周成成,鐘 鳴,薛 潔,夏 楷,李 明,3
[1.長(zhǎng)江航道勘察設(shè)計(jì)院(武漢)有限公司,湖北 武漢 430042; 2.長(zhǎng)江武漢航道工程局,湖北 武漢 430014;3.長(zhǎng)江航道規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,湖北 武漢 430042]
按照交通運(yùn)輸部和長(zhǎng)江航務(wù)管理局的決策部署,長(zhǎng)江航道建設(shè)始終高度重視長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境的保護(hù),尤其是“十二五”以來(lái),隨著荊江河段航道整治工程、長(zhǎng)江南京以下12.5 m 深水航道整治工程等長(zhǎng)河段系統(tǒng)治理工程的陸續(xù)實(shí)施,綠色航道治理技術(shù)取得一系列突破,成效顯著。同時(shí),依托長(zhǎng)江“黃金航道”整治技術(shù)研究與示范、長(zhǎng)江中下游岸灘生態(tài)控導(dǎo)理論與實(shí)踐、航道整治與生態(tài)融合技術(shù)及應(yīng)用等系列科研的原創(chuàng)與集成創(chuàng)新項(xiàng)目,完善了關(guān)鍵工程技術(shù)體系。通過(guò)理論和實(shí)踐表明工程環(huán)境保護(hù)工作成效顯著,實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)和生態(tài)建設(shè)的和諧統(tǒng)一。
為貫徹落實(shí)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展戰(zhàn)略,充分發(fā)揮航運(yùn)比較優(yōu)勢(shì),加快構(gòu)建綜合立體交通走廊,長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6 m 水深航道整治工程被列為《國(guó)家長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》和《水運(yùn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的重點(diǎn)項(xiàng)目,戴家洲河段是其中的重點(diǎn)灘段。
在戴家洲河段航道建設(shè)過(guò)程中,做好了綠色設(shè)計(jì)、綠色施工以及綠色管理等頂層設(shè)計(jì),通過(guò)嚴(yán)格控制施工期影響,配套生態(tài)涵養(yǎng)及修復(fù)措施,采取避讓、減緩、修復(fù)的手段保護(hù)長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境[1],對(duì)局部淺點(diǎn)附近灘槽形態(tài)進(jìn)行守護(hù)或調(diào)整,提升淺區(qū)航道尺度,促進(jìn)綠色發(fā)展。該研究對(duì)建設(shè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),可為類似工程中環(huán)保措施的設(shè)計(jì)與管理提供技術(shù)參考。
戴家洲河段上起鄂州,與沙洲水道相連,下迄迴風(fēng)磯,與黃石水道相接,全長(zhǎng)約34 km;左岸為黃岡市,有支流巴河、蘭溪河匯入,右岸為鄂州市,岸邊存在龍王磯、燕磯等山磯,見(jiàn)圖1。
圖1 戴家洲河段位置示意圖
工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為將航道尺度提升至6 m 水深,主要建設(shè)內(nèi)容為在直水道右岸樂(lè)家灣一帶新建5 道護(hù)灘帶,長(zhǎng)度分別為480 m(含勾頭長(zhǎng)150 m)、671 m(含勾頭長(zhǎng)150 m)、526 m、609 m、1 053 m(含勾頭長(zhǎng)300 m)。在池湖港邊灘新建2 道護(hù)灘帶,長(zhǎng)度分別為690 m、685 m;對(duì)各護(hù)灘帶根部長(zhǎng)330 m 高灘岸線進(jìn)行守護(hù)。將戴家洲已建魚(yú)骨壩進(jìn)行延長(zhǎng),延長(zhǎng)長(zhǎng)度為2 736 m。在延長(zhǎng)段新建2 道齒壩和3 道齒形護(hù)灘帶,長(zhǎng)度分別為144 m、150 m、151 m、172 m、206 m,戴家洲河段疏浚工程包括直水道進(jìn)口疏浚及出口疏浚。生態(tài)固灘工程設(shè)置在戴家洲洲頭護(hù)岸前部區(qū)域,長(zhǎng)約1 500 m,最大寬度約700 m,面積約650 000 m2。該工程已全部完工,并于2022 年6月通過(guò)了環(huán)保驗(yàn)收。
