海砂开采工程的环境影响分析

2023-01-25李婵娟

中国资源综合利用 2022年12期

李婵娟

（自然资源部第三海洋研究所，厦门 361005）

海砂开采是重要的海洋开发利用方式，应以市场化方式出让海域使用权。为严格规范工程用砂市场，切实加强生态环境保护，海砂开采必须开展环境影响评价。海砂开采工程是一类特殊的海洋工程，它的施工区域及环境影响基本位于海域，因此这类工程对海洋环境的影响较大，和陆域工程带来的环境影响有所区别。如何全面评价海砂开采对海洋环境的影响是值得探讨的问题。本文通过分析典型案例，评价海砂开采过程的环境影响。

1 海砂开采工程的环境影响要素

根据海上作业的工程特点，海砂开采工程对海洋环境的污染影响因素主要体现在3 个方面。一是采砂扰动底质、采砂船满仓溢流产生的悬浮泥沙；二是采砂作业人员产生的生活废水和生活垃圾；三是船舶产生的含油废水、燃油废气。根据工程特点，海砂开采工程的生态影响因素[1]主要体现在5 个方面。一是采砂区及附近海域水文动力环境；二是冲淤环境；三是海底地形地貌和海床稳定性；四是周边海域海洋生物生态；五是周边海域环境敏感目标。

2 典型海砂开采工程案例分析

某海砂开采工程位于福建省东南海域，处于领海基线以外至领海外部界限的范围内，海砂开采面积约为7 km2，估算可采砂量约为1 965 万m3，开采标高为-28.7 m 至-41.7 m，采砂区海砂矿主要为石英，海砂矿粒级以粗、中粒级为主。

2.1 海砂开采工艺

本工程施工容易受风、浪、流、雾等影响，宜选择具有自取、自航、自抛施工特点的船机设备。耙吸船、自吸自卸砂船自身带有泥浆泵或砂泵等取砂设备，取砂设备下伸至砂层表面，通过泥浆泵或砂泵产生离心力，将砂和水混合物一起抽到船舱中，通过过滤砂水混合物，截留砂到船舱中，从而达到取砂的目的。本工程采用耙吸挖泥船和自吸自卸砂船施工，取砂工艺采取分段分带法及装舱溢流法。船机设备在开采区完成取砂后由工程区北面现有的海砂运输航道运至施工场地。

2.2 工程周边环境敏感目标

工程附近的环境敏感目标主要有3 类。一是工程区东南面约0.5 km 外的重要渔业水域生态保护红线区，保护对象主要是经济虾、鳓鱼、蓝点马鲛、大黄鱼、无针乌贼的亲鱼及其繁育环境；二是工程区西面约11 km 外的领海基点海洋保护区，保护对象主要为海岛岸线及周围海域生态环境；三是工程区西面约30 km外的重要自然岸线及沙源保护海域生态红线区，保护对象主要为自然岸线、沙滩资源及周边防护林。除了与海砂开采区相邻的海砂运输航道外，工程周边航道位于开采区北面及南面约8 km 以外，工程实施后周边海域流速及泥沙冲淤的变化将对航道、锚地等海域开发活动带来影响。

2.3 海洋环境影响评价

2.3.1 海洋水动力环境影响

根据本工程的数值模拟预测结果[2]，工程前后采砂区潮位基本不受影响，潮位过程变化极小，正负偏差小于1 cm，潮差不变，涨、落潮历时也没有变化。因本工程影响，采砂区及其外缘海域的流态发生一定变化。从涨、落潮平均流速来看，其流速变化区域基本局限在采砂区域及周边1 km 以内的范围。在采砂区内，涨落潮平均流速减小幅度在0.01～0.03 m/s。在采砂区外西南1 km 以内的海域，流速有0.01～0.03 m/s 的增加，对其余海域的平均流速影响很小。位于采砂区的部分监测点的涨落潮最大流速减小，减小幅度最大为9 cm/s，对应的流向变化个别点较大，其余各点均保持在-6°～5°。位于采砂区域附近的各点涨落潮最大流速基本不变，流向也基本不变。位于采砂区外围的各对比点流速基本不变。

2.3.2 海洋冲淤环境影响

据预测采砂工程实施后，采砂区内将产生一定的淤积，年淤积量为1～5 cm/a。泥沙冲淤影响范围有限，主要位于工程区海域，对周边海湾其他区域基本没有影响。

2.3.3 海床稳定性分析

据预测本工程海砂开采结束后，海床冲淤影响范围为采砂坑边缘向北52 m，向南37 m，向西56 m，向东15 m。在海床向均衡剖面演化的过程中，其影响范围为采砂坑边缘向北1.4 km，向南1.0 km，向西2.7 km，向东0.72 km。海砂开采对周边敏感区基本不会产生影响。

2.3.4 海洋水质环境影响

根据数值模拟预测结果，本工程施工悬浮泥沙增量浓度大于10 mg/L 的包络线影响面积为30.69 km2，对工程区东南面重要渔业水域生态保护红线区影响的面积为4.73 km2。建议在靠近重要渔业水域生态保护红线区的施工区优化施工组织设计，降低施工强度，在适当的位置增设防污帘，以减小施工悬浮泥沙对该敏感区的影响。

