浅谈围填海工程海域使用动态监测方案设计
——以温州市瓯飞淤涨型高涂围垦养殖用海规划为例
2014-04-18鲍旭平吕宝强鲍平勇马跃东
鲍旭平,张 钊,吕宝强,鲍平勇,马跃东
(国家海洋局温州海洋环境监测中心站 温州 325013)
浅谈围填海工程海域使用动态监测方案设计
——以温州市瓯飞淤涨型高涂围垦养殖用海规划为例
鲍旭平,张 钊,吕宝强,鲍平勇,马跃东
(国家海洋局温州海洋环境监测中心站 温州 325013)
以目前全国最大的围垦工程——温州市瓯飞淤涨型高涂围垦养殖用海规划为例,浅谈在该工程海域使用动态监测总方案制订过程中的工作方法和思考,系统阐述了方案设计的技术路线和主要工作内容,并根据工程特点提出采用地面测量和遥感技术相结合、列表分析法筛选年度监测重点、趋势性监测和专题监测相结合等工作方法,以期促进围填海工程海域使用动态监测方案设计的进步,并为相关技术规程的制定提供参考。
围填海;海域使用动态监测;方案设计;瓯飞工程
围填海工程是一项规模大、投入高、对海洋环境影响大的海洋开发活动,在我国沿海地区十分频繁。其对海洋资源环境的影响主要表现在改变海域自然属性、改变岸线、减少滩涂资源,并对海洋水文、冲淤环境、海洋环境质量、海洋生物、渔业资源等多方面造成影响[1-3]。
开展围填海工程的海域使用动态监测是海洋管理部门加强监管、规范项目用海和施工、保护海洋资源环境的有效手段。2007年,国家海洋局印发了 《填海项目竣工海域使用验收管理办法》(国海发 〔2007〕16号),要求填海项目竣工验收时需提交海域使用动态监测报告。近年来,各地海域使用动态监测工作不断推进,为海洋管理部门及时有效实施监管发挥了很大作用;然而,由于海域使用动态监测工作刚起步,在科学合理制定动态监测方案、准确反应工程资源环境影响等方面还不够成熟和完善,尚没有形成正式的技术规程;监测单位在制定动态监测方案时往往出现监测方案针对性不强的情况,以至于监测结果不能很好地反应工程影响以及监测结论模糊等。
温州市瓯飞淤涨型高涂围垦养殖用海规划(以下简称瓯飞工程)于2012年9月获国家海洋局批复,用海总面积8 853.718 4 hm2,为目前全国最大的围垦工程,在同类工程中具有很强的代表性,其海域使用动态监测工作引起了海洋管理部门的高度重视,要求编制海域使用动态监测方案并经专家审查。笔者浅谈在瓯飞工程海域使用动态监测总方案制订过程中的一些工作方法和思考,以期增强围填海工程海域使用动态监测方案设计中的针对性,并为相关技术规程的制定提供参考。
1 工程概况及特点
瓯飞工程位于温州东部沿海瓯江河口和飞云江河口外区域,行政区划跨温州市龙湾区和瑞安市,规划用海面积8 853.718 4 hm2,规划年限2012—2016年。规划用海方式主要为围海养殖,围区平面划分为立体养殖区、生态养殖区、科学示范区、净化-暂养区、休闲观光区、蓄洪区、生产配套区七大功能区,其中休闲观光区(78.5 hm2)和生产配套区(265.6 hm2)的用海方式为填海造地。工程主要由北堤(4 326 m)、南堤(3 491 m)、东堤(28 843 m)3条主堤以及6座水闸组成。
围堤施工工艺为目前常用方法,即堤基处理采用塑料排水板法,之后进行堤身抛石、取土闭气等。水闸施工工艺为先围堰再施工。休闲观光区和生产配套区的填海方式为回填。闭气土取自东堤内、外侧海域,-1 m高程以下东堤外侧取土主要采用抓斗挖泥船挖泥、开底驳船抛投,-1 m高程以上围区内取土主要采用大型桁架式淤泥筑堤机取土闭气。
