黃澤鵬,許江,胡毅,房旭東,鄭江龍

(1.自然資源部第三海洋研究所 廈門 361005;2.廈門大學(xué) 廈門 361102)

0 引言

全球每年約有320億～500億t的砂石資源被用于生產(chǎn)混凝土、玻璃和電子產(chǎn)品[1]。我國砂石產(chǎn)量在1981年還不足5億t[2],至2018年總消費(fèi)量已達(dá)208億t,是國內(nèi)目前開采量最大的礦產(chǎn)資源,為國家和社會(huì)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

大多數(shù)適合工業(yè)生產(chǎn)的棱角狀砂礫來自河流,其面積不到全球陸地面積的1%[3],在該區(qū)域采砂會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施和人類生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如,中國珠江上的采砂造成地下水位下降,抽取飲用水難度加大,河床沖刷加劇,橋梁和堤壩受損[1,4]。

河沙的日益匱乏,使人們逐漸將目光轉(zhuǎn)向海砂。海砂是價(jià)值極高的海洋資源,且具有開采運(yùn)輸方便、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì),作為填海造地工程的主要填料以及一些建筑的原材料,近年來我國沿海地區(qū)工程建設(shè)對(duì)海洋砂石礦產(chǎn)資源的需求與日俱增,但其產(chǎn)生的一系列影響也不容忽視。如:福建莆田東埔鎮(zhèn)東吳村沿岸,從未采砂時(shí)沿岸沙灘岸線至低潮位寬約70 m,如今已經(jīng)萎縮到只剩40 m 左右,海灘正在遭受嚴(yán)重的侵蝕[5];20世紀(jì)80年代廈門東北部下堡附近海岸由于海灘和近岸采砂,造成20年內(nèi)海岸后退120 m[6]。

非法開采海砂具有相當(dāng)大的危害性,巨額利潤(rùn)是根本原因。海砂市場(chǎng)價(jià)格從2001 年6 元/t到2019年297元/t[7],增長(zhǎng)速度驚人。

2019年12月17日,自然資源部印發(fā)《關(guān)于實(shí)施海砂采礦權(quán)和海域使用權(quán)“兩權(quán)合一”招拍掛出讓的通知》[8]。這一舉措,一方面旨在切實(shí)解決海砂采礦權(quán)和海域使用權(quán)“兩權(quán)”出讓中不銜接、不便民的問題,精簡(jiǎn)、優(yōu)化海砂采礦權(quán)和海域使用權(quán)出讓環(huán)節(jié)和辦事流程;另一方面,也降低了合法采砂的程序成本,減輕程序負(fù)擔(dān),有助于遏制非法采砂的勢(shì)頭。

因此,如何對(duì)海砂資源進(jìn)行科學(xué)開發(fā)、合理規(guī)劃已經(jīng)成為海洋資源管理部門的當(dāng)務(wù)之急。初步研究表明,福建海域是海砂的富礦區(qū),據(jù)估計(jì),其海砂量占全國的60%左右[9]。本研究以泉州地區(qū)為例,在分析泉州海域地形及底質(zhì)的基礎(chǔ)上,初步規(guī)劃資源利用區(qū),并探討采砂存在的一些問題,以期合理利用海砂資源,在一定程度上解決泉州市涉海工程各種建設(shè)用砂的社會(huì)供需矛盾,促進(jìn)泉州市臨港工業(yè)建設(shè)。

