韓兆興，張寧，肖楊，程金香*，唐瑋

1.交通運輸部規(guī)劃研究院

2.清華大學(xué)

3.交通排放控制監(jiān)測技術(shù)實驗室

4.中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司

5.中交集團內(nèi)河水運建設(shè)技術(shù)研發(fā)中心

運河是為發(fā)展水運線路，在陸地上開挖形成的人工航道[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球共有約520 條運河，分布在52 個國家，連接3 000 多個城市[2]。我國京杭運河是全球里程最長、建設(shè)最古老的人工運河，對改善運河地區(qū)的交通運輸條件，提高區(qū)域經(jīng)濟運行效率具有明顯作用，同時孕育了沿岸眾多歷史文化名城，使得文化得以傳播[3-4]?？紤]到運河建設(shè)的重要意義和戰(zhàn)略需求，2020 年5 月交通運輸部印發(fā)的《內(nèi)河航運發(fā)展綱要》[5]提出，“打通南北向跨流域水運大通道，建設(shè)新大運河，統(tǒng)籌推進(jìn)長江、珠江、淮河等主要水系間的京杭運河黃河以北段復(fù)航工程以及平陸運河等運河溝通工程，形成京杭運河、江淮干線、浙贛粵通道、漢湘桂通道縱向走廊”。

本研究所指的重大運河工程是指納入國家戰(zhàn)略規(guī)劃的跨流域、大規(guī)模人工航道建設(shè)項目，包括平陸運河、湘桂運河、贛粵運河等。當(dāng)前對航道整治工程環(huán)境影響評價指標(biāo)體系及評價方法研究較多[6-8]，而針對運河環(huán)境影響的研究多集中在局部生態(tài)環(huán)境要素方面，對其系統(tǒng)性、整體性的環(huán)境影響研究相對不足。如Salgado 等[9]對巴拿馬運河150 年的水文、水質(zhì)、生物指標(biāo)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)運河建設(shè)后巴拿馬運河水系的加通湖逐步從沼澤型生態(tài)系統(tǒng)向湖庫型生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，除了人為活動影響外，水動力條件是決定生態(tài)功能的主要因素；Verhelst 等[10]針對歐洲鰻鱺洄游特性研究了運河船閘對洄游生物的阻隔效應(yīng)；Zakaria[11]發(fā)現(xiàn)浮游動物通過蘇伊士運河從紅海向地中海遷徙，從而產(chǎn)生生物入侵、生態(tài)風(fēng)險問題。楊國華等[12]提出除考慮工業(yè)、農(nóng)業(yè)污染外，船舶污染是京杭運河水污染防治的重點內(nèi)容；蘇博等[13]研究了膠萊運河修建對萊州灣水交換及海洋環(huán)境的影響，結(jié)果表明運河建設(shè)后萊州灣水體交換能力增強、半交換周期縮短。筆者基于現(xiàn)有運河環(huán)境影響研究成果，針對重大運河工程建設(shè)特點，識別重大運河工程環(huán)境影響途徑，構(gòu)建完善的環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，以期把握運河工程的重大和主要環(huán)境影響，為環(huán)境保護(hù)綜合決策和措施的制訂提供科學(xué)依據(jù)。