戴家洲河段的建設(shè)工程在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中堅(jiān)決貫徹生態(tài)環(huán)保理念,高度重視設(shè)計(jì)和施工過(guò)程的生態(tài)環(huán)保工作,堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)與航道整治結(jié)合、成熟應(yīng)用與試驗(yàn)探索結(jié)合、工程實(shí)踐與監(jiān)測(cè)研究并重,已經(jīng)初步形成了系統(tǒng)的綠色航道技術(shù)體系。
2.1.1 總體生態(tài)設(shè)計(jì)
在前期論證階段,工程從河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度確立了“生態(tài)優(yōu)先、統(tǒng)籌兼顧,因勢(shì)利導(dǎo)、整疏結(jié)合”的整治原則。設(shè)計(jì)階段在深入調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程河段實(shí)際情況,從進(jìn)一步加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果的角度,對(duì)系列措施予以明確、細(xì)化。從整治構(gòu)筑物本身,對(duì)于護(hù)灘(底)、護(hù)岸等主要工程類別,吸取以往成功經(jīng)驗(yàn),普遍采用生態(tài)岸灘、水下魚(yú)巢等生態(tài)友好型工程結(jié)構(gòu),以修復(fù)工程區(qū)生態(tài)環(huán)境,改善工程實(shí)施后的生態(tài)功能。
(1)岸灘生態(tài)修復(fù)技術(shù)。生態(tài)護(hù)岸護(hù)灘設(shè)計(jì)的基本理念是與自然生態(tài)相作用和相協(xié)調(diào),將生態(tài)設(shè)計(jì)理念引入到航道建設(shè)中,能保證航道在滿足航運(yùn)功能的前提下,最大限度保護(hù)岸灘生態(tài)環(huán)境、保持生態(tài)平衡,營(yíng)造自然、和諧的水岸環(huán)境,促進(jìn)內(nèi)河水運(yùn)的可持續(xù)發(fā)展。在近年來(lái)的航道整治工程中,大量的護(hù)岸護(hù)灘工程已采用了生態(tài)型的結(jié)構(gòu),并取得了良好的效果,目前航道建設(shè)中廣泛采用的是鋼絲網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和生態(tài)護(hù)坡磚結(jié)構(gòu)。
(2)水下生境修復(fù)技術(shù)。采用透水結(jié)構(gòu)的工程區(qū)域有利于魚(yú)類、底棲動(dòng)物和浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖,為魚(yú)類等生物提供索餌、繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育的場(chǎng)所,豐富魚(yú)類生境,為魚(yú)類產(chǎn)卵繁殖提供良好的生境。目前廣泛采用的是透水框架、人工魚(yú)礁及魚(yú)巢磚,可對(duì)建筑物周邊河床生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù),改善動(dòng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境。
2.1.2 面域生態(tài)設(shè)計(jì)
(1)濕地營(yíng)造。該技術(shù)針對(duì)傳統(tǒng)固灘工程采用混凝土或軟體排等硬性結(jié)構(gòu)形式造成的灘面硬化、局部區(qū)域河床底質(zhì)與水體的物質(zhì)能量交換被截?cái)?、在長(zhǎng)淹沒(méi)期、大面積灘地的防護(hù)中難以直接應(yīng)用等問(wèn)題,采用生態(tài)材料及生態(tài)結(jié)構(gòu),綜合利用疏浚土,對(duì)具備條件的灘地實(shí)施生態(tài)改造,構(gòu)建局部復(fù)雜濕地微生境[2]。
①技術(shù)特點(diǎn)。包括防沖結(jié)構(gòu)、固土措施、基質(zhì)改良、植被選育、養(yǎng)護(hù)管理共五個(gè)部分。固灘區(qū)邊緣采用兩層透水框架進(jìn)行防沖處理,減小護(hù)灘外側(cè)的沖刷,設(shè)置鋼絲網(wǎng)石籠骨架道路,采用縱橫鋪設(shè)麻繩的方式構(gòu)成臨時(shí)防沖結(jié)構(gòu)。采集黏土,按適宜搭配比例敷設(shè)到項(xiàng)目區(qū),并使用農(nóng)家有機(jī)肥進(jìn)行改良。根據(jù)適應(yīng)性原則、本土性原則、強(qiáng)凈化性原則及可操作性原則,從大量的植物物種中篩選本地土著物種作為適生先鋒物種[3],并在初期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。
②工程效果。戴家洲河段新洲頭部低灘:地點(diǎn)位于湖北省黃岡市,長(zhǎng)約1 500 m,最大寬度約700 m,面積約650 000 m2。該技術(shù)實(shí)施后,戴家洲洲頭約320 000 m2砂質(zhì)荒灘被植被覆蓋,實(shí)現(xiàn)了濕地營(yíng)造技術(shù)在大面積河流心灘中的應(yīng)用,見(jiàn)圖2。