1 泉州海域海砂資源分布及開采區(qū)選劃

1.1 海砂禁采線

泉州海域海岸線曲折,自北向南有大港灣、泉州灣、深滬灣和圍頭灣等海灣,水深約0～70 m 左右[10]。近年來,隨著海砂的大量開采,海洋環(huán)境問題逐漸顯現(xiàn)。近岸的海砂資源開采引發(fā)了諸多海洋生態(tài)危機(jī)和岸灘侵蝕災(zāi)害,不在近岸采砂逐漸成為各國的普遍共識(shí)。目前,發(fā)達(dá)國家,例如荷蘭和日本等已全面叫停本國的近岸開采,轉(zhuǎn)向30 m 水深以外進(jìn)行深海開采或從發(fā)展中國家進(jìn)口[11-12]。國家海洋局于2012年下發(fā)了《關(guān)于全面實(shí)施以市場(chǎng)化方式出讓海砂開采海域使用權(quán)的通知》,通知中還確定了禁止和嚴(yán)格限制海砂開采用?；顒?dòng)的區(qū)域,同時(shí)鼓勵(lì)和引導(dǎo)發(fā)展深海海砂開采技術(shù),促進(jìn)海砂開采向深遠(yuǎn)海區(qū)域發(fā)展。

為此泉州市政府已于2009年發(fā)布《關(guān)于公布泉州市禁止海域采砂臨時(shí)用海范圍的通告》(泉政〔2009〕3號(hào))[13],劃定了20處海域以及港口、跨海橋梁、海底管線、護(hù)岸等工程安全保護(hù)區(qū)、苗種區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)和海洋保護(hù)區(qū)為禁止海域采砂范圍。因此需要在禁采線以外海域另尋海砂開采區(qū),以滿足泉州市建設(shè)用砂的需求,初步選定海域范圍需為10 m等深線以深海域。

1.2 海砂資源分布

泉州外海海域總面積約3 500 km2,《海砂(建筑用砂)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DD2012-10)等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[14]對(duì)采砂的前期普查或勘察提出了明確的技術(shù)要求,在對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別對(duì)比后,劃定泉州海砂資源調(diào)查的主要重點(diǎn)區(qū)域。

波浪和相關(guān)水流是近岸泥沙輸移的主要驅(qū)動(dòng)力,臺(tái)灣海峽西側(cè)以浙閩西南沿岸流為主。海峽的中部則為臺(tái)灣暖流,它是從黑潮分離出來的一個(gè)暖流分支,所及之海域?yàn)樯百|(zhì)沉積。

Li Tao等[15]對(duì)整個(gè)臺(tái)灣海峽的底質(zhì)沉積物進(jìn)行了分析,繪制了底質(zhì)類型分布圖,泉州海域海砂的空間分布表明(圖1),隨著水深和岸距的增加,含沙量增加。粉砂質(zhì)砂、砂等粗顆粒沉積物除了近岸較多分布外,近海幾乎均為以黏土質(zhì)粉砂為主的細(xì)顆粒泥質(zhì)沉積物。周定成研究認(rèn)為,浙閩沿岸流是影響臺(tái)灣海峽西部近岸泥質(zhì)沉積的主要水動(dòng)力因素[16]。向東,沉積物粒度逐漸變粗,并形成以中細(xì)砂為主的砂質(zhì)沉積區(qū),而砂質(zhì)沉積既有過去低海平面時(shí)期的殘留沉積也有現(xiàn)代沉積[17],主要集中在泉州東南部25 km 以外的50 m 水深線附近海域。

圖1 泉州海域海砂的空間分布[15]

1.3 選劃海砂開采區(qū)域

由于近海區(qū)域?qū)儆诤Ｉ敖蓞^(qū),結(jié)合泉州海域底質(zhì)類型等資料,本研究擬選擇泉州東海約30 km、面積約200 km2的區(qū)域(圖1中加粗黑框區(qū)域)作為海砂資源開采重點(diǎn)區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi)根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行地球物理及工程地質(zhì)取樣等的調(diào)查工作,獲得海砂資源儲(chǔ)量,為主管部門的規(guī)劃管理提供科學(xué)依據(jù)。

2 海砂開采區(qū)與相關(guān)海洋規(guī)劃的協(xié)調(diào)

泉州海域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)較為頻繁,海洋工程、漁業(yè)、航運(yùn)等多功能用海相互疊加,如何規(guī)劃協(xié)調(diào)海砂開采與相關(guān)海洋規(guī)劃的關(guān)系,是推行海域采砂工程的必要條件。

2.1 與海洋功能區(qū)劃的協(xié)調(diào)