瓯飞工程的特点是:面积大,跨温州市两大河口,东堤至-3 m(85高程)等深线,为目前全国最大围垦;工期长,规划施工期5年;投资高,总投资概算278.42亿元;环境影响大且不确定因素多,对水文、冲淤、环境质量、海洋生物、渔业资源等都有较大影响,尤其是由于侵占大片滩涂湿地,对该区域的底栖生物、潮间带生物、渔业资源等的生态影响难以准确预测,具有不确定性。
由于瓯飞工程的上述特点,国家海洋局在规划批复文件中要求工程分两期实施,以龙湾-瑞安分界线为界,前期实施龙湾片区,用海面积为4 429.1 305 hm2;后期实施瑞安片区,用海面积为4 424.587 9 hm2。根据规划,前期工期约3年,后期约2年。
图1 工程位置
2 方案制订的技术路线
在方案制订中采取以下技术路线:解读监管要求,明确监测目的和主要工作内容;收集消化工程前期资料,为动态监测方案制订奠定基础;结合施工进度,分析各年度资源环境影响;根据特征影响,制定各年度监测方案。
为海洋管理部门开展工程监管提供技术支持是动态监测的重要目的。因此,在方案制订时首先应对海洋管理部门在工程批复文件及相关文件中的管理要求进行解读,切实把握管理需求。
国家海洋局批复文件要求:规划用海分前后两期实施,前期实施围海面积控制在4 429.130 5 hm2以内,规划前期完成后,根据跟踪监测和环境影响后评价结果,再实施规划后期的建设;在规划实施过程中,温州市政府要加强对用海活动和环境变化的监视监测,发现因累积效应对环境、生态和水动力等产生明显不良影响的,应立即停工,尽快查清原因,采取改进措施。
东海分局专函要求:开展对规划区围填海施工进展及周边海域资源环境状况变化等情况的监测和评价,包括以下内容。
(1)规划区内围填海施工进展情况,包括新增围填海面积、界址点及平面图。
(2)规划区内海域使用权证申领情况,包括各确权项目的海域使用权证书编号、发证机关、海域使用权人、项目名称、项目性质、用海方式、用海界址、宗海面积、确权时间、使用年限等信息。
(3)规划实施对海域资源环境状况的影响分析,包括对岸线、海洋动力及泥沙运动、岸滩冲淤、环境质量状况、周边海域使用现状的影响分析等。
根据国家海洋局和东海分局的要求,确定本方案的总目的是:为海洋管理部门实施 “分期建设、分期控制、跟踪监督管理”提供科学的技术支撑。尤其是需要通过前期工程的动态监测,分析工程施工产生的资源环境影响,为海洋管理部门决定后期工程是否实施提供科学依据。并把总方案的工作内容分为用海活动监测和资源环境监测两大专题。
3 用海活动监测方案设计
瓯飞工程用海活动监测内容包括监视和测量两大部分。监视包括施工动态监视 (主要监视施工平台、围堤、隔堤、水闸和填海造地区等建设项目的施工工艺、施工进度、环境保护措施)、用海权属监视 (是否未批先建、是否改变海域用途等)、用海影响监视 (利益相关者政策落实情况监视和海岛资源影响监视)、用海风险防范措施管理等,测量包括用海界址测量、高程测量等。监视方法主要为视频监控、现场踏勘、拍照、录像、调访、资料 (包括设计、施工、监理)收集等方法。界址测量和高程测量主要依据相关技术规程。主要设计亮点如下:
(1)在施工动态监视中布设视频监控。视频监控可以更直观、全面地反映工程施工情况,弥补现场踏勘次数较少的不足。考虑到海洋远程视频监控有效距离为5 km,计划在北堤、丁山一期堤坝、丁山二期堤坝3个位置布设视频监控站位。