圖2 戴家洲河段新洲頭部低灘濕地建設(shè)效果
(2)生態(tài)涵養(yǎng)?;诤降腊l(fā)展需求以及目前長(zhǎng)江生態(tài)保護(hù)區(qū)目前的劃分方法存在矛盾的問(wèn)題,提出了在長(zhǎng)江上建立生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的設(shè)想,選擇非通航汊道區(qū)域,通過(guò)管理及宣傳引導(dǎo)措施,結(jié)合必要的生態(tài)工程介入,以盡量摒除外界干擾,發(fā)揮河流自調(diào)節(jié)功能,實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)質(zhì)量的提升,從而形成重要的生態(tài)屏障。
①增殖放流。戴家洲圓港的增殖放流在戴家洲中上段左緣實(shí)施,放流對(duì)象主要為四大家魚(yú)、珍稀保護(hù)魚(yú)類以及豚類的餌料魚(yú),放流量根據(jù)汊道水域面積確定,施工期每年進(jìn)行一次增殖放流,共三次。
②生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)宣傳。設(shè)置小型宣傳牌,印發(fā)生態(tài)保護(hù)宣傳冊(cè),以圖文并茂、通俗易懂的方式介紹生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)設(shè)置的重要意義、功能和范圍,以及區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn),起到發(fā)動(dòng)人民群眾共同參與保護(hù)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)的作用。戴家洲河段圓水道左岸布置小型宣傳牌2座,見(jiàn)圖3,向居民發(fā)放的宣傳冊(cè),見(jiàn)圖4。
圖4 發(fā)放宣傳冊(cè)
建立健全施工環(huán)境保護(hù)體系,貫徹國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī),定期召開(kāi)環(huán)境保護(hù)的會(huì)議,研究項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)工作,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)處理解決。對(duì)施工時(shí)間、施工時(shí)序、施工船舶總量控制進(jìn)行優(yōu)化。一是落實(shí)環(huán)評(píng)批復(fù)要求,督促施工單位科學(xué)制定施工方案,督促監(jiān)理做好審核把關(guān),施工期避開(kāi)中華鱘洄游、魚(yú)類產(chǎn)卵和珍稀水生保護(hù)動(dòng)物活動(dòng)高峰期;二是指導(dǎo)設(shè)計(jì)單位分批次開(kāi)展施工圖設(shè)計(jì),總體協(xié)調(diào)各標(biāo)段的施工時(shí)序,要求監(jiān)理嚴(yán)格施工過(guò)程管控,督促施工單位優(yōu)化施工組織,合理控制施工強(qiáng)度,減少懸浮物和噪音,避免了相鄰河段同時(shí)施工;三是嚴(yán)格控制施工船舶數(shù)量,合理劃定施工水域和船舶航線,主動(dòng)避讓生態(tài)保護(hù)敏感區(qū),盡量減小工程施工對(duì)生態(tài)環(huán)境影響。
2.2.1 水生態(tài)保護(hù)措施
(1)優(yōu)化施工計(jì)劃,水下拋石作業(yè)主要安排在10月—12 月,避開(kāi)中華鱘洄游高峰期;其他涉水施工作業(yè)安排10 月—次年2 月,避開(kāi)魚(yú)類產(chǎn)卵期及珍稀水生保護(hù)動(dòng)物的活動(dòng)高峰期;岸坡施工作業(yè)時(shí)間一般安排在非汛期。
(2)施工期間嚴(yán)格控制施工區(qū)船舶數(shù)量,確保河段施工高峰期船舶數(shù)量不超過(guò)8 艘,同時(shí)限制航速,通過(guò)控制傳播數(shù)量和航速減少船舶對(duì)施工水域水生生物的影響。
(3)施工前采取善意方式驅(qū)魚(yú),施工作業(yè)期間,采用測(cè)量船、交通船、警戒船進(jìn)行施工水域巡航,一旦發(fā)現(xiàn)施工河段有珍稀水生保護(hù)動(dòng)物活動(dòng),立即通知附近作業(yè)點(diǎn)暫停作業(yè)。
2.2.2 水環(huán)境保護(hù)措施
(1)施工船舶管理措施。嚴(yán)把船舶進(jìn)場(chǎng)環(huán)保準(zhǔn)入控制關(guān),檢查船舶油水分離器、生活污水處理器、垃圾桶等環(huán)保設(shè)備設(shè)施,并持續(xù)開(kāi)展船舶污染物處理和文書(shū)記錄業(yè)務(wù)培訓(xùn)。與具備資質(zhì)的回收公司簽訂船舶污染物回收協(xié)議,定期安排環(huán)?;厥沾绞┕がF(xiàn)場(chǎng)接收船舶垃圾、油污水和生活污水。
