張秋豐,靳玉丹,李希彬,王魯寧,葉風娟

(1.上海海洋大學海洋科學學院,上海201306;2.國家海洋局天津海洋環(huán)境監(jiān)測中心站,天津300450;3.國家海洋局第四海洋研究所,廣西北海536000)

圍填海工程對近岸海域海洋環(huán)境影響的研究進展

張秋豐1,2,3,靳玉丹1,2,李希彬2*,王魯寧2,葉風娟2

(1.上海海洋大學海洋科學學院,上海201306;2.國家海洋局天津海洋環(huán)境監(jiān)測中心站,天津300450;3.國家海洋局第四海洋研究所,廣西北海536000)

隨著沿海地區(qū)大量人口的涌入,國內外沿海各地紛紛興起圍海造陸的熱潮。大規(guī)模的圍填海工程在解決用地不足的同時也給近海海洋環(huán)境造成了深遠的影響,這引起了許多學者的關注。本文分別從圍填海對近海海域地形地貌、水動力環(huán)境以及海洋生態(tài)環(huán)境等方面闡述圍填海工程對近海海洋環(huán)境影響,并重點分析數值模擬在海洋水動力環(huán)境影響分析中的發(fā)展應用。最后根據圍填海工程對近海海洋環(huán)境影響的研究現狀與進展趨勢,提出圍填海工程對近海海洋環(huán)境影響研究的建議以及今后研究的方向,未來應系統的研究大規(guī)模圍填海工程對近海海域的長期影響,考慮多項因素,全方位地論述研究的方法,以便于科學合理的開發(fā)利用海洋資源。

圍填海;海洋環(huán)境;數值模擬

沿海地區(qū)作為經濟發(fā)展的前沿地帶,吸引了大量人口涌入,與此同時也造成了土地資源的嚴重不足。因此,國內外的沿海地區(qū)紛紛開始實施圍填海工程。圍填海工程主要是將海域埋填成為陸地,用來建設工業(yè)區(qū)、經濟技術開發(fā)區(qū)、濱海旅游區(qū)等等,以緩解用地不足的矛盾[1]。

自建國以來,我國經歷了3次圍填海的高潮[2]。首先是建國初期的圍海曬鹽;接著是1960—1970年間圍填海工程;第三次是1980—1990年間開始的圍填海養(yǎng)殖,至此奠定了我國成為世界第一養(yǎng)殖大國的地位。新一輪的圍填海也已經持續(xù)數十年,根據國家海洋局《海域使用管理公報》①國家海洋局.2014年海域使用管理公報.2014年海域使用管理公報(2015-04-17)[2016-10-02].http:∥www.soa.gov.cn/zwgk/hygb/hysyglgb/201504/t20150417_36860.html.顯示,自2002年海域法實施至2014年底,我國累計確權圍填海面積達到15.68萬hm2,年均確權面積1.21萬hm2。

國外進行圍填海的國家主要有荷蘭、日本、韓國、新加坡以及阿聯酋,這些國家在圍填海工程方面都有相當多的經驗[3]。荷蘭通過圍填海工程獲得的土地面積大約有1/5。日本更是寸土寸金,自二戰(zhàn)以來,約有12萬km2的土地通過圍填海獲得,約占目前日本國土面積的32%。韓國公布的《2014年土地統計年報》②中國新聞網.2014年土地統計年報.韓國土總面積去年增78平方公里圍海造陸系主因.(2014-05-12)[2016-10-02].http:∥www.chinanews.com/gj/2014/05-12/6161337.shtml.顯示,在2014年這一年其國土面積增加了78 km2,都是通過圍填海工程獲取得到的。新加坡自1965年以來至今的50多a中,通過圍填海獲得超過100 km2的新土地。迪拜的圍填海工程則側重于建設人工島,帆船酒店等。

大規(guī)模的圍填海工程在解決用地資源短缺的同時也對近海海洋環(huán)境造成了很大的影響。自然濕地景觀被破壞;很多港口造成了航道淤積;還有經濟類海產品如魚、蝦、蟹等難以再嘗到往常的鮮美等,這些影響都引起了專家學者的重視。

1 圍填海工程對近岸和近海地形地貌和沖淤環(huán)境的影響

1.1 圍填海工程對近岸和近海地形地貌的影響研究

圍填海工程對近岸和近海的地形地貌產生消極和積極兩方面的影響。目前主要研究方法為遙感和地理信息系統等,主要分為以下幾個方面:

1)圍填海造成了自然岸線的改變,使得岸線長度增加或者減少,同時對海灣面積也造成了影響,導致海灣面積發(fā)生變化;如王偉偉等[4]利用1990年、2000年、2005年、2008年、2009年五年遼寧省的遙感圖像,從中提取到海岸線等特征信息,分析得出這5年以來,遼寧省全省自然岸線減少了246.8 km,約占原來海岸線長度的26.7%,遼寧省的圍填海面積增加了53.6%,現保持較好的海灣面積減少了18.4%;再比如天津海岸線長度在2008年公布的官方數據是153.669 km,經過圍填海之后,2014年的岸線長度超過了200 km。