(2)在界址测量中结合遥感技术。考虑到本规划用海规模大、施工工作面多,且地面测量耗时长,还经常会因高程达不到而无法进入测量,故采用遥感技术和地面测量相结合的方法进行。遥感技术主要是购买当年最新的且分辨率小于1 m的遥感影像 (卫星遥感影像、飞机遥感影像),经控制点几何校正后,基于遥感影像处理软件对已经露出水面的围堤、施工平台、水闸等水工构筑物进行矢量提取。地面测量依据CH/T 2009—2010全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范,采用基于CORS网络的RTK测量技术。
4 资源环境监测方案设计
4.1 设计思路
以规划区周边海洋环境变化趋势监测为基础,突出规划实施导致海洋环境影响的专题监测,重视工程突发海洋环境影响的应急监测,同时针对前期调查资料不足的问题开展必要的背景补充调查,以满足后评估的需要。因此,确定资源环境监测主要包括趋势性监测、专题监测、应急监测 (溢油、溃堤等)和补充调查四大部分。笔者主要对方案设计中的重难点和相关技巧进行介绍。
4.2 年度影响特征分析和监测内容筛选
深入细致地进行工程施工 (运营)年度影响分析并把握影响特征,是监测方案制订针对性强、重点突出的前提。
根据环评报告书,瓯飞工程资源环境影响众多,包括水动力影响、海底地形影响、水质和沉积物质量影响、海洋生物影响 (重点为底栖生物和潮间带生物)、渔业资源影响 (主要为龙头鱼和银鲳的产卵和洄游)等;产生影响的因素众多,如水质中悬浮物的影响即来自海堤抛石、水闸围堰抽水、龙口合龙、围区内外取闭气土、闭气土抛填等多个环节;工程各年度施工内容不同,重点影响区域、影响程度也各不相同。为避免工程分析时众多影响因子的遗漏和混乱,本方案采用列表分析法,将每年的主要施工内容、资源环境影响因素、影响程度大小等信息集成在一张表上,采用合适的符号如 “+”表示影响程度,这样就容易找出各年度的资源环境影响特征,从而确定年度工作重点。
通过列表分析,工程施工期各影响因素总结如下:对水动力的影响随着围堤施工而逐年加大;对海底地形的影响主要来自于围堤施工引起的水动力改变和围区外取土;对悬浮物扩散影响最大的因素是围区外取闭气土以及抛填;对沉积物和底栖生物的影响主要来自于围区外取土;对潮间带生物的影响主要来自于围区侵占滩涂、霓屿岛和凤凰山两个料场开采可能造成的海岛潮间带生物破坏等;对渔业资源的影响主要来自于围区侵占滩涂引起的鱼类产卵场丧失;在工程运营期主要为养殖废水排放可能对周边水质产生影响。
再结合施工进度安排,则施工第5年围区竣工后,对水动力、海底地形、潮间带生物、渔业资源的影响均达到最大;施工第1年和第4年为围区外取土,对悬浮物扩散、沉积物和底栖生物的影响最大,并对取土区的海底地形产生直接影响。此外,由于需要根据前期工程实施的资源环境影响决定后期工程是否开展,因此需要在施工第3年即前期工程竣工年开展水动力、海底地形、渔业资源等的监测,以满足评价需要。运营期暂开展1年的水质影响监测,根据监测结果决定是否继续开展,并开展海底地形测量以掌握工程竣工后的年冲淤速率。综上就基本确定了各年度的重点监测内容。
4.3 趋势性监测和专题监测相结合
瓯飞工程分前、后两期实施,影响范围大、时间长,各年度重点影响因素和程度也不相同。若过于考虑施工内容及影响的不同,如北片围区 (前期)施工时只监测北片外侧海域、南片围区 (后期)施工时只监测南片外侧海域,则容易对整个围区外大尺度的影响把握不准,尤其不利于底栖生物、渔业资源群落结构、多样性等生态问题的变化分析;若过于考虑施工对大范围的影响,又会增加监测费用,造成年度资源环境影响不突出、针对性不强。鉴于此,在瓯飞方案中,采取将趋势性监测和专题监测相结合的方法。
