沪津输水通道工程沿海段环境影响评价与控制对策研究

摘 要：创新构建沿海输水通道具有重要战略意义，其在现状苏鲁冀津海堤外侧新建防潮堤，形成超级输水通道，实现500亿m3/a以上调水能力。文章系统分析了沿线滩涂资源、生物群落、生态保护敏感区以及开发规划等现状，识别了输水通道建设环境影响要素及关键因子，形成了相应控制对策，建立了通路建设环境影响的状态-压力-响应模型，并对影响进行了评价分析。研究表明：输水通道占用滩涂资源比例小，环境影响弱，从环境影响的角度，工程建设有较好的适宜性。

关键词：南水北调;沪津输水通道;环境影响评价;控制对策

中图分类号：TU473            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）08-0103-03

1 概述

为解决中国北方缺水问题，笔者创新提出“构建沪津沿海输水通道”设想，长约1200km，在现状防潮大堤外300～500m处，按照不允许越浪标准，建造一新防潮大堤，并对原大堤进行适当加高，新老大堤间将形成一条超级输水通道，调水500～1000亿m3/a以上，较现状南水北调能力提升5～10倍。前期已对总体可行性、必要性与迫切性等进行了系统论证[1，2]，研究表明：①新建坝体95%位于滩涂地区，工程地质与水文地质有较好适应性;②输水通道沿线水位落差低，可彻底解决苏鲁冀京津辽等海拔+100.00m以下平原地区缺水问题;③可减少黄河、海河及辽河流域上游地区300～400亿m3的下泄流量，极大缓解西北高海拔地区缺水问题，具有全局治水的战略意义。

环境影响是输水通道建设的关键问题之一。本工程建设主要占用沿线一定量的滩涂资源，我们在实现规划的调水目标与任务的同时，需要对工程建设与运营过程中的水资源、水环境、海洋生态、土地资源、经济社会等系列环境问题进行研究，形成相应的控制方案。

2 输水通道沿线滩涂分布与开发利用现状

2.1通道沿线滩涂分布

输水通道主要沿苏鲁冀津沿海布置，涉及相应区域的南黄海、渤海滩涂。其中，江苏海岸线长954km，沿海滩涂面积超过5000km2，占全国的1/4，每年以2万多亩的速度淤涨。包括砂质（30km）、基岩（40km）、淤泥质平原海岸（884km）三种。渤海海岸线长约2668km，输水通道穿越的西南侧为淤泥质平原海岸。

2.2滩涂开发利用情况

江苏滩涂在建国以后，老海堤内围垦超过5000km2，老海堤外，新围垦滩涂2330km2，远期形成4669km2。渤海区域1993～2013的20年间，海岸线向海推进成陆1888.3km2。

3 输水工程建设环境影响要素识别

沿海输水通道的生态影响要素体现在自然生态、调水运营、环保滩涂修复三方面。

3.1 自然生态影响（状态）

衡量自然资源和生态环境状态，分滩涂环境质量、地理区位敏感性和岸滩自身条件几方面。滩涂环境质量用生物多样性、地表水环境等表征;地理区位敏感性用海域水质目标、周围敏感目标等体现，本工程需穿越生态保护区敏感目标;岸滩自身条件主要表现为自然岸滩稳定性和自然灾害严重性。

3.1.1 生物多样性与生物生产力方面

工程建设范围内，江苏海岸带与渤海沿岸的生物群落分布略有不同，同时须穿越盐城生态湿地保护区。其主要生物分布如下：江苏海岸带滩涂和近海区域生物较为集中，是全国最大的生态湿地。每年春秋有300多万只候鸟经停觅食，50多万水禽在该区域越冬，有国家一、二级保护动物几十种; 渤海有120以硅藻为主浮游植物，100多种浮游动物，140多种底栖动物等。工程须穿越盐城生态湿地自然保护区，其面积达3622 km2。

3.1.2 水土环境

本工程为输水工程，对地下水无影响，或有积极影响，采用箱涵穿越原有的河道、水道，与现状河口没有变化，对相应环境无不利影响。

3.1.3 岸滩自身条件影响分析

不同区域，岸滩的稳定状态略有不同。受黄河泥沙冲积，渤海区域的黄河三角洲、辽河三角洲等岸滩一直处于淤涨状态。近年来，随着黄河水的变清以及下泄流量的减少，淤涨趋缓，而江苏海岸带，受黄河入海改道以及近海潮汐动力的影响，射阳河口为“北冲南淤”的分界点。射阳河口以北，为侵蚀型粉砂淤泥质海岸，岸线稳定，射阳河以南滩面宽度大，一般宽10～13 km，最宽可达30 km，淤进率为100～200m/a左右。

