射阳港双导堤建设环境影响后评价

汤 倩，闫玉茹，2，李梦颖，范海波，谢建洋，张 刚，2，张晓飞，刘 群，江 雯

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院，江苏 南京 210007；2.自然资源部华东海岸带野外科学观察研究站，江苏 南通 226000；3.江苏省有色金属华东地质勘查局八五队，江苏 南京 211599；4.启东市自然资源与规划局，江苏 启东 226200)

0 引 言

射阳港位于江苏盐城射阳黄沙港镇，近岸海域属于南黄海海域，位于中国南北地理分界线东部起点——射阳河入海处。射阳河口地处废黄河南侧，1855年黄河改道山东入渤海后逐渐形成以大喇叭口为界的北冲南淤状态，射阳河口海岸正处于北冲南淤的过渡带上。黄河、长江入海的泥沙在波浪、潮流的作用下在射阳港海岸大量淤积，形成了一道近3 km宽的拦门沙(刘向东等，2012)，拦门沙滩顶最浅水深仅约0 m，阻碍了船舶的航行。

为打通拦门沙，2011年实施了整治及疏浚的双导堤工程(陈可锋等，2018)，主要分2期完成：第一期于2013年10月完工，建成航道南侧6.2 km、北侧6.3 km的防沙挡浪双导堤，导堤间距为1.2 km，堤头位于-5 m等深线处；第二期于2015年2月开工建设，2016年10月完工。南北导堤分别沿一期工程端部向航道方向偏转约7°，南北导堤长度分别延长了1.6 km，导堤口门宽度取900 m。双导堤方案的实施使水动力发生了变化，从而造成沉积环境等的变化(刘猛等，2010；金辉等，2011；林青等，2012；张丽，2013)。

1 环境影响后评价方法

2020年10月，在射阳港口近岸海域3个水文站进行了连续25 h的同步监测工作，使用双频测深仪在射阳港口附近海域进行水下地形观测，同时采集了24个海底沉积物及海水样品(图1)，并使用Mastersizer 2000型激光粒度仪进行粒度分析。收集相关海域的生物生态数据，并与工程建设前的实测数据或数学模拟预测数据进行对比分析，研究射阳港区导堤建成后环境的变化特征，分析评价工程建设对环境产生的实际影响。

图1 研究区采样位置1-射阳港导堤；2-粉砂淤泥质海岸；3-水下地形测量；4-水文监测；5-采样点Fig. 1 Sampling location of the study area

2 双导堤工程对射阳海域环境的影响

2.1 水动力作用的变化

射阳河口所在海域濒临黄海，该海域内的潮波主要属黄海潮波系统，导堤建设前海域内往复流特征明显，海域涨潮过程基本以SSE向为主，落潮过程基本以NNW向为主，涨落潮流的主轴方向与等深线的走向较为一致。导堤建成后，受北导堤阻水作用，南北导堤堤头外流速明显增大，大潮涨急流速由建堤前预测的1.64 m/s增至1.72 m/s，大潮落急流速由建堤前预测的1.25 m/s增至1.45 m/s，并在导堤间及导堤后形成回流区，由于南导堤堤头顶高程较低，其后方区域形成的涨潮顺时针回流会越过南导堤由南侧滩面进入导堤内；落急时受南导堤影响，导堤间及北导堤后方会形成逆时针回流区，但导堤间回流相对于涨急时不明显(金辉等，2011)。导堤间涨落潮的回流将外海泥沙不断带到航道内是造成导堤内口门处淤积的原因之一，给航道通航带来一定的影响；南北导堤头的回流加大了堤头水动力作用，从而对堤头位置形成冲刷，这种冲刷有可能影响导堤的稳定。

2.2 导堤周围冲淤情况的变化

对于射阳(黄沙河等)河闸下至导堤堤头范围的水域而言，工程区域主要沙源为外海和上游汛期来沙。2008—2020年，射阳港导堤两侧淤积较为严重，导堤西侧逐渐淤积导致潮滩面积增大，航道内淤积量增大，导堤头以冲刷为主。导致这种现象的主要原因：射阳港区海域整体含沙量较大，导堤的阻水作用导致两侧滩面逐渐淤积；涨潮含沙量大于落潮含沙量，南北导堤工程实施后航道内涨潮流速大于落潮流速，涨潮时间短于落潮时间，这种不平衡使进入航道内的泥沙很难被带出航道，从而导致航道内普遍淤积(陈可锋等，2017；刘强等，2017)。由于南北导堤头流速明显增大，射阳港导堤口出现侵蚀现象，侵蚀量最大处在导堤口附近，侵蚀深度达7 m左右，随着远离导堤口，水动力减弱导致侵蚀逐渐减弱，在原一期工程导堤口区域出现淤积(图2)。导堤施工之前，数学模型预测的侵蚀强度为-0.01～-0.48 m/a，淤积强度为0～0.91 m/a(国家海洋局南海海洋工程勘察与环境研究院，2009)，实际冲淤情况略超该模型预测范围。