2)圍填海還會導致不同生態(tài)系統類型面積的減少,如灘涂、養(yǎng)殖區(qū)、鹽田等等。例如俞煒煒等[5]采用了地理信息系統技術,并且結合他人研究結果分析了福建興化灣3個歷史時期由于圍填海工程所導致的各類生態(tài)系統面積變化,分析得到1959—2000年的41 a間興化灣灘涂面積減少了21.35%,其他生態(tài)系統類型也有不同程度的減少;同樣的馬志遠等[6]基于地理信息系統與遙感這兩種目前比較先進的技術,分析興化灣圍填海工程對其生態(tài)系統面積大小的影響,得出興化灣圍填海工程造成灘涂濕地面積縮小,景觀破碎化程度逐漸加重;還有姜玲玲等[7]利用遙感技術研究了大連濱海濕地景觀情況,結果表明,6 a間大連濕地面積減少了97.62 km2。

3)也有學者以岸線變遷導致海洋陸地失衡以及近岸地形演變研究為基礎,開展圍填海影響的驅動機制研究,例如李楊帆等[8]和Liu和Diamond[9]的研究顯示圍填海使得濱海濕地不再出現一體化的格局,相反近岸地形斑塊化破碎化程度明顯加重,灘涂、濕地景觀已經失去其原有的形態(tài)以及功能屬性,取而代之的是孤立發(fā)展的趨勢。

4)另一方面圍填?？尚纬筛鞣N人工景觀,例如迪拜創(chuàng)造世界奇跡的四大圍填海工程,從西到東分別是中號的杰貝勒阿里棕櫚島、最小的朱邁拉棕櫚島、世界島、最大的代拉棕櫚島。這些人工島嶼在視覺上給人以強烈的沖擊,同時帶動了迪拜在商業(yè)休閑領域的發(fā)展。

1.2 圍填海工程對沖淤環(huán)境的影響

圍填海工程的實施使得附近海岸先前的地形地貌發(fā)生改變,同時破壞了海域原有的性質;先前海域潮流情況也會發(fā)生很大的變化,潮流各項要素的變化造成海床泥沙沖淤,泥沙的運動情況隨之變化。該變化使得污染物沉積不易擴散,堵塞航道,影響航運。因此,研究學者分別針對沙質海岸、淤泥質海岸進行研究,包括圍填海工程前后波浪對沙質海岸沿岸輸沙影響、平衡剖面影響、岸線變形影響以及近岸人工島建設后對沖淤環(huán)境的影響研究。

在圍填海工程對沖淤環(huán)境的影響研究方面,有的學者利用經驗公式對圍填海工程之后的沖淤環(huán)境進行預測,計算相關數據來分析沖淤環(huán)境的變化:莊小將等[10]在計算溫州大、小門島填海工程對附近海域沖淤環(huán)境的影響時運用半經驗半理論公式計算了回淤強度,利用輸沙平衡原理計算潮流挾沙能力,預測了在工程實施一年后和五年后附近海域的沖淤變化,根據計算結果得知大小門道圍堤附近的沖淤環(huán)境受工程影響較大,并隨著時間的推移,挾沙能力減弱,沖淤變化越來越明顯,沖淤幅度也逐漸加大;丁冉[11]通過計算公式對斷面輸沙量、海床高度、淤積強度進行計算,計算結果顯示在大連凌水灣圍填海工程實施后,斷面輸沙量減小,附近航道和凌水河口水域均有不同程度的淤積。隨著與填海工程邊緣距離的增加淤積強度逐漸減輕,同樣沖刷強度也是離工程距離越遠沖刷強度越弱。

數值模擬方法興起之后因其成本低,方法使用靈活的優(yōu)點在圍填海工程對附近海域沖淤演變研究方面被廣泛使用。目前沖淤演變分析方法主要是通過分析研究區(qū)的地理環(huán)境、自然條件、泥沙特性、動力條件、泥沙運移等,為海岸工程中數值模擬提供研究基礎和初始條件,同樣可以利用實測數據驗證其結果。薛剛[12]利用ECOMSED模型對嵐山港西突堤工程海底沖淤進行數值模擬,與工程實施前相比懸沙量減少,淤積加重。李拴虎[13]在研究湛江灣填海工程對灣口的沖淤影響時,利用MIKE21數值模型對填海工程建設前后灣口的沖淤特征進行了數值模擬,預測到不同填海時期湛江灣的沖淤狀況:在湛江灣圍填海工程實施以后,灣口向灣外輸沙率減小,填海區(qū)灣內出現強烈淤積,灣外侵蝕率加大。

