張名亮,吳偉強(qiáng),陳 麗,范圣剛

(1.江蘇省海洋資源開發(fā)研究院 連云港 222000;2.江蘇省連云港市海洋與漁業(yè)局 連云港 222000)

江蘇新月形人工島建設(shè)探討

張名亮1,吳偉強(qiáng)2,陳 麗1,范圣剛1

(1.江蘇省海洋資源開發(fā)研究院 連云港 222000;2.江蘇省連云港市海洋與漁業(yè)局 連云港 222000)

21世紀(jì),人工島為世界許多沿海國(guó)家更為廣泛的建設(shè)和利用。江蘇沿海開發(fā)已經(jīng)拉開序幕,并在南通洋口太陽沙建造了一座人工島。人工島對(duì)于江蘇沿海地區(qū)發(fā)展和海洋開發(fā)有著極其重要的作用,但是由于巨大的投資和浩大的工程,使許多地區(qū)對(duì)人工島望而卻步。通過積極探索新月形淤泥基人工島建設(shè),利用人工設(shè)施對(duì)于自然力和自然資源的充分利用,即通過對(duì)風(fēng)浪等自然力和江蘇沿海豐富的泥沙資源合理利用,既從真正意義上實(shí)施江蘇人工島的常規(guī)化建設(shè),也為江蘇沿海實(shí)踐新海洋型工業(yè)理論,發(fā)展節(jié)約資源、綜合開發(fā)和集約發(fā)展提供了一條新的途徑。

江蘇;新月形;淤泥基;人工島;建設(shè);節(jié)約資源;集約發(fā)展

在進(jìn)入新世紀(jì)以來,人工島建設(shè)已成世界沿海各國(guó)和地區(qū)開發(fā)海洋的一種新形式和新途徑。從20世紀(jì)70年代,歐美等沿海國(guó)家就積極探索了人工島式筑港模式,通過人工島建設(shè)實(shí)現(xiàn)港口的安全發(fā)展和更有利的協(xié)調(diào)功能。日本國(guó)積極借鑒了歐美的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并加以發(fā)展,成為世界上建設(shè)人工島最多的國(guó)家,人工島為日本的港口發(fā)展、海洋資源綜合開發(fā)利用和海域權(quán)屬的維護(hù)發(fā)揮了極為重要的作用[1]。我國(guó)沿海各省市越來越重視人工島在海洋開發(fā)中的重要作用,積極進(jìn)行人工島開發(fā)建設(shè)和規(guī)劃論證。

根據(jù)世界沿海及我國(guó)人工島建設(shè)的現(xiàn)狀以及江蘇海域的環(huán)境資源特征,尤其是江蘇沿海開發(fā)的迫切性,江蘇提出新月形淤泥基人工島構(gòu)筑的新方法,在于采用人工設(shè)施對(duì)于自然力和自然資源的充分利用,即通過對(duì)風(fēng)浪等自然力和江蘇沿海豐富的泥沙資源合理利用,可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、減少投資、集約經(jīng)營(yíng)和科學(xué)發(fā)展的目的。

1 江蘇海洋新型人工島建設(shè)的作用

隨著江蘇沿海開發(fā)上升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,江蘇沿海在帶動(dòng)蘇北發(fā)展、服務(wù)我國(guó)中西部和在區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位不斷增強(qiáng),但是由于港口與城市和旅游對(duì)于海濱岸線矛盾愈加突出,而且從沿海自然環(huán)境所產(chǎn)生的需求,以及多層次、全方位地推進(jìn)江蘇海洋開發(fā)和江蘇沿海規(guī)劃的實(shí)施等方面,都對(duì)人工島建設(shè)提出了迫切的要求。人工島建設(shè)可以在港口國(guó)際化城市建設(shè)、海洋資源的綜合開發(fā)及促進(jìn)江蘇沿海開發(fā)的科學(xué)發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。