趋势性监测以掌握工程周边资源环境的变化趋势为目的,同时也为专题监测评价提供背景。监测范围根据环评预测确定为两河口之间、距东堤约10 km范围内,监测站位、内容 (水质、沉积物、海洋生物)与前期调查大体一致,监测时间和频次为每年春季监测1次。
专题监测则重点反映各年度不同的资源环境影响。根据上述分析,分为水动力、海底地形、悬沙扩散、取土区的沉积物和底栖生物影响、渔业资源,以及运营期水质影响等6个专题。监测项目以选取直接反映环境影响的特征参数为主,如运营期水质选择DO、COD、无机氮、活性磷酸盐、粪大肠菌群等。监测范围主要根据环评中预测的影响范围确定,如海底地形监测主要在两河口区、东堤外侧、取土区设置典型断面,取土对底栖生物的影响于第1年、第4年分别在北片取土区和南片取土区及附近设站等。站位布设方面重点影响区密、非重点影响区稀,并增设敏感区监控站,如悬浮物扩散监测以挖、抛泥源强点为中心扇形布设测站,近密远疏,取土区内底栖生物测站密、附近疏等。监测时间和频次主要依据工程进度,选择最能体现工程影响的代表时段进行监测,如水动力监测选择在夏 (洪)、冬 (枯)季,悬浮物扩散监测选择在取土、抛泥高峰期,对沉积物、底栖生物的影响监测选择在取土后等。
4.4 充分考虑监测结果评价
监测方案的制订主要为海域使用动态监测报告编制服务,在方案制订时即要充分考虑到今后对监测结果的评价,这种思路需贯穿整个方案设计。在本方案设计中,考虑到评价的需要,对前期调查资料不足部分进行补充调查,如原有潮间带生物断面较少、取土区底栖生物测站稀疏等。此外,环评报告书虽为动态监测方案制订的重要参考,但也不能不加分析地全盘接纳,仍需进行工程分析,如本工程环评中对海底地形影响分析时未考虑围区外取土影响,认为养殖废水充分净化后对周边海域不产生氮、磷增量等。这些在方案设计时都需要考虑周全。
5 结束语
瓯飞工程在同类围填海工程中具有很强的代表性,“分期建设,分期控制,跟踪监督管理”的管理模式更凸显了海域使用动态监测工作的重要性,其动态监测工作的有效开展对同类工程的监管和环境影响研究都具有较大的意义。
由于工程施工中受资金、土石方、自然条件等多方面的影响,施工进度和部分工艺都有可能发生改变,具体的年度监测方案还需结合最新的年度施工进度安排,在总方案的基础上进行适当的调整。动态监测实施时将遵循分年度、分专题的原则,并重视监视和监测工作的紧密衔接。监视时若发现其他环境影响较大的施工环节,还需根据实际情况开展监测。
总之,在瓯飞工程海域使用动态监测总方案制订过程中,围绕工程特点和监管需求,进行了积极的思考和探索,也吸收了很多管理部门和专家的意见,但还存在很多不完善的地方,尤其是在海洋生物、渔业资源等生态问题的动态监测和评价方面。在今后的年度监测方案制订时将结合工程实际情况和最新研究成果,进一步完善和提高。
[1] 张明慧,陈昌平,索安宁,等.围填海的海洋环境影响国内外研究进展[J].生态环境学报,2012,21[8]:1509-1513.
[2] 索安宁,张明慧,于永海,等.曹妃甸围海海工程的环境影响回顾性评价[J].中国环境监测,2012,28[2]:105-110.
[3] 狄乾斌,韩增林.大连市围填海活动的影响及对策研究[J].海洋开发与管理,2008,25(10):122-126.