董世培，喬建哲，壽幼平，毛天宇

(交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所 水路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456)

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天津?yàn)I海旅游區(qū)臨海新城防波堤工程對灘涂底棲生物的影響分析

董世培，喬建哲，壽幼平，毛天宇

(交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所 水路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456)

摘要：指出了灘涂資源開發(fā)而引發(fā)的環(huán)境和資源問題日益受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，由于防波堤的建設(shè)對于近岸海域海洋生物尤其是底棲生物的影響引人關(guān)注，以天津?yàn)I海旅游區(qū)臨海新城防波堤工程為例，定性、定量分析了該工程對于附近海域底棲生物的損害，并提出了相應(yīng)的生態(tài)補(bǔ)償措施。

關(guān)鍵詞：防波堤；底棲生物；灘涂；損害

1引言

灘涂是一種潛在的自然資源，圍墾開發(fā)沿海灘涂資源，拓展生存空間是我國沿海城市緩解人多地少矛盾的一項(xiàng)重要措施[2]。天津海岸帶地處渤海灣西岸，海岸線長約153 km，區(qū)內(nèi)地勢低洼，河網(wǎng)密布，洼淀眾多，灘涂資源十分豐富，面積達(dá)1 813 km2，占天津市海岸帶面積(潮上帶、潮間帶)的77%。近幾十年來，灘涂資源的開發(fā)利用，已對天津?yàn)I海生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展演替產(chǎn)生越來越深刻的影響。目前天津?yàn)┩繀^(qū)域一半以上已被改造為生物種群較為單一，生態(tài)功能較為低下的人工灘涂，因而資源生態(tài)系統(tǒng)的功能效益有減弱趨勢。

天津?yàn)┩恳约皽\海區(qū)域?qū)Ｓ虻淖詢裟芰τ休^大的貢獻(xiàn)。天津?yàn)┩繚竦鼐哂械讞柙宸植济芏容^高，貝類資源多的特點(diǎn)。作為初級生產(chǎn)力的底棲硅藻，在吸收水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)同時(shí)為浮游動(dòng)物和部分底棲生物提供餌料，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)沿食物鏈向上傳遞，形成海洋生產(chǎn)力。高密度的貝類通過濾食浮游生物和沉積物中的營養(yǎng)物質(zhì)獲取養(yǎng)料，形成海域食物鏈的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也為人類提供了豐富的貝類產(chǎn)品。底棲硅藻和貝類依賴海水中的營養(yǎng)物質(zhì)維持生活，每天都攝取和吸收大量的營養(yǎng)鹽和有機(jī)物，從而凈化水質(zhì)，減輕海域富營養(yǎng)化污染。

底棲生物作為灘涂資源中的重要生物種類，受到大型防波堤等建設(shè)項(xiàng)目的影響十分普遍，本文將以天津?yàn)I海旅游區(qū)臨海新城防波堤工程為例，分析防波堤工程對灘涂底棲生物的影響，并提出相應(yīng)的措施。

2天津?yàn)I海旅游區(qū)臨海新城防波堤工程概況

2.1工程區(qū)現(xiàn)狀

濱海旅游區(qū)規(guī)劃范圍東至-2.5 m等深線、西至中央大道和漢北路南至永定新河北治導(dǎo)線、北至津漢快速路和漢蔡路，擬分為南區(qū)和北區(qū)，先期進(jìn)行南區(qū)，即臨海新城的建設(shè)。

現(xiàn)臨海新城已基本完成南圍堤，北圍堤及其之間的東圍堤的建設(shè)，圍堤內(nèi)正在進(jìn)行吹填造陸，其現(xiàn)狀平面圖如圖1。北圍堤為規(guī)劃南、北區(qū)的分界，已建南圍堤與規(guī)劃南邊界即永定新河北治導(dǎo)線間距約1.2 km。南圍堤與規(guī)劃南邊界之間區(qū)域東南部規(guī)劃為北塘港區(qū)范圍，其規(guī)劃渤海基地綜合公務(wù)碼頭正在進(jìn)行圍堰及吹填造陸工程建設(shè)，區(qū)域其余部分也將按規(guī)劃陸續(xù)展開圍海造陸建設(shè)。根據(jù)《天津市濱海新區(qū)防潮規(guī)劃(2010～2020年)》的布置，臨海新城南邊界防潮海擋原則上為其規(guī)劃陸域南邊界，沿永定新河北治導(dǎo)線布置。