1.1 對(duì)于港口建設(shè)的作用

江蘇沿海以連云港為龍頭的港口空間資源開發(fā),對(duì)于人工島建設(shè)有著新的需要和要求,洋口港太陽島建設(shè)充分反映了港口與人工島的密切關(guān)系,徐圩港區(qū)建設(shè)因缺乏人工島而面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),人工島對(duì)于港口發(fā)展有著重要作用。但是,目前采用傳統(tǒng)的筑島方式,無論在技術(shù)方法上,還是在資金上都嚴(yán)重制約了人工島規(guī)?；ㄔO(shè)和利用,無疑影響著江蘇沿海港口的發(fā)展和海洋的綜合開發(fā)。按照新海洋型工業(yè)理論,積極探索海洋空間開發(fā)的新路徑,尤其是探討人工島新的構(gòu)筑理念和構(gòu)筑技術(shù),將有利于江蘇沿海地區(qū)的快速發(fā)展。2008年連云港港實(shí)現(xiàn)了億噸大港和300萬標(biāo)箱宏偉目標(biāo),現(xiàn)在正在積極推進(jìn)30萬噸泊位和徐圩港區(qū)建設(shè)[2],但風(fēng)浪和泥沙淤積對(duì)港口影響嚴(yán)重。借鑒國(guó)外人工島建設(shè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),走科學(xué)創(chuàng)新的新海洋型工業(yè)化道路,通過新月形淤泥基人工島建設(shè),既可以解決港口防風(fēng)擋浪作用,又可以依托人工島建造泊位擴(kuò)展港區(qū),也可以為港口提供海上倉儲(chǔ)和貨物加工的海上空間,還可以減少泥沙的回淤量。

1.2 對(duì)于延伸城市和旅游岸線的作用

在江蘇省954 km的大陸岸線中,由于港口建設(shè),城市岸線愈加緊缺。特別對(duì)于連云港有著基巖岸線可作為旅游和城市岸線的有利條件來說,隨著國(guó)際化海濱城市建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)和重心東移戰(zhàn)略的實(shí)施,東部城區(qū)空間資源將更加緊張。通過人工島建設(shè),可向大海拓展生存空間,可以為城市發(fā)展向海上延伸海濱岸線,可使連云港建設(shè)海上城市和海上樂園。海濱旅游是連云港旅游的一大特色,但是由于港城、港游海濱岸線矛盾的加劇,嚴(yán)重制約了連云港海濱旅游的發(fā)展。同樣在南通、鹽城建設(shè)人工島,可極大地發(fā)揮海洋空間資源的優(yōu)勢(shì),拓展填補(bǔ)城市和旅游岸線。通過人工島建設(shè),不僅延長(zhǎng)了旅游岸線,還因人工島建設(shè)使得海上風(fēng)景更加旖旎迷人,可在海上建設(shè)和發(fā)展為旅游樂園和海上天堂。

1.3 作為海洋綜合開發(fā)基地的作用

江蘇有著豐富的海洋資源,在歷史上,海州灣和呂四等都是我國(guó)沿海八大漁場(chǎng)之列,前三島是江蘇省唯一的海珍品基地。江蘇沿海還是我國(guó)沿海風(fēng)能、波浪能富集區(qū)域之一,海洋倉儲(chǔ)、海上加工廠和海上飛機(jī)場(chǎng)等海洋空間資源和海洋礦產(chǎn)、化學(xué)資源開發(fā)也有著廣闊前景。實(shí)施人工島建設(shè),可以突破海洋資源開發(fā)的諸多瓶頸,可以成為海洋綜合資源開發(fā)基地,將江蘇沿海開發(fā)引向更廣更遠(yuǎn)的海洋空間[3]。

同時(shí),按照流場(chǎng)動(dòng)態(tài)平衡原理,通過人工島建設(shè),可揚(yáng)長(zhǎng)避短、趨利避害,既可降低回淤量,還可利用其產(chǎn)生的流場(chǎng),消除河口攔門沙等障礙;并通過新型的人工島構(gòu)筑,促進(jìn)江蘇沿海形成一個(gè)節(jié)約資源、集約發(fā)展的新理念和新模式。

2 江蘇人工島建設(shè)總體布局設(shè)想

江蘇海島主要為基巖島和沙島兩種類型,地理分布上分為3個(gè)區(qū)域,即北部近岸、北部近海與長(zhǎng)江口北支[4]。根據(jù)江蘇海域的自然特征,依南西臨北東和面向東方大海、迎向與主導(dǎo)風(fēng)向和強(qiáng)風(fēng)向相一致的基本環(huán)境,港口、島嶼、灘涂、輻射沙洲及河口的分布,乃至當(dāng)前江蘇沿海發(fā)展的基本要求,初步設(shè)想人工島建設(shè)應(yīng)突出重點(diǎn)、服務(wù)重點(diǎn),以點(diǎn)帶面、優(yōu)化發(fā)展;從岸線特征及港口建設(shè)和自然島嶼分布情況看,則要依島建島、依沙建島、依港建島,島港相映、島島相連;從江蘇海洋資源綜合開發(fā)和對(duì)于人工島功能需求上說,既要突出重點(diǎn)、功能有別,也要相互兼顧、趨利避害、綜合利用。所以,在總體上設(shè)想進(jìn)行依港聯(lián)島式、依沙連島、沙島呼應(yīng)式和消浪除沙式等布局。2.1 依港聯(lián)島式布局