2.3.5 海洋沉积物环境影响

海砂开采可能会使周围海域沉积物发生迁移、分选，海砂开采后，采砂区周边海域表层沉积物将主要表现为由周边海域向采砂区输运的趋势。根据施工海域的海洋沉积物现状调查与评价结果，所有海洋沉积物样品的有机碳、硫化物、石油类、铜、铅等含量均符合《海洋沉积物质量》（GB 18668—2002）的一类标准值，沉积物质量现状良好。此外，施工产生的悬砂源于本海域，无外源污染物输入，随着施工结束，悬浮泥沙将很快沉降，覆盖于采砂区及周边海域表层。因此，采砂作业过程产生的悬沙扩散和沉降对采砂区域及周边海域的沉积物质量不会产生较大的影响。采砂导致的有毒有害物质溶出对海水水质的影响较小。

2.3.6 海洋生态环境影响

（1）对底栖生物的影响。海砂开采导致底栖生物栖息环境遭到破坏，对部分底栖生物的繁殖和生长造成影响，但具有行动能力的底栖生物则可能主动逃窜回避从而免遭受损。采砂作业中，该海域的底栖生物来不及逃离，先被吸入船舱，后被填埋。

（2）对浮游生物的影响。采砂作业产生的悬浮物提高了海水浊度，水体的真光层厚度减小，海洋初级生产力降低，浮游植物生物量随之下降，因此，以浮游植物为饵料的浮游动物受到影响，单位水体的生物量相应减少[3]。过量悬浮物使浮游动物食物过滤系统和消化器官受到阻塞，悬浮物含量超过300 mg/L时，影响特别明显；高浓度增量甚至会导致其死亡，对浮游动物生长率、摄食率、丰度、生产量及群落结构等造成影响。根据数据模拟预测结果，采砂产生的悬浮泥沙增量浓度大于100 mg/L 的包络线影响面积内（约9.26 km2），浮游生物的生长繁殖会受到一定的干扰，生物量相应下降。采砂作业结束后，入海悬浮泥沙不会对浮游生物产生长期显著不利影响。

（3）对底栖生态环境的影响。采砂作业结束后将在海床上形成大面积的采砂坑，海砂开采过程中，采砂坑周边泥沙随采砂坑深度增加而不断运动，整个开采区的海底地形处于动态变化中。受采砂作业影响，采砂区的流速均有降低，泥沙回淤量增加。海砂开采会使采砂区水深加大，砂源大量丧失，底质类型及地形地貌改变，导致采砂区及其附近海域的底栖生态环境遭到破坏，影响该海域鱼类的生存、栖息。

（4）对渔业资源的影响。本项目采砂作业产生的悬浮泥沙增量浓度大于100 mg/L 的包络线影响面积约为9.26 km2，在此区域内，高含沙量会导致鱼卵、仔鱼部分死亡，成鱼可以回避，但幼体仍将受到较大影响。因此，采砂作业产生的悬沙入海将对鱼类产生一定的影响。

（5）海洋生物资源损害评估。根据本工程的采砂区面积、春秋两季现状调查的底栖生物平均生物量，估算各期采砂作业造成的底栖生物资源受损量（合计81.28 t）。根据采砂工程悬浮泥沙增量扩散范围的数值模拟结果，明确各时期共造成的持续性损害受损量，浮游植物为8.72×1018cells，浮游动物为3.37×1013ind，鱼卵为1.46×109ind，仔鱼为9.29×108ind，游泳生物为5.99×104kg。

2.3.7 对周边环境敏感目标的影响

根据本工程的数值模拟预测结果，工程实施后，流速流态无明显变化，泥沙冲淤无明显变化，因此对周边海域环境敏感目标的地形地貌、海域自然属性、岸线形态等基本没有影响。

本工程运用船舶采砂，开采过程会对采砂区的海底生境造成破坏，海底扰动导致悬浮泥沙含量增高，高浓度水体主要集中在施工区域周边。施工过程可能引起悬沙浓度增量大于10 mg/L 的影响范围面积约为30.69 km2，主要向东北和西南扩散，未到达领海基点海洋保护区、重要自然岸线及沙源保护海域生态红线区，但工程区东南面的重要渔业水域生态保护红线区距离本工程较近，红线区内，本工程施工可能引起海水悬浮泥沙增量超过10 mg/L 的影响范围面积为4.73 km2，悬浮泥沙增量将会影响该生态红线区内的海水水质，同时将导致该海域游泳生物、底栖生物和渔业资源不同程度受损。本工程施工产生的悬浮泥沙影响区域相对固定，同时，其对海域环境的影响将随着施工结束而消失。施工结束后，应通过生态补偿及修复措施恢复渔业资源，将影响控制在一定范围内。本工程应合理安排施工期，尽量避开鱼类产卵盛期，同时通过优化海砂开采工艺、增设防污帘、加强海砂开采跟踪动态监测[4]等环保措施，将工程施工对海洋环境的影响降到最低。

根据数值模拟预测结果，本工程北面的海砂运输航道与采砂区相连，位于流速减小区，在本采砂区外的西南1 km 以内的海域，流速有0.01～0.03 m/s 的增加，对其余海域的平均流速影响很小，泥沙淤积强度减小或不变，泥沙冲淤影响主要集中于工程海域，基本不会对海砂运输航道的水深造成影响。除了与海砂开采区相邻的海砂运输航道外，工程周边航道位于开采区北面及南面约8 km 以外，其所在海域的流速发生一定变化，落潮流速减小1 cm/s，基本不会对航道的使用造成明显影响，泥沙冲淤影响主要集中于工程海域，对外海习惯航线基本没有影响，因而本工程基本不会对周边航道造成影响。