還有一些研究是針對人工島建設后對沖淤環(huán)境的影響。王諾等[14]以大連海上機場離岸式人工島為模擬對象,利用構建的泥沙輸運數學模型計算預測輸沙量以及海床沖淤變化,結果表明大連海上機場離岸式人工島的建設會使得金州灣內泥沙堆積,人工島周圍出現一定程度的沖刷,所得結論成為大連海上機場選址的決策依據之一。安永寧[15]利用CREC公式計算預測龍口灣沿岸輸沙率,結果表明在人工島建成后,其沿岸輸沙率大幅減小,島陸間水道嚴重淤積。

2 圍填海對近海水動力環(huán)境的影響

大規(guī)模的圍填海工程對近海水動力環(huán)境造成很大的影響,對于在水動力方面的影響研究主要是從對海浪、潮流、水交換等方面開展的。

2.1 圍填海對近海海浪場的影響研究

圍填海工程對近海海浪的影響顯著,尤其是港池通道內的波浪波高、周期發(fā)生了明顯的變化,同時波向的變化不僅受控于入射波向,而且也和工程走向有著密切的聯系。

在海浪特征的研究中,波浪數值模型占據了很重要的位置。按照原理波浪數值模型主要有3種[16],分別是緩坡方程計算模型、Boussinesq方程計算模型和能量平衡方程計算模型。目前國際上應用較廣泛的波浪模型——SWAN模型是能量平衡方程模型中的第三代模型,主要用于較大尺度空間和時間的波浪計算以及數值模擬,同時也適用于湖泊、港口等小尺度的波浪計算。

國內有很多研究者利用SWAN模型對不同海域的波浪場進行過研究。勾鴻量等[17]針對曹妃甸海域特征,采用SWAN模型建立了曹妃甸海域波浪數學模型,利用此模型分析了曹妃甸工程對該海域4個不同方向波浪場的影響,經過分析得知該海域港內波浪周期和波高減小顯著,波向也發(fā)生了變化。路本升[18]利用SWAN模型和MIKE21-BW模型研究了圍海造田工程對波浪數值模擬的影響,并通過分析確定了最終圍海造田工程方案。趙鑫等[19]在研究圍填海工程對渤海灣風浪場的影響時同樣也使用SWAN海浪數值模型,將其應用到渤海灣,經過分析得到有效波高呈減小趨勢,港池和潮汐通道內的有效波高減小幅度較大。

國外針對圍填海工程對海浪場影響的研究比較少,主要是對各區(qū)域海浪的特性以及海浪模型方面的研究比較多。例如Lin等[20]對美國切薩皮克灣的海浪進行測量并建立海浪模型,通過利用SWAN和GLERL兩種模型模擬海浪場,并分析二者的不同之處。Akpinar和K?mürcü[21]基于黑海15 a的風浪場數據,使用SWAN模型對黑海附近的風浪場進行研究,并且利用該數值模擬進行風浪參數計算。

通過學者們在不同海域的研究可以得知,SWAN海浪數值模型在研究圍填海工程對近海海域波浪場的影響中得到了廣泛的應用。

2.2 圍填海對近海潮流場的影響研究

圍填海工程對近海潮流場的研究相對來說比較成熟。尤其是數值模擬在該研究領域的運用興起之后,國內外學者紛紛開展了相應的研究。

目前,近海潮流數值模擬的研究常采用兩種模擬手段,一種是物理模型,另一種是數學模型[22]。物理模型在工程領域比較常用,數學模型是以自然現象為基礎利用數學的方法進行模擬,需要通過引入近似簡化方程或者將方程離散求解。在此過程中會擁有龐大的計算量,因此其逐漸興起是在電子計算機得到廣泛應用之后。隨著計算機軟硬件水平的提高以及當前模擬計算方法的飛速發(fā)展,數學模型獲得了廣泛的應用。

約1970年左右三維動力學模型開始逐漸興起,英國的海洋學家Heaps建立了譜模型,美國的Leendertse等開發(fā)了以河口和海岸為基礎的三維動力學模型。再往后的10 a里,美國普林斯頓大學的Blumberg和Mellor開發(fā)了ECOM和POM模型、德國漢堡大學的Backhaus建立了HAMSOM陸架海洋動力模型,這些三維水動力模型具有物理過程全面、數值方案合理、運行性能穩(wěn)定等優(yōu)點,在國內外得到了廣泛的應用[23]。再后來美國陳長勝研究組③CHEN C S,BEARDSLEY R C,COWLES G W.An unstructured grid,finite-volume coastal ocean model:FVCOM user manual.2st edition.Technical Report SMAST/UMASSD.School for Marine Science and Technology,University of Massachusetts Dartmouth,2006.建立了一種三角形網格、有限體積、三維原始方程組的海洋數值模式FVCOM。