(2)取水口、陸域施工水環(huán)境保護(hù)措施。在燕磯鎮(zhèn)取水口上游布置圍油欄,防止施工船舶污染水廠水源,加強(qiáng)施工期水質(zhì)監(jiān)測(cè)和水生生物監(jiān)測(cè)工作,生活污水均進(jìn)入當(dāng)?shù)爻鞘械叵挛鬯芫W(wǎng)。護(hù)岸、生態(tài)固灘等陸域施工中,集中收集、處置,在施工江段內(nèi)不設(shè)置排污口,施工垃圾、廢水不排入長(zhǎng)江。
2018—2021 年施工期根據(jù)施工作業(yè)特點(diǎn)設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,對(duì)工程所在長(zhǎng)江水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)狀監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)果均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。
工程實(shí)施期間針對(duì)不同的污染源采取了有效的環(huán)境保護(hù)措施,未收到任何一起環(huán)保投訴,未發(fā)生一起船舶漏油、水質(zhì)污染事件、空氣污染事件,對(duì)周圍環(huán)境的影響較小,不存在重大環(huán)境影響問(wèn)題。
2.2.3 揚(yáng)塵、固廢及噪聲污染控制措施
運(yùn)輸易起塵的物料時(shí),加蓋蓬布、控制車速;對(duì)陸域施工場(chǎng)地以及運(yùn)輸?shù)缆范ㄆ谇鍜邽⑺?;加?qiáng)對(duì)施工機(jī)械、車輛及船舶的維修保養(yǎng),禁止以柴油為燃料的施工機(jī)械超負(fù)荷工作,減少燃油廢氣的排放。
保持施工設(shè)備低噪聲運(yùn)行,夜間22:00—次日凌晨06:00 不施工作業(yè);同時(shí)加強(qiáng)船舶噪聲控制,禁止噪聲不達(dá)標(biāo)船舶進(jìn)入施工區(qū)。
工程施工期施工營(yíng)地設(shè)置垃圾集中堆放臨時(shí)場(chǎng)地,施工船舶配置垃圾桶,收集后由當(dāng)?shù)丨h(huán)境衛(wèi)生管理所每天清運(yùn)1 次。施工結(jié)束后,施工場(chǎng)地及時(shí)平整,清場(chǎng)徹底,部分建筑垃圾用于回填;清理施工場(chǎng)地,剩余部分集中清運(yùn)。
2.2.4 環(huán)保應(yīng)急管理
項(xiàng)目部制定了溢油應(yīng)急預(yù)案,配置圍油欄、吸油氈、收油機(jī)等應(yīng)急物資和設(shè)備,施工期內(nèi),項(xiàng)目部開(kāi)展了船舶溢油應(yīng)急演練活動(dòng),強(qiáng)化溢油處置內(nèi)外部溝通協(xié)調(diào)配合能力,檢驗(yàn)并完善了應(yīng)急演練預(yù)案。
2.2.5 生態(tài)監(jiān)測(cè)
為全面認(rèn)識(shí)工程建設(shè)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),掌握工程興建前后相關(guān)水域水生生物生態(tài)環(huán)境變化的時(shí)空規(guī)律,戴家洲開(kāi)展了全河段和局部工程河段相結(jié)合的多空間尺度生態(tài)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)的生態(tài)因素包含生物因素和非生物因素:其中生物因素包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、魚(yú)類和植被;非生物因素包含沉積物和水質(zhì),全面掌握了工程前后的生態(tài)環(huán)境變化情況。
監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,施工前后工程河段浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物和魚(yú)類的種類數(shù)量、密度、生物量等均有明顯變化。2021 年相比2019—2020 年,浮游植物種類數(shù)量呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢(shì),浮游動(dòng)物和魚(yú)類有所下降,底棲動(dòng)物有所增加;浮游植物和浮游動(dòng)物平均密度有所下降,生物量有所增加;底棲動(dòng)物平均密度、生物量有所波動(dòng),生物量年內(nèi)差異大;魚(yú)類日均魚(yú)卵徑流量和魚(yú)卵平均密度較工程前增加超過(guò)90%。
