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        寧波梅山港區(qū)碼頭工程對周邊海洋環(huán)境影響研究

        2024-01-01 00:00:00魯水葉林安俞海波金余娣陳偉勝
        海洋開發(fā)與管理 2024年6期
        關(guān)鍵詞:沉積物水質(zhì)生物

        摘要:海洋工程建設(shè)中周邊海域生態(tài)環(huán)境變化是開發(fā)建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)問題,有利于近岸海洋環(huán)境保護(hù)及資源開發(fā)利用。本研究根據(jù)2 0 1 1—2 0 2 2年寧波梅山港區(qū)碼頭工程實(shí)測的4個(gè)航次的水文泥沙、水質(zhì)、沉積物、生物等資料,分析了該工程施工前( 2 0 1 1)、施工期( 2 0 1 6年、2 0 1 7年)和施工后( 2 0 2 2年)周邊海洋環(huán)境的變化特征。研究發(fā)現(xiàn):梅山港區(qū)碼頭工程周邊海域水質(zhì)、沉積物、生物生態(tài)的施工前、施工中、施工后變化均在有限范圍內(nèi)波動(dòng),說明該工程施工對周邊海域水質(zhì)質(zhì)量、沉積物質(zhì)量以及海洋生物生態(tài)未造成明顯影響。工程施工對周邊海洋生態(tài)環(huán)境造成影響有限,說明該工程建設(shè)符合海洋環(huán)境保護(hù)要求。研究結(jié)論作為開展寧波梅山港區(qū)碼頭工程建設(shè)的重要依據(jù),同時(shí)也為該海域的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定的參考依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:梅山港區(qū);碼頭工程;水文泥沙;水質(zhì);沉積物;生物

        中圖分類號: P 7 6; X 5 5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號: 1 0 0 5-9 8 5 7( 2 0 2 4) 0 6-0 1 3 7-0 7

        基金項(xiàng)目:自然資源部東海局青年科技基金( 2 0 2 2 0 9).

        R e s e a r c ho nt h e I m p a c t o fN i n g b oM e i s h a nP o r tT e r m i n a l P r o j e c t o nt h eS u r r o u n d i n gM a r i n eE n v i r o n m e n t

        L US h u i,Y EL i n’a n,YU H a i b o,J I NY u d i, CHE N W e i s h e n g

        ( N i n g b oO c e a n o g r a p h i cC e n t e r,MN R,N i n g b o3 1 5 0 0 0,C h i n a)

        A b s t r a c t:T h ec h a n g e s i nt h ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n to f t h es u r r o u n d i n gs e aa r e a sd u r i n go c e a n e n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o na r eak e y t e c h n i c a l i s s u e i nt h ed e v e l o p m e n t a n dc o n s t r u c t i o n,w h i c h i s b e n e f i c i a l f o r t h ep r o t e c t i o no f t h en e a r s h o r em a r i n e e n v i r o n m e n t a n d t h ed e v e l o p m e n t a n du t i l i -z a t i o no f r e s o u r c e s . T h i s s t u d ya n a l y z e s t h e c h a n g e s i n t h e s u r r o u n d i n gm a r i n e e n v i r o n m e n t d u r -i n gt h ep r ec o n s t r u c t i o n( 2 0 1 1) ,c o n s t r u c t i o np e r i o d( 2 0 1 6,2 0 1 7) ,a n dp o s tc o n s t r u c t i o n( 2 0 2 2)p e r i o d so f t h ep r o j e c t,b a s e do nt h eh y d r o l o g i c a l,s e d i m e n t,w a t e rq u a l i t y,s e d i m e n t, a n db i o l o g i c a l d a t am e a s u r e do n f o u r v o y a g e s o f t h eN i n g b oM e i s h a nP o r tT e r m i n a l P r o j e c t f r o m 2 0 1 1t o2 0 2 2. R e s e a r c hh a s f o u n d t h a t t h e c h a n g e s i nw a t e rq u a l i t y,s e d i m e n t,a n db i o l o g i c a l e -c o l o g y i n t h e s u r r o u n d i n gw a t e r s o f t h eM e i s h a nP o r tT e r m i n a l P r o j e c t f l u c t u a t ew i t h i na l i m i t e d r a n g eb e f o r e,d u r i n g,a n da f t e r c o n s t r u c t i o n,i n d i c a t i n gt h a t t h ec o n s t r u c t i o no f t h ep r o j e c th a s n o th a da s i g n i f i c a n t i m p a c t o n t h ew a t e rq u a l i t y,s e d i m e n t q u a l i t y,a n dm a r i n eb i o l o g i c a l e c o l o -g y i nt h es u r r o u n d i n gw a t e r s . T h ec o n s t r u c t i o no f t h ep r o j e c td i dn o th a v eal i m i t e di m p a c to n t h es u r r o u n d i n gm a r i n ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t,i n d i c a t i n gt h a tt h ec o n s t r u c t i o no ft h ep r o j e c t m e e t s t h er e q u i r e m e n t s f o rm a r i n ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n . T h er e s e a r c hc o n c l u s i o ns e r v e sa s a n i m p o r t a n tb a s i s f o r t h ec o n s t r u c t i o no f t h eN i n g b oM e i s h a nP o r tT e r m i n a lP r o j e c t,a n da l s o p r o v i d e sac e r t a i nr e f e r e n c eb a s i s f o r t h ep r o t e c t i o no f t h em a r i n ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t i nt h e s e aa r e a .