3.2滩涂占地及调水运营环境影響（压力）

3.2.1 输水通路滩涂占地影响

输水通道建设活动对生物的影响主要是对其生态环境的破坏和干扰，近海300～500m的带宽将被输水通道取代，原来复杂多样的自然植被由单一的淡水通路替换，未被开垦的自然植被演替规律可能受到干扰。本次输水通道建设，大约有800～900km沿海岸线布设，按500亿m3的调水规模，占用沿线滩涂约300～450km2，约占整个滩涂总量的2.5～3.8%，其中，江苏段约200～300 km2，山东鲁北段约100～150 km2，对于这样规模的影响，如果分3～5年建设完成，按照完全占用滩涂无补偿状态，远小于江苏、山东2020围垦控制规模，更远远小于未来4669km2的围垦规模，围滩的总体环境影响相对较小。

3.2.2 调水运营对长江口的影响

对于长江口，应防止大量抽水导致咸潮发生。尽管长江水的水量十分丰沛，但全年分布不均，若沿海输水通道取水后，因下泄淡水流量减少，仍有可能其对下游的陈行、青草沙水库的水质带来影响，并进一步影响下游的浮游动、植物、底栖动物等。其主要控制指标为水的氯含量[5]，长江口各站的氯浓度与长江来水丰枯密切相关，当大通站流量小于10000m3/s，各站的氯浓度普遍较高。若含氯度大于250 mg/L，不满足淡水水质要求。当大通站[10]流量大于13000 m3/s，各站点水质符合要求。

4 生态环境影响控制技术（响应）

为减少常规大面积滩涂围垦，而导致的生物栖息地、生物多样性、淡水资源等的减少以及水体污染加剧等不利环境影响，本文创新构建了滩涂自补偿平衡技术，并将敏感区域的非开挖技术、智能调水技术等集成应用到输水通路的建设中。

4.1滩涂自补偿平衡技术

如前所述，工程沿线主要为淤泥质或砂砾海岸，对于南黄海区域，其第四纪地层厚度在100～300m之间，以海陆交互为特征。根据地质构造，124°以西，中部隆起上的第四纪沉积层厚度在130m以下，最薄不足100m，北部厚度大多在150m以上，最厚处可达180m，南部厚度均在200m以上，最厚达280m。工程沿线鲁北莱州湾至渤海湾的沿岸浅层亦主要为第四纪冲积地层，厚度多在300m以上，浅表地层主要为淤泥、粉质粘土、砂质粉土、粉砂等。输水通道宽300～500m，考虑沿线水头损失、流速及输水能力等，床底埋深在-1.0～-2.5m，由南向北逐渐加深，但总体变化不大。现状滩涂的标高多在0～+4.0m左右，坡度0.5～0.0028%变化不等。针对输水通道沿线为软土地层特点，我们创新提出滩涂空间置换技术。将滩涂浅层土体挖除，开挖深度约为2.0～3.0m，输水断面每延长米开挖量约1000～1500m3。该部分土体拟做如下两种用途：一是水力冲填进行管袋筑坝，约500m3;二是通过水力吹填，输送至堤坝外侧，垫高新建坝体外侧滩涂的床基高度及范围。假设置换过程中，按照原区域海床坡度进行吹填，其新增滩涂宽度大致在400～1000m。这样，沿线滩涂的面积不但不会因为输水通道的占用而压缩，反而会有所增加，对重要生态湿地、滩涂等生态补偿率达125%～200%。

4.2生态保护敏感区穿越环境控制技术

生态保护核心区长度大致约20km，可以有如下几种方式减少工程环境影响：

（1）围堰直接穿越。20km范围内，适当增加输水通道的深度至-4.0m，则穿越需要占地6 km2左右，约占整个区域的2.4%，因该区域每年向外海淤涨100～200m，则所占面积1～2年便可补偿完成，环境影响整体较小。

（2）采用盾构隧道穿越方式。对于核心区，可通过构建3～4条直径为15m的盾构隧道，向两侧再过渡到明渠穿越的方式，则对沿线的动植物无任何影响。

（3）明渠廊道穿越方式。输水通道主体结构采用明渠穿越的方式，但每隔1km左右，设置一条50～100m宽的箱涵廊道，箱涵内通水，其上覆盖现状相同土质，控制标高亦与现状基底相同，作为岸上湿地与外海滩涂的连接走廊。

（4）进行占补平衡控制。与前述相同，盾构施工、明渠穿越等，随着隧道掘进或降低输水通道床基深度，每延米进尺会形成1500m3的淤泥或砂性土体，甚至更多，将其中部分吹填至外海，升高外海海床高度，淤积后形成新的滩涂及湿地，进一步扩大生态保护核心区的面积。

4.3 长江口智慧调水环境控制技术

为避免因沪津沿海通道取水对下游带来的环境影响，可通过实时监测长江来水规模，智慧控制取水时机与取水量：一是避免咸潮期调水;二是在非咸潮期，大通站的流量与取水规模之差应大于13000m3/s。按照这样的标准，根据1994～2008年上海陈行水库的监测资料，平均每年约31天左右属咸潮期，不宜取水，与现状长江河口地区的青草沙水庫取水周期大致相同;再有，可根据每日潮汐变化调整泵的启闭状态，利用高潮位进行调水，减少电能消耗，实现智慧绿色调水。

