长江干线航道绿色施工评价指标体系研究

韩兆兴，唐 明，徐洪磊，程金香，曾 威，郑超蕙

(1.交通运输部规划研究院，北京100028；2.清华大学，北京100084；3.长江武汉航道工程局，湖北 武汉430014)

绿色航道应覆盖规划设计、施工建设、养护管理等航道建设和运营的全过程[1]。国内学者在绿色航道研究方面多集中在生态护岸、生态护滩、生态坝体等绿色航道设计领域[2-7]，针对航道绿色施工的系统性研究较少。绿色施工是指工程建设中，在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响的施工活动，实现四节一环保(节能、节地、节水、节材和环境保护)[8]。施工时间、施工材料、施工工艺以及施工管理直接决定了航道工程生态环境影响的途径、方式和程度。为此，周亿迎等[9]对内河航道绿色施工的内涵进行了研究，重点从能源节约方面提出部分绿色施工技术，雷晓玲等[10]、谢孝如[11]对环保疏浚等个别施工工艺开展了研究。但航道绿色施工仍处于研究积累阶段，特别是有关航道绿色施工评价指标体系的研究成果还较为缺乏。

本文以长江干线航道为例，分析航道建设特点，基于航道施工流程及主要生态环境影响分析，提出长江干线航道绿色施工评价指标体系，以期为推动航道绿色施工提供指导。

1 长江干线航道整治特点

1)整治工程强度大。长江干线航道全长2 838 km，“十三五”期间共规划航道整治项目34个。通过整治，“十三五”期间长江干线2 688 km航道条件得到大幅提升，改善航道里程1 284 km[12]。由于项目数量较多、工程强度大，长江干线航道整治需要重点关注施工过程的生态环境影响，众多整治项目也为航道绿色施工技术研发和工艺研究提供了平台。

2)涉及生态敏感资源多。据不完全统计，长江干线航道涉及11个国家和省市级自然保护区、87处饮用水取水口或水源保护地以及诸多重要湿地和鱼类“三场”等生态敏感区域[13]。

3)生态环境保护要求高。2017年，为贯彻落实国家生态文明建设和长江经济带绿色发展要求，交通运输部印发了《关于推进长江经济带绿色航运发展的指导意见》，提出在长江经济带要推进绿色航道建设[14]。2020年12月，全国人大审议通过了《中华人民共和国长江保护法》，对长江干线航道整治提出更高的生态环保要求。

2 长江干线航道主要施工流程及对环境的影响

2.1 施工流程

从建设内容分类，长江干线航道整治主要包括护岸、护底、护滩、坝体、疏浚、清礁、航标配布等；从项目所在区域分类，可分为山区航道、平原航道和潮汐河口航道整治等；从施工作业地点分类，可分为岸上施工和涉水施工等。

对长江干线航道主要建设内容的典型施工流程进行梳理可知(表1)，疏浚、清礁施工流程相对独立，护岸、护底、护滩、坝体施工的部分施工流程相似。因此，可从施工流程角度将长江干线航道整治工程细分为测量、预制、铺排、抛投、开挖/回填、绿化、疏浚、爆破，以及辅助施工等主要环节(图1)，其中辅助施工内容包括施工便道修建、施工营地及预制场建设、施工船舶调度等。

表1 典型航道整治工程施工流程

图1 护岸、护底、护滩、坝体施工主要环节

2.2 施工对生态环境的影响

施工对环境影响的分析见图2。从环境要素看，施工环境影响可分为水、生态、大气及声环境影响；从环境影响持续时间看，可分为长期影响(如建设航道整治建筑物对河势的改变)和短期影响(如施工船舶废气排放对空气质量的影响)；从环境影响途径看，可分为直接影响(如铺排造成底栖生物损失)和间接影响；从环境影响性质看，可分为有利影响(如稳定河势、减少冲刷)和不利影响。

图2 航道施工对环境的影响

2.2.1水环境影响

采用HPLC方法来定量分析底物咖啡碱、可可碱、茶碱在发酵过程中的消耗情况，反应液原液稀释至合适倍数后经HPLC进样分析，三种生物碱的定量检测方法采用色谱条件[14,15]：C18柱（4.6×200 mm，5 µm，welchrom），流动相：A：去离子水，B：N, N-二甲基甲酰胺：甲醇：乙酸=40：2：1.5，流速：1 mL/min。进样量：10 μL等条件在278 nm下检测，试验重复六次（n=6），分析并计算结果。

在水文情势影响方面，抛投、铺排等航道整治建筑物建设及疏浚、清礁等整治工程会引起局部水动力条件发生变化。但开展护岸、坝体、护底(滩)等航道整治也可以稳定河势及滩槽格局[15-16]，提高生态系统的稳定性，产生对环境有利的影响。