1 重大運河工程內(nèi)容及特點分析

我國的重大運河工程（平陸運河、湘桂運河、贛粵運河）基本情況見表1。3 條運河均規(guī)劃為高等級航道，涉及不同流域的水系連通，工程主要建設(shè)內(nèi)容見表2。由表2 可知，重大運河工程具有如下特點：1）工程建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜、開發(fā)強度大。運河規(guī)劃選線著眼于盡量利用現(xiàn)有水系河道組織航運開發(fā)，但由于不同水系間可能存在山嶺阻隔和較高的水位差，運河工程建設(shè)包括航道整治、山嶺及陸地開挖、航運樞紐建設(shè)、臨河及跨河建筑物改造、移民安置等工程內(nèi)容。運河工程的航道整治往往涉及大規(guī)模疏浚和大范圍河段裁彎取直，同時需要對沿線自然岸線進(jìn)行護(hù)岸重塑；為保障通航水深和高差較大的河段水位合理順接，工程還設(shè)置多個梯級樞紐；為滿足船舶通航凈空要求，跨河橋梁和管線涉及拆除重建；由于運河所依托河流通常水資源不足，為保證航道水位和航道等級要求，航運開發(fā)、拓展連通水系還具有跨流域調(diào)水特點。因此，與傳統(tǒng)航道建設(shè)相比，重大運河工程建設(shè)規(guī)模較大，對生態(tài)環(huán)境影響更加顯著且深遠(yuǎn)。2）涉及的生態(tài)敏感區(qū)類型多樣。運河工程沿河道進(jìn)行整治，或在越嶺段進(jìn)行人工開挖，工程不可避免地會穿越原河道涉及的自然保護(hù)區(qū)、濕地公園、森林公園、飲用水水源保護(hù)區(qū)、魚類“三場”等，通江達(dá)海的運河工程（如平陸運河）還可能涉及紅樹林、鹽沼濕地、海洋公園等典型河口濕地生態(tài)系統(tǒng)。3）工程正負(fù)環(huán)境效益兼具。運河建設(shè)對沿線自然環(huán)境、可能涉及的生態(tài)敏感區(qū)帶來環(huán)境負(fù)效應(yīng)，減少調(diào)水流域的河道流量。同時，由于新開運河連通不同流域水系，能實現(xiàn)流域間直接通航功能，縮短同規(guī)模下的航運里程及周期，優(yōu)化改善區(qū)域運輸結(jié)構(gòu)，減少船舶溫室氣體產(chǎn)生和大氣污染物排放。此外，調(diào)水工程會增加受水流域的流量，對區(qū)間環(huán)境質(zhì)量改善起到積極作用。

表1 我國重大運河工程基礎(chǔ)信息Table 1 Basic information of major canal projects in China

表2 重大運河工程主要建設(shè)內(nèi)容和運行方案Table 2 Main construction contents and operation plan of major canal projects

2 主要環(huán)境影響識別

根據(jù)工程建設(shè)內(nèi)容，采用矩陣法對重大運河工程環(huán)境影響進(jìn)行識別，包括直接和間接、有利和不利、可逆和不可逆、長期和短期的影響（表3）。基于環(huán)境影響識別，采用系統(tǒng)動力學(xué)方法對重大運河工程環(huán)境影響途徑進(jìn)行了分析（圖1）。與傳統(tǒng)航道整治相比，重大運河工程環(huán)境影響具有流域性、全局性和長期性等特點，其評價重點主要集中體現(xiàn)在如下方面。

圖1 重大運河工程主要環(huán)境影響分析Fig.1 Analysis chart of major environmental impacts of major canal projects

表3 重大運河工程環(huán)境影響識別矩陣Table 3 Identification matrix of environmental impact of major canal projects

2.1 對流域水資源配置的影響

重大運河工程依托的河流往往通航條件基礎(chǔ)薄弱，河道流量較小，時空差異明顯，為達(dá)到既定通航等級需要從調(diào)水流域持續(xù)進(jìn)行補水。調(diào)水工程會引起流域水資源的重新配置，引發(fā)生態(tài)流量保障問題并產(chǎn)生相應(yīng)生態(tài)效應(yīng)。如平陸運河引水占郁江年均徑流量比例不超過3%，但對枯水期徑流量產(chǎn)生一定影響[14]。因此，需要從流域尺度評價運河等級與上下游區(qū)域交通規(guī)劃的銜接性，分析不同等級航運用水與流域規(guī)劃水資源配置方案的相符性和協(xié)調(diào)性，并將生態(tài)流量保障作為運河開發(fā)建設(shè)和通航運行的前提條件。

2.2 對河流（河口）水文情勢的影響

對原河道的疏浚、護(hù)岸以及布置梯級航運樞紐等工程，會使得自然河道渠化，改變河流的流量、流速、水位等水文要素，并對河道泥沙沖淤產(chǎn)生影響，入海河流的河口還將因此改變河口的局部海域流場。船舶航行船行波、過閘會改變通航河道的局部水動力特性[15]，或?qū)拥浪畡恿l件產(chǎn)生擾動。運河建設(shè)對河流水文過程、泥沙沖淤的改變是運河工程環(huán)境影響評價的重點。