        K e y w o r d s:M e i s h a nP o r tA r e a,T e r m i n a le n g i n e e r i n g,H y d r o l o g i c a ls e d i m e n t,W a t e rq u a l i t y, S e d i m e n t s,B i o l o g i c a l

        0 引言

        隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,海洋工程在帶來巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也引發(fā)了一系列的海洋生態(tài)環(huán)境問題,海洋工程對周邊海域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的危害不容忽視[ 1-2]。寧波-舟山港位于我國大陸海岸線的中部,地處我國南北海運(yùn)主通道和長江黃金水道交匯的交通要沖,地理位置適中,區(qū)位優(yōu)勢明顯,建港條件得天獨(dú)厚,是我國沿海主要港口,承擔(dān)著浙江省、長江三角洲和長江沿線地區(qū)內(nèi)外貿(mào)物資中轉(zhuǎn)運(yùn)輸任務(wù)。

        梅山島是寧波市第四大島,地處象山港口門東北部,外形似橢圓狀,呈東北-西南向。梅山島西北與北侖區(qū)上陽鄉(xiāng)、郭臣鎮(zhèn)隔梅山水道相望,梅山水道寬約0. 4 5k m,東北臨崎頭洋,東南與佛渡島、六橫島隔佛渡水道相望,西南與象山港口門水崎毗連。寧波梅山港區(qū)碼頭工程建設(shè)為增強(qiáng)寧波-舟山港對東亞地區(qū)大型集裝箱船舶和國際中轉(zhuǎn)集裝箱的吸引力,滿足寧波-舟山港集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需求具有重要意義。

        工程海域的水文泥沙、水質(zhì)、沉積物和生物等變化特征研究是開展海洋工程開發(fā)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題,也有利于近岸海洋環(huán)境保護(hù)及資源開發(fā)利用[ 3-1 2]。A u s i l i等[ 1 3]研究了海洋沉積物對污染物的保留能力及其在與其他環(huán)境基質(zhì),如水體和水生生物的交換過程中的相互作用,認(rèn)為評估相關(guān)沉積物的質(zhì)量是最合適的目標(biāo)。S h e n等[ 1 4]利用模型模擬和預(yù)測了圍墾對潮流速度和方向有很大的影響,尤其是在一些狹窄水道形成的地區(qū)。D e l l等[ 1 5]認(rèn)為迫切需要為海洋污染沉積物的修復(fù)找到可持續(xù)的、生態(tài)兼容的解決方案。本文針對寧波梅山港碼頭周邊海域?qū)崪y的水文泥沙、水質(zhì)、沉積物和生物等資料,研究該區(qū)域的海洋環(huán)境影響變化特征,作為開展寧波梅山港區(qū)碼頭工程建設(shè)的重要依據(jù),同時(shí)也為該海域的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定的參考依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 樣品采集和分析