一多下午來談其對(duì)于初唐文學(xué)的見解:(1)時(shí)輯類書(如藝文、北堂)之風(fēng)甚盛(一多疑歐陽詢及虞世南輯此兩種類書，乃建成、元吉與太宗兩派之競(jìng)爭(zhēng))，而注家亦盛，如李善、章懷太子、顏師古等，故學(xué)術(shù)實(shí)盛于文學(xué)，而注家影響，實(shí)較類書為大。(2)《初學(xué)記》有事對(duì)，較初期類書更進(jìn)步，對(duì)后人有所幫助。(3)聲律仍沿南朝之舊，似無新貢獻(xiàn)。(4)宮體仍盛。(5)太宗之倡議文學(xué)，影響未必佳，或受虞世南影響。(虞長(zhǎng)四十歲，太宗書法亦從之——?dú)W陽詢則習(xí)碑與虞不同。)如無太宗，陳、張或早出。又陳蜀人，張嶺南人，皆文化不多及處，乃能脫藩籬也。所論極有見。［4］

按照江蘇沿海開發(fā)規(guī)劃和港口開發(fā)建設(shè)的首要任務(wù),首先要以服務(wù)30萬噸泊位和徐圩港區(qū)建設(shè)為主[5],且利用30萬噸航道開挖、洋口港、呂四港、大豐港、濱海港建設(shè)為契機(jī)。第一,在東西連島 (羊窩頭)東部海域建造以擋浪為主要功能的人工島嶼,該人工島坐標(biāo)為119°32′05″E,34°45′30″N。由于該人工島緊鄰江蘇最大的海濱旅游地——東西連島海濱旅游區(qū),可使該人工島在服務(wù)港口的同時(shí),利用北部海岸發(fā)展海濱旅游。第二,在羊山島與開山島之間,徐圩港淺海區(qū)域,實(shí)施擋浪護(hù)港型人工島建設(shè),也可作為徐圩港區(qū)建設(shè)重要組成部分 , 該人工島坐標(biāo)為 119°38′E,34°35′N; 在北部柘汪海域 119°14′30″E,35°02′30″N, 建 1 個(gè)人工島為柘汪港區(qū)建設(shè)創(chuàng)造有利條件。第三,依托南通、鹽城諸港,科學(xué)利用輻射沙洲和水下航道,以及潮波作用,建設(shè)人工沙島。

2.2 島 (沙)島呼應(yīng)式布局

這一布局的設(shè)想,主要基于對(duì)自然島嶼,尤其是海州灣的基巖島嶼,能夠更加充分利用。諸如:前三島海珍品基地和海洋牧場(chǎng)建設(shè),海州灣遠(yuǎn)洋基地建設(shè)等[6]。

第一,在連島、竹島和秦山島之間建造1座人工島嶼,使3島通過中間的人工島相互呼應(yīng) , 連成一體 , 坐標(biāo)為 119°24′E,34°48′N。這一布局不僅使原來鄰近城市岸線的空曠海域平添了景觀資源,更具有觀賞性,而且使其潛在的旅游資源得到更加充分地發(fā)掘和利用。尤其對(duì)于與竹島相對(duì)的海濱新城和海濱商務(wù)區(qū)建設(shè),增添了幾分姿色,有著更優(yōu)越的山海環(huán)境。

第二,在前三島諸島之間建造1座人工島嶼,使前三島相互聯(lián)系更加緊密,相互依托、相互利用,促進(jìn)前三島資源綜合開發(fā),坐標(biāo)為119°51′E,35°02′N; 在前三島與連島和秦山島之間建造1座人工島,拉近前三島在視覺上給人們看上去很遠(yuǎn)的距離,也為實(shí)施海州灣資源綜合開發(fā)創(chuàng)造有利條件,坐標(biāo)為 119°44′E,34°50′N 。

第三,在南通和鹽諸輻射沙洲中,首先選擇居于中心位置的沙洲構(gòu)筑人工島,使其在自然力的作用下逐步趨于平衡后,再行擴(kuò)大和外延,逐步改變輻射沙洲周圍的水文環(huán)境,構(gòu)成沙島呼應(yīng)的布局。