國內在模型開發(fā)和應用方面起步較晚,從20世紀80年代中期才開展,但是進展很快,從單個模型的應用到不同模塊不同功能的多個模型共同使用,不僅從理論上有了深刻的研究,而且還廣泛運用到了我國不同的海域。例如聶源等[24]在進行圍填海工程對周邊海域流場影響的預測時,采用了數值模擬的方法,經過對預測結果的分析得到在圍填海工程的前沿,對流場的影響是非常顯著的,尤其是圍堤附近流速呈現明顯的減小趨勢。杜鵬等[25]采用ECOM-SED模式建立膠州灣海域數值模型,并且引入了“干濕”點法模擬膠州灣漫灘過程,分析得出膠州灣圍填海工程對附近海域的流場具有較大影響,余流以及潮流變化顯著。王學昌等[26]通過建立膠州灣二維變邊界潮流數值模型找出該海域潮流的分布規(guī)律,研究發(fā)現膠州灣填海工程附近大部分水域潮流速度減小,相應的潮流通量也減小,而且對于不同的填海區(qū)域,方式和結果也不同。陸榮華[27]為了研究圍填海工程對廈門灣海域的影響,采用MIKE21模擬其5個典型歷史時期潮流場,結果顯示,由于圍填海工程對潮流動力的顯著影響,使得海灣流速呈現逐漸減小趨勢,水動力環(huán)境不容樂觀。

陳長勝等③提出FVCOM模型在國內學者進行潮流場的研究中得到了廣泛應用,例如吳倫宇[28]基于FVCOM、海浪模型、泥沙模型這三種模型進行耦合,建立了一套浪-流-泥沙耦合模型,然后將該耦合模型應用到渤海風浪流的計算過程。在圍填海對水動力環(huán)境影響的研究方面,宋威嬌[29]利用FVCOM模型進行模擬,對威海中心漁港圍海工程建設前后葡萄灘灣附近海域水動力環(huán)境進行分析,發(fā)現葡萄灘灣內的潮流運動規(guī)律因為有圍填海工程的存在而發(fā)生改變,潮流場明顯的減弱,水動力條件也隨之逐漸減弱。魯友朋[30]釆用FVCOM三維水動力模型,建立了寧波舟山附近海域兩個不同時段的水動力模型,經過對模型模擬結果的分析顯示,該區(qū)域在圍填海之后流速明顯減小。

目前,圍填海工程對于潮流場的影響研究方法已經成熟,主要是采用數據分析和數值模擬相結合的方法,在模型驗證的基礎上得到研究結果。

2.3 圍填海對水交換的影響研究

數值模擬方法在圍填海對水交換影響的研究中也得以應用:曾相明等[31]基于動邊界處理技術,采用POM數值模型分別對象山港的3個不同時期進行模擬,計算得到在不同時期象山港附近海域的納潮量以及水交換率,依據模擬結果可以得知,由于圍填海工程使得象山港附近海域的納潮量顯著減小,并且水交換率呈現明顯的減小趨勢。王勇智等[32]基于MIKE3水動力模型以及羅源灣岸線數據,模擬分析出羅源灣圍填海工程前后不同年份附近海域納潮量和水交換能力的變化規(guī)律和特征,結果顯示圍填海工程使得該海域水交換率以及納潮量明顯減小。袁德奎等[33]利用二維水動力模型和拉格朗日粒子跟蹤法分析了圍填海工程對渤海灣水交換能力的影響,結果表明大規(guī)模圍填海之后渤海灣海水的半交換周期明顯增大。

經過數值模擬的迅速發(fā)展,國內外越來越多的學者開始關注數值模擬的應用,而且國內對于使用數值模型來研究圍填海對潮流場的影響已經逐漸趨于成熟化。但是當前應用數值模型研究近海海洋圍填海工程對水動力規(guī)律的影響,以及影響相關因素和驅動機制,是數值模擬在研究應用中亟待解決的問題。

3 圍填海對海洋生態(tài)環(huán)境的影響研究

圍填海帶來的生態(tài)環(huán)境問題主要有6個方面:

1)天然的排洪通道由于大量的圍填海工程受阻,導致河床以及地下水位升高,防洪壓力無形中加大。近年來,珠江三角洲洪澇災害增加與圍填海有直接的關系[34]。同時圍填海工程之后新增加的土地很大程度上會造成鹽漬化,這樣海岸侵蝕情況加劇,要做到海岸防災減災更加困難[35]。

2)圍填海工程破壞近岸海域的漁業(yè)資源。有絕大部分海洋魚類繁衍生存主要在近海海域,但是圍填海工程大規(guī)模的實施,改變了近海海域水文特征,使魚類的洄游規(guī)律發(fā)生變化,魚群的棲息環(huán)境遭到了嚴重破壞,近年來在近海海域這樣的情況下漁業(yè)資源明顯銳減。曾慶波[36]研究指出在東莞虎門港長安港區(qū)在實施圍填海工程之后物種減少,尤其是珍稀瀕危動物,中華鱘已不多見;另外圍填海工程的實施還對魚類造成了“驅趕效應”,同時對魚類的繁殖生存構成了很大的威脅。

