌和棲息。但研究表明長江深水航道丁壩群建設(shè)后形成的復(fù)雜水流條件也為魚類提供了產(chǎn)卵場、越冬場和索餌場[21]；拋投、疏浚等施工作業(yè)及施工船舶會改變水下聲環(huán)境對江豚覓食、集群等產(chǎn)生不利影響[22]；網(wǎng)兜拋石噪聲可能會壓縮長江江豚的自然棲息地，對幼年長江江豚造成傷害的可能性較大[23]。

在陸域生態(tài)影響方面，岸上開挖、回填、棄渣等會造成表層植被破壞，易引起水土流失，影響陸域生態(tài)系統(tǒng)。護岸綠化、施工營地復(fù)墾等選擇植被不當(dāng)會引發(fā)生物入侵。

2.2.3其他環(huán)境影響

3 長江干線航道綠色施工評價目標(biāo)及評價指標(biāo)體系

3.1 評價目標(biāo)

通過構(gòu)建綠色施工評價指標(biāo)體系，指導(dǎo)長江干線航道綠色施工行為，評價航道整治工程施工過程的綠色化水平，從而促進航道綠色發(fā)展，保護航道工程涉及區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)工程與自然和諧共生。

3.2 評價原則

1)全面性：對可能產(chǎn)生不利環(huán)境影響的施工作業(yè)進行全面評價，包括水環(huán)境影響、大氣環(huán)境影響、聲環(huán)境影響，以及直接和間接產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響。

2)定量化：基于工程實踐經(jīng)驗，總結(jié)施工操作及其環(huán)境影響程度的量化指標(biāo)，作為綠色評價指標(biāo)預(yù)期水平值的參考。

3)動態(tài)性：綠色評價指標(biāo)及預(yù)期值應(yīng)根據(jù)航道工程特點及最新施工水平進行選擇、調(diào)整和完善，以確保指標(biāo)對于長江航道綠色施工具有指導(dǎo)意義。

3.3 指標(biāo)選取

對標(biāo)長江干線航道綠色施工目標(biāo)，根據(jù)施工可能的環(huán)境影響，選取7個主要方面共40個評價指標(biāo)(表2)。

表2 長江干線航道綠色施工評價指標(biāo)體系

1)資源節(jié)約利用：主要包括疏浚土利用率、土石方綜合利用率、就地取材率、溫室氣體排放量等6個指標(biāo)。其中，土石方綜合利用率、就地取材率、施工區(qū)域節(jié)能燈具比例等指標(biāo)根據(jù)JT/T 1199.3—2018《綠色交通基礎(chǔ)設(shè)施評估技術(shù)要求 第3部分綠色航道》要求，預(yù)期指標(biāo)值可分別設(shè)定為30%以上、60%以上和90%以上。

2)生境保護：主要包括專業(yè)施工船舶定位系統(tǒng)安裝率、二次回挖次數(shù)、環(huán)保疏浚裝備使用比率等12個指標(biāo)。其中，采用全球定位系統(tǒng)(DGPS)和自動測深系統(tǒng)可以提高施工精度，控制施工范圍，減少施工時間，DGPS系統(tǒng)定位精度可達到1 m[25-26]。

3)生物防護：主要包括驅(qū)魚措施比率、重要水生生物觀測頻率等4個指標(biāo)。研究表明，網(wǎng)兜拋石對江豚的影響較其他施工影響更大，因此在江豚集中棲息區(qū)域進行航道施工應(yīng)考慮降低網(wǎng)兜拋石施工頻次。

4)水環(huán)境保護：主要包括船舶水污染物接收處理率、防污屏布設(shè)率、船舶溢油事故發(fā)生頻率等6個指標(biāo)。其中，在水源地開展航道施工時可通過布設(shè)防污屏控制施工影響范圍，根據(jù)水文條件防污屏布放可采用半包圍方式，在加強防護的同時提高水流的連通性。

5)大氣環(huán)境保護：主要包括船舶非合規(guī)燃油使用處罰次數(shù)、清潔能源船舶比率等4個指標(biāo)。

6)聲環(huán)境保護：主要包括施工設(shè)備維護頻率、噪聲敏感建筑物集中區(qū)域內(nèi)夜間施工作業(yè)時間2個指標(biāo)。

7)環(huán)境管理，主要包括環(huán)保工作檢查考核頻次、綜合環(huán)保培訓(xùn)頻次、專項環(huán)保培訓(xùn)頻次等6個指標(biāo)。

4 結(jié)語

1)長江干線航道整治強度較大、涉及生態(tài)敏感因素較多、環(huán)境保護要求較高，需要進一步加強航道整治工程綠色施工研究和應(yīng)用工作，彌補綠色施工方面的短板，不斷提高施工綠色水平。

2)基于各航道整治工程施工類型剖析，航道施工環(huán)境影響包括水環(huán)境影響、生態(tài)影響、大氣環(huán)境影響、聲環(huán)境影響，長期影響和短期影響，直接影響和間接影響，有利影響和不利影響。

3)針對施工對生態(tài)環(huán)境要素的影響，從資源節(jié)約利用、生境保護等7個方面研究建立長江干線航道綠色施工評價指標(biāo)體系，共包含40個評價指標(biāo)。評價指標(biāo)值的確定需要結(jié)合環(huán)境保護政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等，部分指標(biāo)評價還需要根據(jù)研究試驗和專家論證給出半定量或定性的評價限值。