本次啟動(dòng)臨海新城南邊界中央大道東側(cè)至渤海基地碼頭約2.6 km永久性達(dá)標(biāo)防潮海擋的可行性研究設(shè)計(jì)工作，工程區(qū)內(nèi)灘涂泥面高程約為2.2～0.2 m，灘面較平緩，坡降不大。擬建海擋位置距已建南圍堤約1.2 km，為近海灘涂上新建海擋工程，設(shè)計(jì)起點(diǎn)順接現(xiàn)狀海堤，終點(diǎn)順接碼頭圍堰。

現(xiàn)狀海堤為斜坡堤，位于永定新河口北岸，2009年建設(shè)實(shí)施，設(shè)計(jì)堤頂高程6.5 m，迎海側(cè)有灌砌石護(hù)肩，堤坡采用柵欄板護(hù)面，坡比1∶3.5，坡腳為拋石護(hù)腳；碼頭圍堰采用斜坡堤形式，堤頂高程6.0 m，迎海側(cè)堤坡采用柵欄板護(hù)面，坡比1∶2.0，坡腳為拋石護(hù)腳，堤基采用換填砂墊層加排水板處理。

2.2線位方案

根據(jù)臨海新城南邊界現(xiàn)狀情況，結(jié)合該區(qū)域規(guī)劃布局，南邊界永久達(dá)標(biāo)防潮海堤線位置為：在規(guī)劃南邊界新建一道防潮海擋，按照天津市濱海新區(qū)防潮規(guī)劃(2010～2020年)要求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，達(dá)到200年一遇的防潮標(biāo)準(zhǔn)，全面保護(hù)后方區(qū)域的防潮安全。堤線平面布置如圖2所示。本工程占海面積約為8.5 hm2。

3工程所在海域海洋底棲生物環(huán)境現(xiàn)狀

3.1數(shù)據(jù)來源

海洋生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采用天津科技大學(xué)海洋資源與環(huán)境監(jiān)測中心于2013年5月5～12日在工程附近海域的采樣數(shù)據(jù)。

3.2調(diào)查結(jié)果

本次調(diào)查共獲得底棲生物標(biāo)本23種，其中，環(huán)節(jié)動(dòng)物門5種，軟體動(dòng)物11種，節(jié)肢動(dòng)物5種，螠門1種，棘皮動(dòng)物1種。調(diào)查區(qū)域底棲動(dòng)物各類群總平均密度為233 ind/m2，變動(dòng)范圍在0～1 617 ind/m2；總平均生物量為35.1 g/m2，變動(dòng)范圍在0～73.3 g/m2。調(diào)查水域底棲動(dòng)物各測站現(xiàn)存量水平分布，數(shù)據(jù)表明各站位的生物量水平和密度分布不均(表1)。

表1　底棲生物密度調(diào)查結(jié)果

4工程對底棲生物的影響分析

4.1影響環(huán)節(jié)

4.1.1工程占海生態(tài)影響分析

工程的建設(shè)占用海域?qū)Φ讞锂a(chǎn)生直接影響。工程的建設(shè)過程將占用部分水域，占用了底棲生物的棲息地，擠壓了底棲生物棲息空間，對附近水域底棲生物產(chǎn)生不良影響，甚至直接導(dǎo)致底棲生物死亡。但是防波堤建成后，為附著生活的底棲生物提供了附著基，為其提供了較工程建設(shè)前更為優(yōu)良的棲息空間，所以工程建成后可能會(huì)造成工程海域底棲生物尤其是附著貝類數(shù)量的增加。

4.1.2懸浮物擴(kuò)散生態(tài)影響

本工程水上施工內(nèi)容主要防波堤建設(shè)地基處理施工產(chǎn)生的懸浮物會(huì)對海洋生物資源造成影響。水上施工對水環(huán)境影響的特征因子為懸浮物質(zhì)。水中所含懸浮物質(zhì)增量的多少，是衡量水環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)之一，也是水生生物對其生存的水體空間的環(huán)境要素要求之一。

在施工過程中，一部分泥沙與海水混合，形成懸沙含量很高的水團(tuán)，從而大大地增加了水中懸浮物質(zhì)的含量。從水生生態(tài)學(xué)角度來看，懸浮物質(zhì)的增多，會(huì)對水生生物產(chǎn)生諸多的負(fù)面影響。最直接的影響是削弱了水體的真光層厚度，從而降低了海洋初級生產(chǎn)力，使浮游植物生物量下降。在水生食物鏈中，除了初級生產(chǎn)者浮游藻類以外，其它營養(yǎng)級上的生物既是消費(fèi)者也是上一營養(yǎng)級生物的餌料。因此，浮游植物生物量的減少，會(huì)使以浮游植物為餌料的浮游動(dòng)物生物量有所減少；相應(yīng)地以浮游動(dòng)物為食的一些魚類，也會(huì)由于餌料的貧乏而導(dǎo)致資源量下降；進(jìn)而以捕食魚類為生的一些高級消費(fèi)者，會(huì)由于低營養(yǎng)級生物數(shù)量的減少，而難以覓食。