3)圍填海工程改變海岸帶的自然景觀,破壞生態(tài)平衡。大規(guī)模的圍填海活動,破壞海岸自然景觀環(huán)境,造成生態(tài)環(huán)境和社會經濟問題,因不合理的圍填海工程導致很多海灣自然環(huán)境發(fā)生變化,生物生態(tài)環(huán)境被嚴重損害。

4)圍填海工程毀掉大批紅樹林,生態(tài)系統退化。有“海上森林”之稱的紅樹林是熱帶、亞熱帶沿海潮間帶特有的木本植物群落,具有極其重要的生態(tài)服務功能,然而填海造地毀壞紅樹林,換來的是海濱生態(tài)環(huán)境的惡化、海岸國土侵蝕日益嚴重、臺風暴潮損失加劇、近海珍珠養(yǎng)殖業(yè)整體衰敗、灘涂養(yǎng)蝦暴病、林區(qū)和近海漁業(yè)資源減少等。

5)圍填海工程造成近海海域重金屬污染。潘少明等[37]針對圍海造地工程對香港維多利亞港現代沉積作用的影響進行研究,認為圍海造地、海岸工程等造成的岸線變化是影響維多利亞港堆積侵蝕的主要因素。另外在沉積柱狀樣中,Pb,Zn,Cu等重金屬的分布表明,圍填海工程使得該海域重金屬的污染嚴重。

6)同時圍填海工程對污染物的輸運也會造成影響,圍填海工程會導致海灣減小,會造成該海灣納潮量減小,納潮量減小之后該海灣物理自凈能力較之前減弱,這樣就會影響到污染物的輸運。孫長青等[38]在填海造地對膠洲灣污染物輸運影響的數值研究中就得到類似的結論。

圍填海工程對生態(tài)環(huán)境的影響引起了廣泛關注,國內外學者多數基于生態(tài)補償機制進行圍海的生態(tài)修復及管理,郭臣[39]、林磊等[40]都針對膠州灣圍填海生態(tài)補償機制進行研究,認為這一機制在圍填海生態(tài)修復方面更為合理化。

4 建議及展望

圍填海工程對近海海洋環(huán)境的影響是顯而易見的,經過對前人研究的分析,我們得知對于圍填海所產生的海洋環(huán)境問題,很多專家學者利用不同的研究方法對不同海域開展了諸多研究。但是近年來我國圍填海工程的規(guī)模、特點和方式較之前相比有很大不同:

1)圍填海的規(guī)模大幅度增加,僅在渤海就有遼寧的五點一線,河北的曹妃甸和渤海新區(qū),天津的臨港工業(yè)區(qū)、臨港產業(yè)區(qū)、南港工業(yè)區(qū)、東疆港區(qū),面積動則幾十平方公里到上百平方公里;

2)逐漸趨向于多元化行業(yè)及領域,石化項目用海、工業(yè)開發(fā)區(qū)用海、城鎮(zhèn)建設用海、港口用海,石油勘探開發(fā)用海取代了過去單一的圍墾或者養(yǎng)殖用海;

3)圍填海的方式趨于區(qū)塊化,以政府主導的大規(guī)模區(qū)域用海取代了過去的單一項目用海。

之前的研究工作中,專家們不管是從圍填海對地形地貌的影響,還是對水動力環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境的影響都有研究,但是研究過于單一化,僅僅針對某一要素進行研究。而我國圍填海工程現狀復雜,對海洋環(huán)境產生的影響具有多樣性,這就對研究我國圍填海的海洋環(huán)境影響提出了更高的要求,在未來的研究中,需要考慮多重因素,對多項要素進行系統準確的研究,全方位闡述圍填海對海洋環(huán)境影響的評估方法,這樣才可以更加科學準確地認識到圍填海對海洋環(huán)境的影響,同時對于科學合理開發(fā)海岸帶資源、保護海岸帶生態(tài)環(huán)境提供決策參考。

首先,不能單純的只針對某一海域的單個工程進行研究,而是要對整個大規(guī)模的圍填海工程進行總體把握,這樣便于對周圍海洋環(huán)境影響更深入地研究;

其次,對于目前的研究來講只是側重于圍填海工程對海洋環(huán)境某一領域的影響,例如對生態(tài)環(huán)境、水動力環(huán)境、海岸地貌等等的影響,今后需要加強對各大領域影響的相關性的研究,才能深入剖析圍填海對近岸海洋環(huán)境的深刻影響;

另外,在研究的時候不能只是簡單的關注一段時期的發(fā)展,而要注重圍填海對近海海域的長期影響;

最后,建議在進行沿海的相應圍填海規(guī)劃前,加強圍填海工程可能對海洋環(huán)境產生的影響分析,避免因不合理的圍填海工程而產生災難性的海洋環(huán)境后果。

[1] ZHANG M H,CHEN C P,SUO A N,et al.International advance of sea areas reclamation impact on marine environment[J].Ecology and Environmental Sciences,2012,21(8):1509-1513.張明慧,陳昌平,索安寧,等.圍填海的海洋環(huán)境影響國內外研究進展[J].生態(tài)環(huán)境學報,2012,21(8):1509-1513.