5 输水通道建设环境影响评价

对于输水通道工程，基于状态-压力-响应模型，依据上述沿线滩涂自然生态特征、输水运营滩涂环境影响特征、滩涂生态保护特征等指标，构建出沿海输水通道建设环境影响评价体系[11，12]。参考相关文献，开发评价指标分为3级：一级指标分为状态、压力和响应等指标，其下分二、三级指标。

运用德尔菲法确定各评价指标权重，对评价指标进行量化与标准化处理，计算出综合评价指数，各主要指标的分析如下：

（1）自然生态环境影响（状态指标）总体评价为A。创新采用滩涂置换平衡技术，沿线滩涂面积增加25%～100%，因此，其生物多样性及生物生产能力不降反升;同时，因引入大量淡水资源，对沿线的地表水、地下水、土壤环境等均有所提升，大气环境则与现状保持不变。对于沿线敏感目标，主要涉及港口、码头及河口以及自然保护区等，岸段海洋功能因少量占地有较少的影响。若采取盾构隧道或其它保护措施，非开挖穿越常敏感目标如自然保护区等，则工程建设对敏感地区目标影响可忽略不计，岸段的海洋功能则通过生态补偿技术得以恢复、提升;新建坝体按照100年一遇的标准建设，其稳定性及防潮能力均有较大提升。

（2）环境影响（压力）指标总体评价为B+。本次围涂的面积较大，超过50hm2，同时，建设周期较短，拟在3～5年建成，调水过程中可能引入少量的外来物种，该几项是工程建设环境影响的关键因子。同时，工程一般区域起围高程均大于+1.0m，主导功能为输水，无污染物排放，且会对现状沿线污染进行治理。外来物种影响方面，借鉴现有东、中线建设经验，其影响总体可控。

（3） 生态保护方面（响应）指标得分为A-。由于新增了滩涂面积，输水通路建成后，将成为南北向的一条重要的生命线，为一级保护目标，其保护要求远高于一般滩涂开发要求，也优于现状滩涂的保护状态。

若D项得分为50，B项得分为80，A项得分为100。按照传统一般滩涂工业、农业的评价标准与方法，识别出本工程建设的关键影响因子，主要为占地面积、滩涂绿化与建设周期等，次关键要素为岸段海洋功能、附近敏感目标、外来物种引入与生态建设费用占比等，综合得分88.99，为A级。实际上，本工程的滩涂占比较小，且恢复率超过100%，每年仍处于淤涨状态，实际评价分要超过上述严格计算，从环境影响评价的角度，适宜工程建设。

6结语

沿海输水通路从规划设计上克服了传统水利工程大量土地占用、原生环境影响、地质灾害、生态多样性以及泥沙淤积等问题，借助滩涂补偿技术、非开挖技术及智慧调水技术等，在解决北方大范围缺水问题的同时，工程沿线的海洋与河口生态、区域环境等将得到极大提升，适宜工程建设，并具有极大的战略意义。

参考文献：

[1]周希圣.沪津沿海输水通道工程设想与中国北方水资源平衡的关键技术研究[J].水利发展研究，2018，18（09）：59-64.

[2]周希圣.对长江沿海岸线北延伸进行南水北调的工程可行性研究[J].城市道桥与防洪，2018（05）：317-320+32-33.

[3]徐向红.江苏沿海滩涂水土保持措施探讨[J].海洋开发与管理，2003（06）：15-16+23.

[4]張长宽，陈欣迪.大规模滩涂围垦影响下近海环境变化及其对策[J].河海大学学报（自然科学版），2015，43（05）：424-430.

[5]陈惠彬.渤海典型海岸带滩涂生境、生物资源修复技术研究与示范[J].海洋信息，2005（03）：20-23.

[6]许艳，濮励杰.江苏海岸带滩涂围垦区土地利用类型变化研究——以江苏省如东县为例[J].自然资源学报，2014，29（04）：643-652.

[7]刘群，殷勇.江苏沿海滩涂地貌及资源开发利用途径[J].河南科学，2010，28（11）：482-490.

[8]李亚宁，王倩，郭佩芳，张士洋，胡恒.近20a来渤海岸线演替及其开发利用策略[J].海洋湖沼通报，2015（03）：32-38.

[9]何书金，李秀彬，刘盛和等.环渤海地区滩涂资源特点与开发利用模式[J].地理科学进展.2002（01）：25-34.

[10]刘小梅，王晓鹏，关许为等.青草沙避咸淡水库库容与特征水位研究[J].水利水电技术.2009（07）：5-8.

[11]李雪，袁红明，叶思源.沿海滩涂生态化开发适宜性评价及其在江苏大丰市的应用[J].海洋地质前沿，2016，32（02）：45-52.

[12]聂红江.关于水利工程建设与保护生态环境可持续发展的研究[J].中国水运，2016（03）：67.