水中懸浮物質(zhì)含量過高，使魚類的鰓腺積聚泥沙微粒，嚴(yán)重?fù)p害鰓部的濾水和呼吸功能，甚至導(dǎo)致魚類窒息死亡[3]。不同的魚類對懸浮物質(zhì)含量高低的耐受范圍有所區(qū)別。據(jù)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，懸浮物質(zhì)的含量水平為80 000 mg/L時(shí)，魚類最多只能存活一天；含量水平為6 000 mg/L時(shí)，最多能存活一周；含量水平為300 mg/L時(shí)，若每天作短時(shí)間攪拌，使沉淀的淤泥泛起，保持懸浮物質(zhì)含量達(dá)到2 300 mg/L，則魚類能存活3～4周。通常認(rèn)為，懸浮物質(zhì)的含量在200 mg/L以下及影響較短期時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致魚類直接死亡。但在作業(yè)點(diǎn)中心區(qū)域附近的魚類，即使過高的懸浮物質(zhì)濃度未能引起死亡，但其鰓部會(huì)嚴(yán)重受損，從而影響魚類今后的存活和生長。

由此可見，水體中懸浮物質(zhì)含量的增多，對整個(gè)水生生態(tài)食物鏈的影響是多環(huán)節(jié)的，對于底棲生物的影響主要是間接影響。

4.2底棲生物損失量計(jì)算

依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目對海洋生物資源影響評價(jià)技術(shù)規(guī)程》(SC/T 9110-2007)第6.4.2.1條各種類生物資源損害量按如下公式計(jì)算：

Wi=Di×Si。

式中：Wi為第i種類生物資源受損量，單位為kg；Di為評估區(qū)域內(nèi)第i種類生物資源密度，單位為kg/km2；Si為第i種類生物占用的漁業(yè)水域面積或體積，單位為km2。

項(xiàng)目建設(shè)將永久占用8.5 hm2的海域底質(zhì)。根據(jù)海洋底棲生物調(diào)查結(jié)果，底棲生物的平均生物量為35.1 g/m2，因此，底棲生物一次性損害量為：35.1 g/m2×8.5 ha=2 984 kg。

5生態(tài)修復(fù)措施

(1)環(huán)境管理人員仍應(yīng)加強(qiáng)管理，實(shí)施施工期的跟蹤監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)水域中懸浮物濃度超標(biāo)時(shí)，應(yīng)暫停施工。

(2)根據(jù)《全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》，為了緩解和減輕工程對所在的渤海灣生態(tài)環(huán)境水生生物的不利影響，建議采取人工放流當(dāng)?shù)厣镂锓N的補(bǔ)償措施。具體人工放流種類以渤海灣的常見毛蚶、梭子蟹等等當(dāng)?shù)匾子谌斯づ囵B(yǎng)、孵化的經(jīng)濟(jì)品種。具體放流計(jì)劃建議建設(shè)單位與當(dāng)?shù)貪O業(yè)水產(chǎn)管理部門協(xié)商落實(shí)。

6結(jié)語

通過以上分析可知，天津?yàn)I海旅游區(qū)臨海新城防波堤工程對灘涂底棲生物的影響主要體現(xiàn)在工程永久性占用海域破壞了原有灘涂中底棲生物的生存環(huán)境，雖然防波堤建成后，為附著生活的底棲生物提供了附著基，可能會(huì)造成工程海域底棲生物尤其是附著貝類數(shù)量的增加，但是原有的灘涂環(huán)境已經(jīng)不能恢復(fù)，因此，必須采用人工增殖放流等方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)補(bǔ)償。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志勇，楊細(xì)根，李皚菁.天津港北大防波堤圍海造陸工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源影響[C]//中國海岸工程學(xué)會(huì).第十二屆中國海岸工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集.北京：海洋出版社，2005：714～718.

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文章編號：1674-9944(2016)02-0037-03

中圖分類號：X736

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：董世培(1983—)，男，天津人，工程師，主要從事交通環(huán)保工作。通訊作者：毛天宇(1978—)，男，黑龍江人，碩士，高級工程師，主要從事環(huán)境工程方同的研究工作。

基金項(xiàng)目：天津港口海岸帶碳匯機(jī)制研究(編號：TKS140214)

收稿日期：2015-11-11