[2] LIU W,LIU B Q.Current situation and countermeasures of sea reclamation in China[J].Guangzhou Environmental Sciences,2008,23(2):26-30.劉偉,劉百橋.我國圍填?，F狀、問題及調控對策[J].廣州環(huán)境科學,2008,23(2):26-30.

[3] LUO Y,XIE J,WANG P,et al.Implications of reclamation for Guangdong province[J].Ocean Development and Management,2010,27(3):23-26.羅艷,謝健,王平,等.國內外圍填海工程對廣東省的啟示[J].海洋開發(fā)與管理,2010,27(3):23-26.

[4] WANG W W,WANG P,ZHENG Q,et al.Effect of reclamation activities on coastal ecologic environment in Liaoning province[J].Marine Environment Science,2010,29(6):927-929.王偉偉,王鵬,鄭倩,等.遼寧省圍填海海洋開發(fā)活動對海岸帶生態(tài)環(huán)境的影響[J].海洋環(huán)境科學,2010,29(6):927-929.

[5] YU W W,CHEN B,ZHANG L P.Cumulative effects of reclamation on ecosystem services of tidal flat wetland:A case in the Xinghua Bay,Fujian,China[J].Marine Bulletin,2008,27(1):88-94.俞煒煒,陳彬,張珞平.海灣圍填海對灘涂濕地生態(tài)服務累積影響研究:以福建興化灣為例[J].海洋通報,2008,27(1):88-94.

[6] MA Z Y,CHEN B,YU W W.Impact of reclamation on wetland landscape ecology in Xinghua Bay[J].Journal of Oceanography in Taiwan Strait,2009,28(2):169-176.馬志遠,陳彬,俞煒煒.福建興化灣圍填海濕地景觀生態(tài)影響研究[J].臺灣海峽,2009,28(2):169-176.

[7] JIANG L L,XIONG D Q,ZHANG X Y,et al.Change of landscape pattern and its driving mechanism of the coastal wetland in Dalian city[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2008,38(4):670-675.姜玲玲,熊德琪,張新宇,等.大連濱海濕地景觀格局變化及其驅動機制[J].吉林大學學報(地球科學版),2008,38(4):670-675.

[8] LI Y F,ZHU X D,ZOU X Q,et,al.Resource-environmental pressure analysis and ecological cybernetics response:A case study of coastal wetlands in Yancheng,Jiangsu province[J].Journal of Natural Resources,2004,19(6):754-760.李楊帆,朱曉東,鄒欣慶,等.鹽城海岸濕地資源環(huán)境壓力與生態(tài)調控響應[J].自然資源學報,2004,19(6):754-760.

[9] LIU J G,DIAMOND J.China's environment in a globalizing world[J].Nature,2005,435(7046):1179-1186.

[10] ZHUANG X J,CHEN F D,WANG F P,et al.Numerical study on the tidal current and siltation after implementation of Wenzhou Damen Cross-sea Bridge and Damen-Xiaomen Island reclamation projects[J].Journa of Marine Science,2010(3):43-51.莊小將,陳方東,王豐平,等.溫州大門跨海大橋及大、小門島填海工程實施后流場及沖淤變化的數值研究[J].海洋學研究,2010(3):43-51.

[11] DING R.Effects of reclamation on marine environment in Dalian Lingshui Bay[D].Dalian:Dalian Maritime University,2012.丁冉.大連凌水灣填海工程對海洋環(huán)境的影響研究[D].大連:大連海事大學,2012.

[12] XUE G.Prediction on erosion and accumulation of the seabed by the project of Western Jetty of Lanshan Harbor[D].Qingdao:Ocean University of China,2007.薛剛.嵐山港西突堤工程對海底沖淤影響預測[D].青島:中國海洋大學,2007.

[13] LI S H.Impacts of reclamation on the erosion and deposition at the coast of Zhanjiang Bay entrance[D].Qingdao:The First Institute of Oceanography,SOA,2013.李拴虎.湛江灣填海工程對灣口沖淤影響的分析研究[D].青島:國家海洋局第一海洋研究所,2013.

[14] WANG N,YAN H K,ZUO S H,et al.Impact of exploitation of Dalian offshore airport artificial island on regional hydro-dynamic condition and erosion-deposition variation of Jinzhou Bay[J].Port&Waterway Engineering,2012(4):5-11.王諾,顏華錕,左書華,等.大連海上機場人工島建設對區(qū)域水動力及海床沖淤影響分析[J].水運工程,2012(4):5-11.