2.3 消波除沙式布局

在南通、鹽城海域暗沙諸多,可以采用同樣的辦法,通過人工島建設(shè)所產(chǎn)生的動(dòng)力作用,而消除水下暗沙的障礙。此外,還可根據(jù)海洋開發(fā)和各產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要建設(shè)各類專用人工島。諸如海洋能開發(fā)人工島、海上飛機(jī)場(chǎng)人工島和海上核電站人工島等。

3 構(gòu)筑新月形淤泥基人工島的特點(diǎn)

新月形人工島構(gòu)筑的特點(diǎn):利用新月形兩個(gè)岬角較小的面積,達(dá)到能夠?yàn)槠浜蟛咳斯u部分防御波浪的作用,從而為填充淤泥等輔料,建設(shè)淤泥基人工島,實(shí)現(xiàn)淤泥等廢棄材料資源化等方面創(chuàng)造條件;通過岬角波浪的反射、繞射形成的干擾,達(dá)到不斷損耗波浪能量的目的,從而實(shí)現(xiàn)淤泥基人工島安全的作用;能夠利用人工島新月形海灣的自然堆積,而促進(jìn)人工島沙灘發(fā)育,并且不斷增大人工島的面積;實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、集約發(fā)展模式的新型人工島的構(gòu)筑;設(shè)置屏障輔助設(shè)施,更好地保障人工島的安全和岸灘的發(fā)育;對(duì)人工島更好的綜合利用,并實(shí)踐新海洋型工業(yè)發(fā)展理論,促進(jìn)人工島及其周圍海域流場(chǎng)良性分布,有利于加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和生物資源的恢復(fù)。

3.1 實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的淤泥基人工島構(gòu)筑

淤泥資源化已為世界許多國(guó)家和地區(qū)廣泛認(rèn)識(shí),我國(guó)沿海也越來越多地采用淤泥筑島,乃至實(shí)現(xiàn)淤泥的固化加以利用,但更多的是采取圍填措施。這雖然也是利用淤泥構(gòu)筑淤泥基人工島,但由于圍填需要大量的塊體或石方,而使人工島建設(shè)在經(jīng)濟(jì)上達(dá)不到節(jié)約的目的。尤其是在四周實(shí)施圍填,對(duì)于岸灘的發(fā)育都有很大影響。而實(shí)施新月形這一特殊形狀的人工島建設(shè),只需要在岬角及輔助設(shè)施幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行塊體或石方固實(shí)、消耗波能,為其后部實(shí)現(xiàn)淤泥及其他輔料的填充營(yíng)造著一個(gè)安全的環(huán)境,達(dá)到廢物利用、節(jié)約資源,建設(shè)經(jīng)濟(jì)型淤泥基人工島的目的。

3.2 實(shí)現(xiàn)岸灘發(fā)育和人工島集約型發(fā)展

由于其他形狀和“先圍后填”的人工島,在以波浪為主的水動(dòng)力條件下,破壞了岸灘發(fā)育的基本條件,雖然在背風(fēng)一側(cè)的波影區(qū)能夠形成波浪的散射,而導(dǎo)致泥沙沉積下來,但這個(gè)區(qū)域往往形成淤積型岸灘,更容易受到潮波影響。而新月形人工島形成的新月形海灣,在各種波形較強(qiáng)動(dòng)力的作用下,促進(jìn)較大顆粒懸浮物在海灣內(nèi)沉積下來,發(fā)育形成沙質(zhì)海岸。尤其是星狀屏障的設(shè)置,為新月形海灣創(chuàng)造發(fā)育了沙質(zhì)海岸的有利條件。而且由于新月形人工島和星狀屏障設(shè)置,改變了原來海域的流場(chǎng),將星狀屏障設(shè)置成人工魚礁的結(jié)構(gòu),可作為魚類等海洋生物棲息繁衍的場(chǎng)所,并利用人工島的條件發(fā)展海上養(yǎng)殖、增殖,建設(shè)海上牧場(chǎng);而新月形海灣作為海濱旅游所需要的海水浴場(chǎng),新月形人工島可建設(shè)旅游景點(diǎn)和旅游服務(wù)設(shè)施,使人工島成為重要的海濱旅游地;在新月形人工島后側(cè)可根據(jù)需要,建設(shè)泊位、貨場(chǎng),發(fā)展港航事業(yè)等,從而實(shí)現(xiàn)新月形人工島的集約型發(fā)展。

3.3 實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)