該工程秉承“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”生態(tài)航道建設(shè)理念,在取得較好成效同時(shí)也積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。
在目前社會(huì)高度關(guān)注項(xiàng)目建設(shè)環(huán)保問(wèn)題背景下,做好環(huán)保工作是現(xiàn)階段工程順利施工的前提,在該工程實(shí)施過(guò)程中,項(xiàng)目部提前進(jìn)行項(xiàng)目策劃,并把環(huán)保工作作為項(xiàng)目實(shí)施的重要一環(huán)提前謀劃,制定環(huán)境保護(hù)的具體目標(biāo)。根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告和批復(fù)相關(guān)要求,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,對(duì)施工營(yíng)地、便道、棄土場(chǎng)地等臨時(shí)用地進(jìn)行合理、詳細(xì)的規(guī)劃,同時(shí)優(yōu)化施工方案,制定生態(tài)保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、水陸域環(huán)境保護(hù)具體措施,并遵照實(shí)施,通過(guò)提前規(guī)劃,積極應(yīng)對(duì),達(dá)成預(yù)期目標(biāo),環(huán)保效果顯著。
工程通過(guò)大力推行生態(tài)環(huán)保型結(jié)構(gòu)應(yīng)用,陸上工程植被煥發(fā)勃勃生機(jī),與周邊環(huán)境融為一體,水下工程利于生態(tài)環(huán)境修復(fù),實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的融合共生,人與自然和諧共存的綠色生態(tài)廊道。綠色航道治理由以往的專注于工程區(qū)域的某個(gè)點(diǎn)到面的轉(zhuǎn)變,形成了“濕地營(yíng)造”“生態(tài)涵養(yǎng)”的綠色航道面域設(shè)計(jì)技術(shù)。在戴家洲水道頭部進(jìn)行濕地營(yíng)造,綜合利用疏浚土,固土促淤,為植被生長(zhǎng)提供一定的基質(zhì)條件;在戴家洲的支汊圓港建立生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū),以主動(dòng)的修復(fù)營(yíng)造措施與管理手段來(lái)進(jìn)行生態(tài)涵養(yǎng),營(yíng)造水生動(dòng)物休養(yǎng)生息的場(chǎng)所,豐富了航道整治工程的手段和方法。
該標(biāo)段水上施工和陸上施工目前均已采用綠色環(huán)保的施工工藝,并形成了一系列標(biāo)準(zhǔn)化工藝流程。水上施工主要包括構(gòu)件拋投、疏浚等,陸上施工主要包括陸上護(hù)坡等。綠色施工工藝主要有混凝土聯(lián)鎖片預(yù)制自動(dòng)化生產(chǎn)工藝、專業(yè)拋石船舶雙邊拋石工藝和吸盤(pán)船疏浚棄土裝駁工藝。綠色航道施工工藝有助于降低生態(tài)破壞和資源浪費(fèi),同時(shí)提高整體航道系統(tǒng)的效率和可持續(xù)性[4]。
在戴家洲河段開(kāi)展的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,生態(tài)結(jié)構(gòu)區(qū)、濕地營(yíng)造區(qū)以及生態(tài)涵養(yǎng)區(qū),生物量都有明顯提升。今后持續(xù)深入開(kāi)展系統(tǒng)性的綠色航道生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè),引導(dǎo)后續(xù)的長(zhǎng)江航道建設(shè)如何兼顧航運(yùn)需求與生態(tài)需求,真正做到“生態(tài)優(yōu)先,綠色發(fā)展”。
該工程在各個(gè)環(huán)節(jié),采用減小和控制風(fēng)險(xiǎn)、補(bǔ)償和修復(fù)以及營(yíng)造等生態(tài)措施,為保障生態(tài)措施的有效落地搭建環(huán)保管理科學(xué)體系,安排全時(shí)空監(jiān)測(cè)以充分揭露從開(kāi)工初期到竣工的生態(tài)環(huán)境變化,通過(guò)管理、科技創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、施工等方面充分落實(shí)綠色航道建設(shè)理念,從而實(shí)現(xiàn)了最大化保護(hù)河流生境條件下達(dá)到航道整治工程預(yù)期效果。并以實(shí)際行動(dòng)踐行了長(zhǎng)江航道人以促進(jìn)長(zhǎng)江保護(hù)與發(fā)展為己任的責(zé)任擔(dān)當(dāng),引領(lǐng)帶動(dòng)了社會(huì)各界共同參與到長(zhǎng)江大保護(hù)中,取得了明顯的社會(huì)及生態(tài)效益。