《福建省海洋功能區(qū)劃》將福建省劃分為25個(gè)區(qū)域,泉州灣海域主要功能為港口航運(yùn)、海洋保護(hù)、旅游休閑娛樂用海[18]。根據(jù)功能區(qū)劃,本研究劃定的海砂開采區(qū)域位于“近海農(nóng)漁業(yè)區(qū)”,其用途管制為嚴(yán)格限制改變海域自然屬性,兼容新能源和海島海洋保護(hù)區(qū)建設(shè)用海。海砂開采不會(huì)改變海域的自然屬性,用海方式不影響國防安全,作業(yè)期間需做好相關(guān)通航安全工作。海砂開采期間產(chǎn)生的懸浮物會(huì)短期影響海水水質(zhì),但施工結(jié)束后即可恢復(fù),總體來看,海砂開采與功能區(qū)主導(dǎo)功能的發(fā)揮不沖突,與海洋功能區(qū)劃可以兼容。

2.2 與海洋生態(tài)保護(hù)紅線的協(xié)調(diào)

海洋生態(tài)保護(hù)紅線是指依法在重要海洋生態(tài)功能區(qū)、海洋生態(tài)敏感區(qū)和海洋生態(tài)脆弱區(qū)等區(qū)域劃定的邊界線以及管理指標(biāo)控制線,是海洋生態(tài)安全的底線。根據(jù)《福建省海洋生態(tài)保護(hù)紅線劃定成果》[19],選劃區(qū)域位于“泉州東部重要漁業(yè)水域生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)”(圖2),管控類別為限制類。其管控措施為:維持海域自然屬性,保護(hù)漁業(yè)資源產(chǎn)卵場(chǎng)、育幼場(chǎng)、索餌場(chǎng)和洄游通道,允許符合海洋功能區(qū)劃等相關(guān)規(guī)劃的港口和航道用海。環(huán)境保護(hù)要求:禁止排放有害有毒的污染物和廢棄物,防止對(duì)漁業(yè)水域水質(zhì)造成不利影響。

圖2 泉州海域海洋生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)分布

海砂開采不屬于海洋生態(tài)保護(hù)紅線管控措施當(dāng)中禁止的開發(fā)活動(dòng),且海砂開采區(qū)域距離岸線較遠(yuǎn),不在海洋保護(hù)區(qū)、濱海濕地以及岸線等生態(tài)保護(hù)區(qū)中。海砂開采主要對(duì)臺(tái)灣海峽經(jīng)濟(jì)魚類“三場(chǎng)一通道”的影響較大,后期應(yīng)結(jié)合專項(xiàng)漁業(yè)調(diào)查,科學(xué)論證項(xiàng)目區(qū)的魚類生活特征及季節(jié)特性,根據(jù)市場(chǎng)需求為周期性集中作業(yè),避免對(duì)魚類活動(dòng)產(chǎn)生影響。

3 海砂開采的綜合影響

3.1 對(duì)魚類的影響

臺(tái)灣海峽是東海海洋漁業(yè)資源的產(chǎn)卵、育幼和覓食的重要海域[20],因采砂活動(dòng)而進(jìn)入水體的懸浮泥沙,會(huì)干擾海洋生物的感覺功能,阻塞魚類的鰓組織,影響魚類的正常呼吸;此外,水體渾濁度的增加還會(huì)在一定程度上降低水體中溶解氧的含量,進(jìn)而對(duì)游泳生物和浮游動(dòng)物產(chǎn)生不利影響,從而影響魚類的產(chǎn)卵、索餌等活動(dòng)[21]。但是魚類等游泳生物都比較容易適應(yīng)水環(huán)境的緩慢變化,對(duì)于水環(huán)境的驟然變化,它們的反應(yīng)則非常敏感。它們將避開這一點(diǎn)源渾濁區(qū),尋找其他適宜的場(chǎng)所。