[15] AN Y N.Study on impacts of offshore artifical islands cluster's construction on scouring-deposition features in Longkou Bay[D].Qing dao:Ocean University of China,2010.安永寧.離岸人工島群建設對龍口灣沖淤特征的影響研究[D].青島:中國海洋大學,2010.

[16] ZHANG Y Q.The numerical study of storm surge,wave and tide in Laizhou Bay[D].Qingdao:The First Institute of Oceanography,SOA,2010.張永強.萊州灣風暴潮過程增水、波浪、風暴潮流數值模擬研究[D].青島:國家海洋局第一海洋研究所,2010.

[17] GOU H L,LIU S G,KUANG C P.Influence of Caofeidian harbor on wave field in coastal area[J].Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power,2009,30(5):17-22.勾鴻量,劉曙光,匡翠萍.曹妃甸工程對海域波浪場的影響[J].華北水利水電學院學報,2009,30(5):17-22.

[18] LU B S.Numerical simulation and analysis of a land reclamation engineering wave[D].Jinan:Shandong University,2013.路本升.某圍海造田工程波浪數值模擬分析[D].濟南:山東大學,2013.

[19] ZHAO X,SUN Q,WEI H.Effects of coastal reclamation on the wave fields in the Bohai Bay[J].Marine Science,2013,37(1):7-16.趙鑫,孫群,魏皓.圍填海工程對渤海灣風浪場的影響[J].海洋科學,2013,37(1):7-16.

[20] LIN W Q,LAWRENCE P S,STEVEN E S.Wave measurement and modeling in Chesapeake Bay[J].Continental Shelf Research,2002(18-19):2673-2686.

[21] AKPINAR A,K?MüRCüM I.Assessment of wave energy resource of the Black Sea based on 15-year numerical hindcast data[J].Applied Energy,2013,101:502-512.

[22] LI X B.Research on the effects of Donghai dam on the yydrodynamic environment of the Zhanjiang Bay[D].Qingdao:Ocean University of China,2008.李希彬.東海大堤對湛江灣水動力環(huán)境影響研究[D].青島:中國海洋大學,2008.

[23] SUN W X.Offshore environmental fluid dynamics numerical model[M].Beijing:Science Press,2004.孫文心.近海環(huán)境流體動力學數值模型[M].北京:科學出版社,2004.

[24] NIE Y,YANG T Z,XU X F.Preliminary study of the flow field variation resulted from reclamation project at bedrock coast[J].Journal of Marine Sciences,2009,27(4):45-54.聶源,羊天柱,許雪峰.基巖海岸圍填海工程后的流場變化[J].海洋學研究,2009,27(4):45-54.

[25] DU P,LOU A G,ZHANG X Q,et al.Analysis and prediction of effects of reclamation in forebay on hydrodynamics in the Jiaozhou Bay[J].Coastal Engineering,2008,27(1):28-40.杜鵬,婁安剛,張學慶,等.膠州灣前灣填海對其水動力影響預測分析[J].海岸工程,2008,27(1):28-40.

[26] WANG X C,SUN C Q,SUN Y L,et al.Study on impact of Jiaozhou Bay sea-filling on hydrodynamic environment[J].Marine Environmental Science,2000,19(3):55-59.王學昌,孫長青,孫英蘭,等.填海造地對膠州灣水動力環(huán)境影響的數值研究[J].海洋環(huán)境科學,2000,19(3):55-59.

[27] LU R H.A Study on the cumulative effects of coastal reclamation to hydrodynamics in Xiamen Bay[D].Xiamen:The Third Institute of Oceanography,SOA,2010.陸榮華.圍填海工程對廈門灣水動力環(huán)境的累積影響研究[D].廈門:國家海洋局第三海洋研究所,2010.

[28] WU L Y.FVCOM-based wave-current-sediment model coupling and its appllication[D].Qingdao:Ocean University of China,2010.吳倫宇.基于FVCOM的浪、流、泥沙模型耦合及應用[D].青島:中國海洋大學,2010.

[29] SONG W J.Study of the impact of the sea reclamation project on the hydrodynamic environment of the Grape Bay[D].Qingdao:Ocean University of China,2012.宋威嬌.威海中心漁港圍海工程對葡萄灘灣水動力環(huán)境影響的研究[D].青島:中國海洋大學,2012.

[30] LU Y P.Analysis on the cumulative effect of hydrodynamic change caused by topographical change in Ningbo Sea Area[D].Dalian:Dalian University of Technology,2014.魯友朋.地形變化對寧波海域水動力影響累積效應分析[D].大連:大連理工大學,2014.

[31] ZENG X M,GUAN W B,PAN C.Cumulative influence of long term reclamation on hydrodynamics in the Xiangshangang Bay[J].Journal of Marine Science,2011,29(1):73-83.曾相明,管衛(wèi)兵,潘沖.象山港多年圍填海工程對水動力影響的累積效應[J].海洋學研究,2011,29(1):73-83.

