港口航道工程施工疏浚物处置措施探讨

麦居喜　刘路明　詹诚

摘要：文章以钦州港30万吨级进港航道支航道工程为例，分析了航道施工疏浚物采用海洋倾倒和综合利用两种处置方式的环境影响。结果表明，利用疏浚物填海造地生态效益和经济效益显著，疏浚物综合利用对指导今后的港口航道工程建设具有一定的借鉴意义。

关键词：港口航道工程；疏浚物；综合利用；环境保护

0引言

随着经济全球化的发展，国际间贸易往来日益频繁，作为对外开放的门户和出口经济的桥头堡——港口已成为沿海城市经济发展的重要引擎，并在国民经济发展中占据重要位置。为增加运输效率，港口增设、航道拓宽和挖深工作越来越多，促使疏浚行业的快速发展［1］。

疏浚物产生的主要来源是码头岸线、进港航道、锚地、港口清淤等港口工程设施建设进行的水下土石方开挖工程，主要成分包括淤泥、砂砾、有机物质等［2］。受工程建设成本、陆地缺少存放地等因素影响，目前我国处理疏浚物的传统处置方式主要是向海洋倾倒，每年向海洋倾倒的物质中，疏浚物占比达95%以上［2］。根据我国海洋生态环境状况公报统计，我国海洋疏浚物倾倒量从1997年的3 329×104 m3增长至2020年的突破2.6×108 m3［3］。随着海洋倾倒量逐年增加，现有倾倒区不能满足倾倒量增长的需求，倾倒区的扩容造成的生态破坏日益明显。因此，日益增长的疏浚物倾倒需求与海洋环境保护之间的矛盾已成为港口发展的“瓶颈”。

疏浚物作为兼具资源和废弃物属性的物质，有诸多有益用途［4］，合理利用可以变废为宝。本文以钦州港30万吨级进港航道支航道工程为例，分析传统海洋倾倒的环境影响，并探讨疏浚物综合利用的施工方式，以期为港口航道工程施工疏浚物处置提供参考和意见。

1 工程概况

钦州港30万吨级进港航道支航道工程，由30万吨级进港航道接入至三墩外港作业区。该项目是我国南方及东南沿海地区炼油厂提供油源运输保证的基础工程。项目长8.5 km，设计有效宽度为320 m，底宽为314.4 m，底高程为-21.0 m，航道设计边坡坡比为1∶7，疏浚工程量约为4 100×104 m3。

2 传统疏浚物处置方式的环境影响分析

本项目原方案设计由4 500 m3以上耙吸船施工，通过耙吸船自挖、自航、自运将疏浚物外抛至疏浚物临时倾倒区A和倾倒区B。倾倒区A面积约为21.0 km2海域，平均水深约为20 m；倾倒区B面积约为9.9 km2海域，平均水深约为23 m。根据采样分析，疏浚物成分中细粉砂与黏土约占65%。

采用三维泥沙模块预测施工期间悬浮泥沙影响范围和程度，以此来分析本工程在施工过程对周边海洋环境的影响。见表1和表2。

2.1 倾倒区抛泥施工悬沙迁移扩散预测

根据以上计算结果，可以得出如下结论：

（1）大潮期间最大悬浮物浓度增量等值线更长，而小潮期间等值线则更短。大潮时流速较大，因此泥沙被带到更远的地方，同时由于大潮期间流向比较集中，泥沙横向扩散的范围也窄；小潮期间流速较小，泥沙不容易被带到远处，小潮期间流向较大潮分散，泥沙在横向扩散的范围增加。

（2）由于工程疏浚泥工程量较大，引起工程区域的悬沙浓度增加幅度较大，疏浚泥抛卸引起的高浓度区主要集中在抛泥区附近。

2.2 水质环境影响预测

在分区倾倒的情况下，倾倒区A分区叠加的最大影响面积为137.00 km2，垂直方向平均影响面积为76.55 km2，漂出的最远距离离A区中心点为9.60 km；倾倒区B的分区叠加最大影响面积为123.45 km2，垂直方向平均影响面积为65.74 km2，漂出的最远距离离B区中心点为12.60 km；影响的方向与抛泥区潮流主向一致。倾倒区内水体在抛泥点附近短期产生高浓度悬沙，整个倾倒区及附近水域悬沙浓度状况将超一类海水水质标准。

2.3 底栖生物损失评估

倾倒区疏浚泥覆盖厚度＞0.50 m的范围，将会导致倾倒区内的贝类和甲壳类等底栖生物全部死亡。在分区倾倒的情况下，A区的影响范围约为21.3 km2，B区的影响范围为10.1 km2。另一方面，在覆盖高度＞0.50 m的范围，底栖生物的死亡按50%死亡率估计，A区和B区的影响面积分别为6.3 km2和5.7 km2。

倾倒区底栖生物平均生物量为61.43 g/m2。经核算，倾倒区A、倾倒区B的一次性底栖生物损失分别为1 695.468 t、970.594 t。底栖生物的商品价格按10 000元/t计算，则倾倒区A、倾倒区B底栖生物直接经济损失额分别为1 695.47万元、970.59万元。

疏浚物倾倒作业对倾倒区底栖生物只是造成一次性损失，按照《建设项目对海洋生物资源影响评价技术规程》（SC/T 9110-2007）规定，对生物资源损害的补偿年限按不低于3倍计算（取3倍），则A倾倒区、B倾倒区底栖生物资源损害赔偿额分别为5 086.41万元、2 911.78万元。A、B两区合计为7 998.19万元。