采砂過程中的高懸浮物含量水體主要集中在采砂區(qū)范圍內(nèi),對(duì)周邊其他海域影響較小,由于臺(tái)灣海峽海域經(jīng)濟(jì)魚類主要為洄游性魚類,在秋冬季節(jié)由近岸洄游至深水海域越冬,春季水溫升高,則由深水海域洄游至近岸或河口地區(qū)產(chǎn)卵、覓食等,可根據(jù)其生活習(xí)性合理地避開相應(yīng)的產(chǎn)卵期及洄游通道等特定時(shí)期進(jìn)行采砂作業(yè)。

因此,可以認(rèn)為在規(guī)劃區(qū)內(nèi)的海砂開采對(duì)采砂所在海域魚類等的產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)及洄游通道的影響有限。

3.2 對(duì)環(huán)境的影響

泉州沿海海水水質(zhì)基本符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),《GB3097—1997海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[22]對(duì)懸浮物質(zhì)的人為增加量作了定量的規(guī)定,對(duì)于第一、二類海水水質(zhì),要求懸浮物質(zhì)的人為增加量不超過10 mg/L,石油類污染物不超過0.05 mg/L。

因此在海砂開采規(guī)劃區(qū)進(jìn)行海砂開采作業(yè)時(shí)必須嚴(yán)控懸浮泥沙入?？偭?實(shí)時(shí)監(jiān)控懸浮泥沙,對(duì)施工過程中產(chǎn)生的各類含油污水進(jìn)行收集,處理達(dá)標(biāo)后排放。在采砂過程中,通過數(shù)值模擬,計(jì)算在海洋水動(dòng)力的作用下懸浮物質(zhì)的遷移、擴(kuò)散和沉降過程中的增加量,可以評(píng)估增加的懸浮泥沙對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響。

通過模擬分析,海砂開采期間產(chǎn)生的懸浮物會(huì)短期影響海水水質(zhì),但施工結(jié)束后即可恢復(fù),且懸浮物主要集中在采砂區(qū)范圍內(nèi),采砂區(qū)面積極小,對(duì)周邊海域影響較小。

同時(shí)還應(yīng)按照海洋環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)及相關(guān)規(guī)劃要求進(jìn)行采砂設(shè)施及船舶管理,設(shè)置污染物集中排放口和垃圾傾倒區(qū),禁止隨意排放有害、有毒的污水、油類、油性混合物、熱污染物及其他污染物和廢棄物,防止船舶污水、溢油及化學(xué)品泄漏等對(duì)漁業(yè)水域水質(zhì)造成不利影響。

3.3 對(duì)航道安全的影響

近海區(qū)域的采砂船數(shù)量增多會(huì)擠占主航道,使得航運(yùn)不暢。因此,必須在超過30 m 水深的深海開采,才能有效地保護(hù)港口及航道的正常運(yùn)行及近岸的海洋生態(tài)環(huán)境。另外,開采區(qū)與臺(tái)灣海峽中航路、外航路以及廈門-基隆航路存在一定程度的交叉,后期應(yīng)做好相關(guān)通航安全論證等工作。

4 結(jié)語

泉州市海砂資源較為豐富,且海砂多集中分布于50 m 左右水深正對(duì)泉州灣的附近海域,離岸約30 km,選擇該海域作為后期勘察區(qū)域較為合理,但海砂開采選劃區(qū)域位于“泉州東部重要漁業(yè)水域生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)”,開采區(qū)內(nèi)的采砂活動(dòng)不改變海域的自然屬性,用海方式不影響航道安全和國防安全。

海砂開采之前,應(yīng)評(píng)估海砂開采對(duì)海洋資源、生態(tài)環(huán)境、海洋設(shè)施以及海岸的影響,保護(hù)漁業(yè)資源產(chǎn)卵場(chǎng)、育幼場(chǎng)、索餌場(chǎng)和洄游通道;海砂開采期間,應(yīng)測(cè)量采砂引起的懸浮泥沙濃度變化、沉降速率、擴(kuò)散通量,實(shí)時(shí)監(jiān)控懸浮泥沙及施工過程中產(chǎn)生的各類含油污水,處理達(dá)標(biāo)后排放;保障港口及航道的正常運(yùn)行,做好相關(guān)通航安全論證等工作;在海砂開采之后,還要進(jìn)行生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的工作。