首先,由于新月形人工島及輔助設(shè)施的構(gòu)筑,完全改變了原有海域的以往復(fù)流為主的流場(chǎng)分布,而使流場(chǎng)在以人工島為環(huán)繞體做循環(huán)狀分布,促進(jìn)紊流增多和流場(chǎng)的復(fù)雜化;第二,由于紊流增多,且呈復(fù)雜多樣的循環(huán)性流場(chǎng),增加和豐富了海水的溶解氧含量和有機(jī)鹽,為浮游生物繁殖提供了更好的條件;人工島及星狀屏障人工魚礁式結(jié)構(gòu)的設(shè)置,自然就成為魚蝦等海洋生物的集聚地,而良好的流場(chǎng)環(huán)境又為它們提供豐富的食物,從而使人工島地區(qū)海洋生物得到增殖,生態(tài)環(huán)境得到恢復(fù)和保護(hù);第三,由于新月形人工島的構(gòu)筑,對(duì)于塊體和石方需求量的減少,不僅節(jié)約了資源和資金,也起到保護(hù)山體不受開采等作用;第四,通過對(duì)人工島科學(xué)合理的利用,尤其是按照新月形人工島不同部位的不同特征設(shè)置相應(yīng)功能,綜合利用新月形人工島資源,使其能夠集約式發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展,從實(shí)踐上檢驗(yàn)新海洋型工業(yè)理論的可行性和科學(xué)性。

4 結(jié)束語

江蘇正在擬定“江蘇海域使用10年發(fā)展規(guī)劃”,沿海開發(fā)要抓住機(jī)遇,勇于創(chuàng)新,要在全省沿海起到更好的帶頭作用;要科學(xué)發(fā)展,規(guī)劃先行,發(fā)展節(jié)約經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì),注重人與資源環(huán)境的和諧發(fā)展。新月形淤泥基人工島構(gòu)筑這一新方法,要作為江蘇沿海人工島建設(shè)的重要措施,作為江蘇沿海開發(fā)的重要組成部分,是與港口建設(shè)、海洋綜合開發(fā)連為一體的重大項(xiàng)目。尤其是建設(shè)以疏浚物為填充材料的淤泥基人工島,既解決了港口抗御風(fēng)浪的屏障問題,又解決了港口用地緊張的矛盾,還能因?qū)τ倌嗟摹皬U物利用”,使江蘇沿海發(fā)展觀念和管理模式實(shí)現(xiàn)新的突破;按照科學(xué)發(fā)展觀,先行先試、科技創(chuàng)新,推進(jìn)新月形淤泥基人工島建設(shè)。積極鼓勵(lì)和組織科技力量進(jìn)行試驗(yàn),評(píng)選合適的配方和方案,開展三點(diǎn)定位、淤泥固化、軟基處理、新月形人工島岸坡防浪、重力承載等先期試驗(yàn);要集聚資源效應(yīng),突破江蘇海洋人工島建設(shè)的投資瓶頸。要充分應(yīng)用國(guó)家和省委、省政府對(duì)于江蘇沿海開發(fā)建設(shè)的政策資源,充分發(fā)揮沿海擁有得天獨(dú)厚的山海資源、灘涂資源、沙洲資源和區(qū)位優(yōu)勢(shì),并將諸多的資源有效整合、科學(xué)集聚,以吸引國(guó)內(nèi)外具有海域島嶼開發(fā)性經(jīng)驗(yàn)的財(cái)團(tuán)共同投資,政府提供部分貼息;凝聚我國(guó)中西部及更大區(qū)域內(nèi)的受益者投資入股,興建江蘇海洋人工島;要針對(duì)港口和城市必須共同發(fā)展和建設(shè)環(huán)境優(yōu)美、生態(tài)良好、具有特色的海濱港口城市等具體要求,對(duì)所實(shí)施各人工島的功能,積極探索人工島綜合利用和科學(xué)發(fā)展的新路徑。

[1] 嚴(yán)凱,過達(dá),等.海岸工程:附錄A人工島[M].北京:海洋出版社,2002.

[2] 鄭焱.克難奮進(jìn)讓沿海開發(fā)龍頭高高昂起.連云港日?qǐng)?bào),2009-02-12(1).

[3] 張名亮.淺論江蘇海洋空間資源的開發(fā)路徑[J].海洋開發(fā)與管理,2009,26(8).

[4] 江蘇省海島綜合資源調(diào)查組.江蘇省海島綜合資源調(diào)查報(bào)告 [Z].1995.

[5] 國(guó)家發(fā)展改革委.江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃[Z]2009.[6] 范永泉,張殿臣,顧澗清.論海州灣的綜合開發(fā)[M].北京:學(xué)苑出版社,1989.

江蘇省科技廳軟科學(xué)基金項(xiàng)目 (SBR2009008).