2.4 鱼卵仔鱼及成鱼损失评估

按照《建设项目对海洋生物资源影响评价技术规程》计算，在分区倾倒情况下，倾倒区A损失鱼苗共1.18×108尾，鱼苗按市场价格0.3元/尾计算，生态补偿金额约为1 065.09万元；造成成鱼损失67.024 t，按10 000元/t计算，生态补偿金额201.07万元。倾倒区B损失魚苗共8.82×107尾，生态补偿金额约为794.06万元。造成成鱼损失45.708 t，生态补偿金额约为137.13万元。

综上，本项目倾倒过程共造成渔业资源损失的生态补偿金额共计约10 195.53万元。

3 疏浚物资源化利用研究

3.1 疏浚物综合利用设计方案

根据区域大榄坪物流园规划，大揽坪2区和3区需要进行吹填造地，吹填区域四周已形成自然的围堰，吹填平均厚度约为10 m，需外购吹填物料约3 500×104 m3。根据该吹填项目初步设计报告，采用开山土回填的方式吹填，投资约为110 600.75万元。

为解决吹填区回填料不足、开山取土造价偏高的问题以及钦州港30万吨级进港航道支航道工程疏浚土海洋倾倒造成海洋生态系统损失大的问题，钦州港30万吨级进港航道支航道工程疏浚物改为吹填造地。

3.2 施工工艺

3.2.1 疏浚施工工艺流程

根据开挖层厚和航道现有水深情况，施工采用分层开挖。根据土质及采用耙吸船大小来分层，施工时中小型耙吸船以1.5 m为一层，大型耙吸船施工时以2 m为一层，逐层下挖，力求使开挖航槽底平顺不起陡坎和垅沟，边坡形成达到设计边坡要求。施工顺序是先挖浅段，逐次加深，待挖槽各段水深基本相近后再逐步加深。见图1。

3.2.2 吹填造地施工工艺流程

吹填造地施工工艺流程见图2。

3.3 环境保护措施

（1）在疏浚施工时，采用先进测量定位仪器进行精确定位，做到精确施工，减少超挖、漏挖，避免施工船舶往复施工造成疏浚物扰动、扩散增加。

（2）耙吸船施工根据施工区水深情况及所挖的土质，正确选取溢流方式。在水深浅的地方施工時，为确保船舶安全和防止水污染，可采取不装舱溢流施工，待满足船舶重载吃水后，再装舱施工。耙吸船施工尽量减少溢流时间或将船舷两侧溢流口降低至船底，使溢出泥浆直接从船底排出，尽最大程度减少泥砂悬浮的影响范围。

（3）合理选择排泥管路由，方便对排泥管进行维护；定期对排泥管连接口进行巡视检查、维修，避免出现泥浆泄漏污染环境。

（4）在吹填排泥管口安装消能器，以减少吹填施工水流对吹填砂的冲击影响，有利于提高吹填质量，确保吹填场地的平整度，并且有利于泥砂的沉降，降低环境污染。

（5）在远离吹填管线排泥口的位置设置吹填排水口，加大泥浆在吹填区内的流程，保证吹填污水有足够的沉淀距离；同时在吹填区内合适的位置设置栅栏，以降低吹填区内的泥浆流速，提高沉降效果，避免流出含泥量大的污水造成污染。

（6）排水口采用溢流堰闸板形式，随时调节排水口溢流标高，保持堰顶溢流面与泥面高差＞0.5 m，降低排出水的泥浆浓度，防止水体二次污染。见图3。

（7）为降低耙吸船在临时储泥坑倾倒疏浚土造成的泥浆悬浮物扩散，在储泥坑四周设置防污帘，降低悬浮物的扩散距离和范围，避免悬浮物大面积扩散造成污染。

4 不同利用方案环境影响及经济效益对比分析

（1）经对海洋倾倒方案进行预测，在整个倾倒区及附近水域悬沙浓度均有较大增加，区域水质超过相应海水水质标准要求。而采取综合利用的方案，通过优化施工工艺、采取严格的环保措施后，监测结果表明，悬浮物等监测因子在本监测海区均未超标，吹填区域附近海域环境质量没有发生明显变化。

（2）经预测，海洋倾倒方案造成的生物损失较大，生态补偿金额约为10 195.53万元。而综合利用方案吹填区影响范围要小于海洋倾倒范围，生态监测结果表明，吹填海域的叶绿素a含量和初级生产力均处于较低水平，施工过程中本海区浮游动物多样性指数H及均匀度J均属于中上等水平，与施工前对比变化不大。

（3）采取钦州港30万吨级进港航道支航道疏浚物综合利用后，大揽坪2区和3区吹填建设节约了开山采石费用约110 600.75万元，同时也避免了开山采石对陆域生态系统的破坏，总体经济效益显著。

5 结语

本文以钦州港30万吨级进港航道支航道工程疏浚为例，充分利用航道疏浚物进行吹填造地，使航道疏浚物变废为宝，节省了海洋倾倒疏浚物造成渔业资源损失的生态补偿费和开山取土吹填造地费用，缓解了钦州港吹填造地砂源不足的问题，避免了倾倒疏浚物对海洋环境造成的生态破坏，经济效益、环境保护效益显著，对指导今后的港口航道工程建设具有一定的借鉴意义。

参考文献：

［1］萧尔钏.分析港口航道疏浚工程施工技术［J］.珠江水运，2022（7）：60-62.

［2］杨文超.推动疏浚物资源化利用向多样化精细化产业化方向发展［J］.环境经济，2021（7）：22-25.

［3］邢 瑜，杨天件，廖 岩，等.海洋疏浚物资源化利用的思考与建议［J］.环境保护，2022（13）：50-53.

［4］宋 爽，王召伟，韩建波，等.污染疏浚物处置方法国际研究与应用进展［J］.海洋环境科学，2021（5）：805-812.

作者简介：麦居喜（1987—），工程师，主要从事港口航道工程规划、建设管理及项目前期策划工作。