2.3 對水環(huán)境質(zhì)量的影響

基于水文情勢改變，特別是已有河道流量條件改變后，引水和受水河道原有的水環(huán)境容量會發(fā)生改變，如果引水和受水河道有飲用水水質(zhì)要求時，需重新定義河道的水環(huán)境功能和建設(shè)后的陸域排污要求。有入海河流的運河會改變?nèi)牒？诟浇Ｓ蛩h(huán)境的鹽度及營養(yǎng)物水平。就運河自身而言，施工期航道疏浚、炸礁等會造成施工河段懸浮泥沙濃度增加，影響水體透明度，對水質(zhì)特別是取水口水質(zhì)造成影響，運營期船舶、樞紐的生活和生產(chǎn)廢水可能污染運河水體。運河沿線點源和面源污染排放可能會使河道發(fā)生富營養(yǎng)化問題。因此，船舶和通航設(shè)施污水排放情況、工程建設(shè)和運行及其對水環(huán)境質(zhì)量及沿線飲用水水源保護(hù)區(qū)的影響是評價的主要內(nèi)容。

2.4 對生態(tài)環(huán)境的影響

運河開挖、河道整治、疏浚土處置和開挖棄土堆存會改變土地利用屬性，造成植被、底棲生物、魚類等生態(tài)系統(tǒng)破壞，影響土壤環(huán)境質(zhì)量，對沿線可能涉及的自然保護(hù)地等生態(tài)敏感區(qū)產(chǎn)生影響。建設(shè)梯級樞紐在平順河道流態(tài)的同時，使原天然河流生態(tài)系統(tǒng)向湖庫生態(tài)系統(tǒng)演替，改變原有水生生物的棲息環(huán)境。運河裁彎取直工程會改變河流完整性，使河流濕地破碎化、斑塊化。受水流域河口海域水環(huán)境鹽度、營養(yǎng)物的變化將改變河口濕地（如鹽沼濕地、紅樹林等）生境，調(diào)水流域的河流下游則需要考慮生態(tài)流量調(diào)整后的可接受水平。人工開挖運河、船閘樞紐布置會對陸生和水生生物形成阻隔效應(yīng)，影響種群間交流和魚類洄游。船舶通航噪聲還會對水生生物產(chǎn)生干擾。因此，運河工程環(huán)境影響應(yīng)將景觀破碎化、典型魚類生境變化、生物阻隔、對生態(tài)敏感目標(biāo)影響等內(nèi)容作為評價重點。

2.5 區(qū)域環(huán)境風(fēng)險

運河將不同水系或河海連接，會形成新的生物遷移通道[11]。不同種群魚類可能會通過運河在流域間遷徙，從而可能造成生物入侵、構(gòu)成生態(tài)風(fēng)險；外籍船舶靠港排放壓載水還可能產(chǎn)生生物入侵問題。此外，運河航運可能會發(fā)生溢油以及化學(xué)品、危險品泄漏事故，對水域造成嚴(yán)重污染。因此，流域連通產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險、壓載水中生物入侵、溢油及化學(xué)品風(fēng)險評估等是運河環(huán)境影響評價的主要內(nèi)容。

3 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

3.1 構(gòu)建評價指標(biāo)體系的目的

通過形成完整的運河環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，全面反映重大運河工程對生態(tài)環(huán)境影響主要途徑，明晰各評價指標(biāo)的計算方法，用以研判運河工程建設(shè)的環(huán)境合理性，降低運河建設(shè)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的不利影響，指導(dǎo)綠色運河建設(shè)和生態(tài)化運營，保護(hù)運河涉及區(qū)域生態(tài)環(huán)境，探索運河類交通基礎(chǔ)設(shè)施脅迫下環(huán)境保護(hù)主要措施，為運河建設(shè)工程綜合決策提供依據(jù)。

3.2 評價指標(biāo)選取原則

指標(biāo)選取遵循如下原則：1）科學(xué)性。根據(jù)重大運河工程建設(shè)內(nèi)容及特點，基于工程對生態(tài)環(huán)境影響的識別，參考水庫、航道、調(diào)水等工程環(huán)境影響評價指標(biāo)，篩選符合客觀實際和自然規(guī)律的評價指標(biāo)。既包括體現(xiàn)環(huán)境影響途徑的評價指標(biāo)，又包括用以減緩環(huán)境影響的保護(hù)措施的相關(guān)指標(biāo)。2）綜合性。對重大運河工程產(chǎn)生的不利影響和有利影響進(jìn)行綜合評價，涵蓋水資源、水環(huán)境、水生生態(tài)、陸域生態(tài)、河口生態(tài)、環(huán)境空氣、聲環(huán)境、固體廢物、環(huán)境風(fēng)險等方面。3）可操作性。充分考慮評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)可獲得性，優(yōu)先選擇易于量化、便于評價、可對比的指標(biāo)。4）動態(tài)性。隨著對運河工程生態(tài)環(huán)境影響研究的深入，結(jié)合實際出現(xiàn)的環(huán)境問題，不斷調(diào)整、豐富評價指標(biāo)體系。