        寧波梅山港區(qū)碼頭工程位于梅山島的東南側(cè),在青龍山西側(cè),碼頭前方為汀子門水道。根據(jù)碼頭工程實(shí)施位置和自然資源部辦公廳發(fā)布的《圍填海項(xiàng)目生態(tài)評估技術(shù)指南(試行)》的相關(guān)要求,在工程周邊海域布設(shè)了1 4個(gè)采樣點(diǎn)。

        采樣航次為2 0 1 1年所得數(shù)據(jù)作為施工前, 2 0 1 6年和2 0 1 7年所得數(shù)據(jù)為施工期, 2 0 2 2年所得數(shù)據(jù)為施工后,共計(jì)4個(gè)航次。監(jiān)測內(nèi)容涉及水質(zhì)、沉積物、生物生態(tài)和水動(dòng)力等。樣品的采集、固定、儲(chǔ)存運(yùn)輸、分析均嚴(yán)格按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》( G B 1 7 3 7 8-2 0 0 7)中規(guī)定執(zhí)行[ 1 6]。此外, 2 0 1 1年監(jiān)測數(shù)據(jù)作為施工前數(shù)據(jù), 2 0 1 6年和2 0 1 7年監(jiān)測數(shù)據(jù)為施工期數(shù)據(jù), 2 0 2 2年監(jiān)測數(shù)據(jù)為施工后數(shù)據(jù)。

        1.2 評價(jià)方法

        1.2.1 水質(zhì)、沉積物評價(jià)方法

        水質(zhì)和沉積物采用單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法,其中水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(G B 3 0 9 7-2 0 0 2)[ 1 7],沉積物評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》( G B 1 8 6 6 8-2 0 0 2)[ 1 8]。按評價(jià)因子逐項(xiàng)計(jì)算出指數(shù)值后,再根據(jù)指數(shù)值大小評價(jià)其污染水平,每種污染物單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)的大小,可以反映該種污染物的環(huán)境影響程度。其評價(jià)模式如下:

        2 結(jié)果與討論

        2.1 水文泥沙變化特征分析

        2.1.1 潮波

        從潮位上看(表1) , 2 0 2 2年施工后梅山站測得的最高、最低、平均高低潮位、平均海平面都比施工期六橫站和施工前的1號站、閘門站低幾十到一百厘米不等;從潮差上看,施工后潮差比施工前、施工期略低;從漲落潮歷時(shí)上看,施工后梅山站測得潮位低于施工前和施工期,平均漲落潮時(shí)間在施工前、施工期、施工后差別不大,除卻施工前閘門站平均漲潮歷時(shí)偏低。

        2.1.2 潮流

        歷年實(shí)測最大流速及流向?qū)Ρ冉Y(jié)果見圖1和圖2,監(jiān)測海域除卻2 0 1 6年1 1月最大落潮流速偏大外,其余年份漲落潮最大流速差別不大,從對應(yīng)流向上看,施工前中后漲潮流基本呈東北流向,落潮流呈西南流向,歷年流向變化不大,往復(fù)流特征明顯。

        2.1.3 泥沙

        歷年平均含沙量對比結(jié)果見圖3,監(jiān)測海域施工前、中、后平均含沙量變化不明顯。從懸移質(zhì)特征值來看(表2) ,施工前主要粒級為0.0 3 2~0. 0 0 2mm,粉砂含量超過8 0%;施工期主要粒級為0. 0 6 4~ 0.0 0 1mm,體現(xiàn)在粉砂含量降低至5 8.2 6%,黏土含量增加至4 0. 9 7%;施工后主要粒級為0. 0 6 4~0.0 0 1mm,粉砂含量略有上升,為6 9.7%,黏土含量有所下降,為2 8.7 3%。