在水质影响方面，抛投、沉排、疏浚等水下施工会引起局部水体悬浮物增加，从而影响水环境质量。以悬浮物浓度增加值超过10 mg/L作为影响范围，典型航道整治工程的实地监测显示沉排、抛石等施工的影响范围一般在作业点周边100～200 m[17]；模型模拟显示疏浚悬浮泥沙影响范围通常在疏浚点周围2～3 km范围[18]。其次，施工船舶事故会导致燃料油泄漏，造成大面积水质恶化。同时，施工船舶含油污水、生活污水、垃圾等若随意排放或丢弃，施工人员、机械检修产生的生活污水和生产废水如果处理不当，均会造成水体污染。此外，施工营地、预制场产生初期雨水会形成径流污染。

2.2.2生态影响

在水生生态影响方面，抛投、开挖、铺排等施工会改变鱼类栖息环境，减少鱼类栖息空间，造成施工区域底栖生物、浮游生物等生态损失；爆破、疏浚会促使局部河段紊动动能减弱，而适宜的紊动强度可以刺激鱼类产卵行为和受精卵的形成[19]。通常，抛投、铺排等形成的航道整治建筑物对漂流性鱼类产卵场流态影响较小[20]；爆破产生的冲击波和噪声可能会伤害水生生物，惊扰鱼类索饵和栖息。但研究表明长江深水航道丁坝群建设后形成的复杂水流条件也为鱼类提供了产卵场、越冬场和索饵场[21]；抛投、疏浚等施工作业及施工船舶会改变水下声环境对江豚觅食、集群等产生不利影响[22]；网兜抛石噪声可能会压缩长江江豚的自然栖息地，对幼年长江江豚造成伤害的可能性较大[23]。

在陆域生态影响方面，岸上开挖、回填、弃渣等会造成表层植被破坏，易引起水土流失，影响陆域生态系统。护岸绿化、施工营地复垦等选择植被不当会引发生物入侵。

2.2.3其他环境影响

3 长江干线航道绿色施工评价目标及评价指标体系

3.1 评价目标

通过构建绿色施工评价指标体系，指导长江干线航道绿色施工行为，评价航道整治工程施工过程的绿色化水平，从而促进航道绿色发展，保护航道工程涉及区域的生态环境，实现工程与自然和谐共生。

3.2 评价原则

1)全面性：对可能产生不利环境影响的施工作业进行全面评价，包括水环境影响、大气环境影响、声环境影响，以及直接和间接产生的生态环境影响。

2)定量化：基于工程实践经验，总结施工操作及其环境影响程度的量化指标，作为绿色评价指标预期水平值的参考。

3)动态性：绿色评价指标及预期值应根据航道工程特点及最新施工水平进行选择、调整和完善，以确保指标对于长江航道绿色施工具有指导意义。

3.3 指标选取

对标长江干线航道绿色施工目标，根据施工可能的环境影响，选取7个主要方面共40个评价指标(表2)。

表2 长江干线航道绿色施工评价指标体系

1)资源节约利用：主要包括疏浚土利用率、土石方综合利用率、就地取材率、温室气体排放量等6个指标。其中，土石方综合利用率、就地取材率、施工区域节能灯具比例等指标根据JT/T 1199.3—2018《绿色交通基础设施评估技术要求 第3部分绿色航道》要求，预期指标值可分别设定为30%以上、60%以上和90%以上。

2)生境保护：主要包括专业施工船舶定位系统安装率、二次回挖次数、环保疏浚装备使用比率等12个指标。其中，采用全球定位系统(DGPS)和自动测深系统可以提高施工精度，控制施工范围，减少施工时间，DGPS系统定位精度可达到1 m[25-26]。

3)生物防护：主要包括驱鱼措施比率、重要水生生物观测频率等4个指标。研究表明，网兜抛石对江豚的影响较其他施工影响更大，因此在江豚集中栖息区域进行航道施工应考虑降低网兜抛石施工频次。

4)水环境保护：主要包括船舶水污染物接收处理率、防污屏布设率、船舶溢油事故发生频率等6个指标。其中，在水源地开展航道施工时可通过布设防污屏控制施工影响范围，根据水文条件防污屏布放可采用半包围方式，在加强防护的同时提高水流的连通性。

5)大气环境保护：主要包括船舶非合规燃油使用处罚次数、清洁能源船舶比率等4个指标。

6)声环境保护：主要包括施工设备维护频率、噪声敏感建筑物集中区域内夜间施工作业时间2个指标。

7)环境管理，主要包括环保工作检查考核频次、综合环保培训频次、专项环保培训频次等6个指标。

4 结语

1)长江干线航道整治强度较大、涉及生态敏感因素较多、环境保护要求较高，需要进一步加强航道整治工程绿色施工研究和应用工作，弥补绿色施工方面的短板，不断提高施工绿色水平。

2)基于各航道整治工程施工类型剖析，航道施工环境影响包括水环境影响、生态影响、大气环境影响、声环境影响，长期影响和短期影响，直接影响和间接影响，有利影响和不利影响。

3)针对施工对生态环境要素的影响，从资源节约利用、生境保护等7个方面研究建立长江干线航道绿色施工评价指标体系，共包含40个评价指标。评价指标值的确定需要结合环境保护政策、标准规定等，部分指标评价还需要根据研究试验和专家论证给出半定量或定性的评价限值。