3.3 評價指標(biāo)體系的建立

針對環(huán)境影響評價目標(biāo)，從7 個方面選擇37 項指標(biāo)構(gòu)建重大運河工程環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，并根據(jù)影響途徑提出主要環(huán)境保護(hù)措施。評價指標(biāo)匯總見表4。

表4 重大運河工程環(huán)境影響評價指標(biāo)體系Table 4 Environmental impact assessment index system of major canal projects

（續(xù)表4）

指標(biāo)具體設(shè)置情況：1）資源利用。進(jìn)一步細(xì)化為水資源、土地資源、能源3 個層面，主要包括運河調(diào)水量占比、運河占用土地資源比例等7 項指標(biāo)。2）水動力和水環(huán)境。進(jìn)一步細(xì)化為水動力條件、水環(huán)境質(zhì)量2 個層面，主要包括流量增加率、船舶污水接收率、河口區(qū)域鹽度平均下降值等8 項指標(biāo)。3）環(huán)境空氣。主要包括船舶廢氣排放量、水上服務(wù)區(qū)岸電設(shè)施覆蓋率2 項指標(biāo)。4）聲環(huán)境。包括運河沿線聲環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)率指標(biāo)。5）生態(tài)環(huán)境。進(jìn)一步細(xì)化為陸域生態(tài)、水生生態(tài)、河口生態(tài)、生態(tài)敏感目標(biāo)4 個層面，主要包括景觀破碎化指數(shù)變化率、水生生物損失量、被裁彎取直河段比率等12 項指標(biāo)。6）固體廢物。主要包括船舶垃圾接收率、疏浚土利用率2 項指標(biāo)。7）環(huán)境風(fēng)險。進(jìn)一步細(xì)化為水系連通風(fēng)險、溢油/化學(xué)品風(fēng)險、外來生物入侵風(fēng)險3 個層面，主要包括流域間共有魚類占比、溢油/化學(xué)品泄漏風(fēng)險事故發(fā)生概率、外籍船舶港內(nèi)排放壓載水量等5 項指標(biāo)。

4 結(jié)語

重大運河工程具有工程建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜，開發(fā)強度大，涉及生態(tài)敏感區(qū)類型多樣，工程正負(fù)環(huán)境效益兼具等特點，當(dāng)前對于運河工程產(chǎn)生的環(huán)境影響研究總結(jié)總體較少，迫切需要識別環(huán)境影響途徑，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，以指導(dǎo)重大運河工程建設(shè)前期的環(huán)境影響評價、建成后環(huán)境保護(hù)驗收以及運營期環(huán)境保護(hù)等工作。

與傳統(tǒng)航道整治工程相比，重大運河工程環(huán)境影響評價指標(biāo)體系應(yīng)該注重反映流域性、全局性、長期性的評價指標(biāo)，關(guān)注水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和環(huán)境風(fēng)險等環(huán)境要素和影響類型，如引水、受水流域的河流（河口）生態(tài)系統(tǒng)的演替趨勢，利用被裁彎取直河段比率反映運河對河流完整性影響，采用樞紐間平均運河長度來體現(xiàn)運河工程對河道生物阻隔效應(yīng)，通過流域間共有魚類占比評價運河建設(shè)后產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險。針對重大運河工程主要環(huán)境影響，本研究從資源利用、水環(huán)境等7 個方面提出了37 項指標(biāo)，建立了重大運河工程環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，并根據(jù)影響程度提出了生態(tài)環(huán)境保護(hù)對策方向。后續(xù)，在具體指標(biāo)選擇上還需根據(jù)流域規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、區(qū)域交通規(guī)劃等優(yōu)化評價指標(biāo)選取，評價指標(biāo)閾值尚需結(jié)合試驗研究、實際觀測、專家論證來綜合確定和動態(tài)調(diào)整。