[32] WANG Y Z,SUN H F,GU D Q,et al.Research on cumulative effects of coastal reclamation on hydrodynamic environment in Luoyuan Bay[J].Periodical of Ocean University of China(Natural Science),2015,45(3):16-24.王勇智,孫惠鳳,谷東起,等.羅源灣多年圍填海工程對水動力環(huán)境的累積影響研究[J].中國海洋大學學報(自然科學版),2015,45(3):16-24.

[33] YUAN D K,LI G,WANG D S,et al.Numerical simulation of effects of land reclamation on water exchange capability of Bohai Bay[J].Journal of Tianjin University(Science and Technology),2015,48(7):605-613.袁德奎,李廣,王道生,等.圍填海工程對渤海灣水交換能力影響的數值模擬[J].天津大學學報(自然科學與工程技術版),2015,48(7):605-613.

[34] YANG C Q.Negative Effects of marine reclamation in Guangdong,Hong Kong and Macao and the preventive counter measures[J].Guangdong Geology,2000,15(2):1-8.楊超群.粵港澳填海造地的負效應及防范對策[J].廣東地質,2000,15(2):1-8.

[35] GUO H P,JIAO J J.Impact of coastal land reclamation on ground water level and the sea water interface[J].Ground Water,2007,45(3):362-367.

[36] ZENG Q B.Study on the effects on fishery resources of reclamation work[D].Changsha:Hunan Agricultural University,2008.曾慶波.圍海造地對漁業(yè)資源的影響研究[D].長沙:湖南農業(yè)大學,2008.

[37] PAN S M,SHI X D,WANG J Y,et al.Assessing the impact of reclamation activities on recent sedimentation in Victoria Harbour,Hong Kong[J].Acta Sedimentologica Sinica,2000,18(1):22-28.潘少明,施曉冬,王建業(yè),等.圍海造地工程對香港維多利亞港現代沉積作用的影響[J].沉積學報,2000,18(1):22-28.

[38] SUN C Q,WANG X C,SUN Y L,et al.Study on impact of Jiaozhou Bay sea-filling on pollutant transportation[J].Marine Science,2002,26(10):47-50.孫長青,王學昌,孫英蘭,等.填海造地對膠洲灣污染物輸運影響的數值研究[J].海洋科學,2002,26(10):47-50.

[39] GUO C.Study on ecological compensation mechanism of Jiaozhou Bay sea reclamation project[D].Qingdao:Ocean University of China,2012.郭臣.膠州灣圍填海造陸生態(tài)補償機制研究[D].青島:中國海洋大學,2012.

[40] LIN L,LIU D Y,LIU Z,et al.Impact of land reclamation on marine hydrodynamic and ecological environment[J].Haiyang Xuebao,2016(8):1-11.林磊,劉東艷,劉哲,等.圍填海對海洋水動力與生態(tài)環(huán)境的影響[J].海洋學報,2016(8):1-11.

Progress in the Impact of Reclamation Projects on Offshore Marine Environment

ZHANG Qiu-feng1,2,3,JIN Yu-dan1,2,LI Xi-bin2,WANG Lu-ning2,YE Feng-juan2
(1.College of Marine Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2.Tianjin Marine Environmental Monitoring Center,SOA,Tianjin 300450,China;3.Fourth Institute of Oceanography,SOA,Beihai 536000,China)

With the flux of large numbers of people into the coastal regions,a reclamation boom is rising one after another in the coastal countries.At the same time to solve the shortage of land,the large-scale reclamation projects have also caused a far-reaching impact on the offshore marine environment,which has aroused the concern of many scholars.The influences of the reclamation projects on the offshore marine environment are elaborated from the aspects of topographic features,hydrodynamic environment and marine ecological environment in the offshore areas,and the development and application of numerical simulation in the analysis of the influence of marine hydrodynamic environment are emphasized.According to the current situation and progress trend in the study of the influence of the reclamation projects on the offshore marine environment,some suggestions and future research directions are proposed.In order to develop and utilize the marine resources scientifically and rationally,the long-term influences of the large-scale reclamation projects on the offshore marine environment should be systematically studied and multiple factors and a full range of research methods should be considered in the future.

reclamation;offshore marine environment;numerical simulation

October 2,2016

P75;X820.3

A

1671-6647(2017)04-0454-08

10.3969/j.issn.1671-6647.2017.04.002

2016-10-02

國家海洋局北海分局科技項目——基于環(huán)境容量的渤海灣排污優(yōu)化的數值研究(2017B14)

張秋豐(1965-),男,河北秦皇島人,教授,碩士,主要從事海洋環(huán)境工程方面研究.E-mail:zhangqiufeng@bhfj.gov.cn

*通訊作者:李希彬(1983-),男,山東濰坊人,高級工程師,碩士,主要從事物理海洋學方面研究.E-mail:jinyudan2010@163.com

(王 燕 編輯)