        根據(jù)監(jiān)測結(jié)果表明,寧波梅山港區(qū)碼頭工程周邊海域水文泥沙施工前、施工期、施工后略有變化,水文方面,施工后平均海平面有所下降、流速有所降低,但潮波性質(zhì)和潮流性質(zhì)不發(fā)生變化;泥沙方面,含沙量施工前、中、后變化不大,但懸移質(zhì)粉砂黏土含量施工期有所變化,表現(xiàn)為粉砂含量下降,施工后粉砂含量有所回升。工程實(shí)際測區(qū)海域大部分水下地形沖淤結(jié)果與施工前相近,青龍山西北海域的局部海域淤積遠(yuǎn)低于施工前結(jié)果,說明該工程對周邊海域水文泥沙的影響輕微。

        2.2 水質(zhì)變化特征分析

        水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)主要有p H、溶解氧、懸浮物、化學(xué)需氧量、活性磷酸鹽、無機(jī)氮、油類、重金屬(銅、鋅、鉛、鎘、鉻、汞、砷)等。寧波梅山港區(qū)碼頭工程周邊海域施工期和施工后水體中的p H、溶解氧、化學(xué)需氧量、重金屬( C u、P b、Z n、C d、C r、H g、A s)含量等均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);油類含量2 0 1 6年有9.1%站位超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,其余站位均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);活性磷酸鹽和無機(jī)氮含量均超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。工程周邊海域水質(zhì)質(zhì)量狀況較好,施工前、施工期和施工后各指標(biāo)無明顯波動(dòng),受工程影響較小。

        2.3 沉積物變化特征分析

        沉積物監(jiān)測指標(biāo)主要有p H、有機(jī)碳、硫化物、油類、重金屬(銅、鋅、鉛、鎘、鉻、汞、砷)等。寧波梅山港區(qū)碼頭工程周邊海域施工期和施工后各航次表層沉積物中的有機(jī)碳、硫化物、油類、重金屬銅、鉛、鋅、鎘、鉻、汞、砷含量變化較小,均符合一類海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),說明受工程影響較小。

        工程項(xiàng)目對海洋沉積物環(huán)境的影響主要集中在施工期。其對海洋沉積物的可能影響為圍填海過程中產(chǎn)生的懸浮泥沙的沉降,以及建設(shè)過程中施工人員生活廢水和施工船舶污水的排放通過影響水質(zhì)而對沉積物造成的間接影響。由于項(xiàng)目施工人員產(chǎn)生的生活污水量較少,船舶污水按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理,基本不會(huì)對海洋沉積物環(huán)境產(chǎn)生影響。根據(jù)沉積物的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果可知,工程周邊海域沉積物質(zhì)量良好。

        2.4 生物環(huán)境變化特征分析

        生物監(jiān)測指標(biāo)有葉綠素a、浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲生物、魚卵仔魚等。寧波梅山港區(qū)碼頭工程周邊海域施工期的葉綠素a濃度在0 .1~6 .2μg/L之間,平均為0 . 4μg/L。浮游植物共鑒定到5門1 1 1種,以硅藻為主,水樣密度在1 6 0~96 8 0 0i n d /d m3之間,平均為44 0 7i n d /d m3,網(wǎng)樣密度在1. 4×1 04~ 1 3 1.0×1 04,之間,平均為2 2. 4×1 04i n d /d m3,多樣性指數(shù)在0.6 4~3. 9 1之間,平均為2.6 7;均勻度在0.1 4~0. 8 4之間,平均為0. 6 8;豐度在0.3 5~ 1.8 0之間,平均為0. 8 5。浮游動(dòng)物共鑒定到浮游動(dòng)物1 8大類1 3 3種,密度為8.5~15 8 6.4 i n d /m3,平均為1 3 6.6i n d /m3。生物量在1 6. 5 m g/m3~ 32 1 6.7m g/m3,平均為2 5 1.9m g/m3。多樣性指數(shù)在1.3 6~4. 2 7之間,平均為3. 0 3;均勻度在0. 3 6~ 0.9 5之間,平均為0.7 5;豐度為1. 0 8~6. 6 2之間,平均為2.8 0。大型底棲生物共鑒定到9類5 1種,密度在5~1 5 0i n d/m2之間,平均為2 9i n d/m2;生物量在0.0 5~4 6.0 0g/m2之間,平均為5.9 8g/m2。多樣性指數(shù)H’在0.0 0~2.7 4之間,平均為1.5 6;均勻度指數(shù)J在0.0 0~1. 0 0之間,平均為0. 9 0;豐富度指數(shù)d在0.0 0~0.9 7之間,平均為0.5 1。魚類浮游生物共鑒定到1 0類4 4種,秋季航次垂直拖網(wǎng)多數(shù)站位未采集到魚類浮游生物樣品。

        工程海域施工后的葉綠素a濃度在0. 0 0 0~ 0.0 4 9μg/L之間,平均為0. 0 2 9μg/L。浮游植物共鑒定到3門4 1種,以硅藻為主,水樣密度在12 0 0~ 25 6 0 i n d/d m3之間,平均為16 3 4i n d/d m3;網(wǎng)樣密度在1 4. 2×1 04~1 4. 3×1 04i n d/m3之間,平均為7.9×1 04i n d/d m3;多樣性指數(shù)在1.8 7~3.9 6之間,平均為2. 7 4;均勻度在0. 5 2~0. 9 9之間,平均為0.7 0;豐度在0.7 0~1.2 3之間,平均為0.8 9。浮游動(dòng)物共鑒定到9大類2 6種,密度在3 . 4i n d /m3~ 2 1 .5 i n d /m3之間,平均為1 1. 1i n d /m3;生物量在1 2.5m g/m3~3 7. 5 m g/m3,平均為2 6. 3 m g/m3;多樣性指數(shù)在1.9 7~3. 5 2之間,平均為2. 6 5;均勻度在0.8 2~0. 9 4之間,平均為0. 8 9;豐度為1. 4 2~ 3.9 8之間,平均為2. 3 3。大型底棲生物共鑒定到5類2 0種,密度在3.3 3~3 3. 3 4i n d/m2之間,平均為1 7.6 2 i n d/m2;生物量在0.2 0~1 1.7 0g/m2之間,平均為2.8 7g/m2,多樣性指數(shù)H’在0.0 0~1.7 6之間,平均為1.1 8;均勻度指數(shù)J在0. 0 0~0. 9 5之間,平均為0.7 7;豐富度指數(shù)d在0.0 0~0.6 3之間,平均為0.4 7。魚類浮游生物共鑒定到2類4種,垂直拖網(wǎng)未采集到魚類浮游生物樣品。

        總的來看,工程周邊海域葉綠素a濃度施工前、施工期和施工后變化較小,與施工前相比未見明顯差異。浮游植物同期總種類數(shù)施工后較施工期各航次變化不大,稍低于施工前,優(yōu)勢種未見明顯變化,多樣性指數(shù)變化較??;浮游動(dòng)物種類數(shù)、密度和生物量施工后較施工前和施工期均有所下降,優(yōu)勢種未見明顯變化;大型底棲生物同期種類,施工后較施工前有所減少,較施工期變化不大;施工期的魚卵密度與施工前比變化較小,仔稚魚密度略低于施工前。根據(jù)工程施工前、施工期、施工后的監(jiān)測結(jié)果對比分析,工程施工未對該海域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生明顯影響。

        3 結(jié)論

        寧波梅山港區(qū)碼頭工程施工對周邊海域水文泥沙整體影響不大。水質(zhì)評價(jià)結(jié)果除了活性磷酸鹽和無機(jī)氮含量均超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),以及油類含量在2 0 1 6年有9. 1%站位超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,其余指標(biāo)所有航次均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。沉積物評價(jià)結(jié)果均能滿足第一類海水沉積物標(biāo)準(zhǔn)。工程周邊海域葉綠素a濃度施工前、施工期和施工后變化較小,與施工前相比未見明顯差異。

        總體來看,寧波梅山港區(qū)碼頭工程施工對周邊海域水質(zhì)、沉積物、生物生態(tài)的施工前、施工中、施工后變化有限,可以認(rèn)為該工程施工對工程周邊海域水質(zhì)質(zhì)量、沉積物質(zhì)量以及海洋生物生態(tài)未造成明顯影響。工程施工對周邊海洋生態(tài)環(huán)境造成影響有限,說明該工程建設(shè)符合海洋環(huán)境保護(hù)要求。

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