射阳港区2008—2020年冲淤变化图Fig.2 Map showing change of erosion and deposition of Sheyang Port,2008-2020

2.3 射阳港口海域的水质变化

射阳港区环境评价及监测报告数据(表1)显示，2008年与2012年海域的超标因子基本相似，主要为无机氮，这与整个江苏沿海无机氮含量超标现象一致；活性磷酸盐、硫化物、Cr和As含量在建堤后明显上升，但水质仍然符合港口区域水质要求(国家环境保护总局等，1997)。射阳河的生活、生产废水排放以及调查区域港口航道船舶生活污水和压舱水的大量排放应是该海域活性磷酸盐和无机氮等营养盐含量超标的原因之一；受港口附近大量开放式水产养殖及陆上生活和生产废水排放的影响，硫化物和Cr、As含量的平均值有变高的趋势。同时，相比2012年，2019年各要素的平均值也有降低的趋势，无机氮指标也不再超标(国家环境保护总局等，1997)，说明通过实施一定的生态保护措施，该工程的建设对该海域的水质无显著影响。

表1 双导堤建设前后海域水质污染指标变化Table 1 Changes in sea water pollution indicators before and after the double jetty construction

2.4 射阳港口海域底质沉积物变化

基于实测底质样品数据，2020年研究区底质粒径具有以下特征。

取样实测24点底质样品的组成以粉砂(Z)为主，占41.67%(10点)，其次为砂质粉砂(SZ)，占37.5%(9点)；质量分数最少的为粉砂质砂(ZS)，占20.83%(5点)。底质的平均粒径(Mz)φ在3.85～7.02之间；中值粒径(D50)为0.008～0.070 mm(图3)，平均值为0.028 mm；分选系数在0.80～2.53之间，平均值为1.61；偏态为-0.30～0.54，平均值为0.05；峰态为0.76～1.78，平均值为1.26。反映射阳港区区域沉积物分选性差，水动力较差，盐城海岸带沉积物主要来源于老黄河物质，来源单一。

图3 2020年底质中值粒径(mm)等值线图Fig.3 Contour map of median particle size of bottom sediments in 2020

与导堤建成前的2011年底质中值粒径(南京师范大学，2015)相比，2020年底质中值粒径(D50)范围由0.010～0.114 mm降至0.008～0.070 mm，平均值由0.068 mm降至0.028 mm，反映导堤区域底质颗粒明显变细。从平面分布看，导堤北侧和导堤内区域底质颗粒变细明显，南侧区域无明显变化，远离导堤水深较大的区域也无明显变化。

射阳港区环境评价及监测报告数据(表2)显示，导堤施工前后沉积物各污染指标变化不大，均能满足第三类海洋港口水域底质沉积物质量要求；2019年各要素平均值也有降低的趋势，主要变化是有机碳含量呈逐年升高的趋势，可能是由于港口区域高浓度营养盐的输入促进了浮游植物的生长，从而产生相对较高的海洋自生有机碳。随着港口双导堤两侧逐渐淤积，底质粒径变小，对有机碳的保存带来一定的影响，使有机碳在底质沉积物中逐渐富集。

表2 双导堤建设前后海域底质沉积物污染指标变化Table 2 Changes of bottom sediment pollution index before and after the double jetty construction

2.5 射阳港口生态环境变化

射阳港区环境评价报告及监测报告数据(表3)显示，2012—2019年射阳港区底栖生物栖息密度、生物量和多样性指数均稍有下降；2015年导堤二期工程施工期间群落参数略有下降，但2019年施工结束后群落参数略有上升，表明工程建设对底栖生物有一定的影响，但随着施工的结束，生态趋于平衡。

表3 2012—2019年海域生物群落变化Table 3 Changes of marine biomes from 2012 to 2019 of the study area

3 双导堤工程建设作用评价

3.1 经济建设评价

在射阳双导堤建设前，该区拥有1 000 t级通用泊位、3 000 t级油码头、射阳电厂3 000 t级煤码头及3 000 t级多用途泊位。导堤建设后，不仅改善了通航条件，提高了港区货物通过能力，也扩大了生产性泊位规模和等级。目前建成万吨级、3.5万t级通用码头泊位各2座，不仅提升了港区服务能力，也优化了腹地内企业运输方式，使射阳港正式跨入万吨级深水港行列。众多港口的通航使射阳港区成为盐城乃至苏北中部地区对外开放的重要海上通道，成为苏北中部地区以及安徽部分地区最便捷的出海口和物资集散地，从而满足了江苏腹地及其周边地区对外开放和经济发展的需要。射阳双导堤的建设对当地的经济建设起到了积极的推进作用。

3.2 资源环境评价

对比分析港区环境跟踪监测报告及海洋环境影响报告等资料发现：① 资源环境对冲淤和水动力变化的影响略超工程建设前的数学模拟预测值，工程实施后导堤头和导堤后方水动力发生了变化，南北导堤堤头外流速明显增大，导堤两侧流速减小，这种水动力的改变影响了工程周围的冲淤变化，造成导堤头的冲刷和导堤两侧滩面和导堤内逐渐淤积，侵蚀区冲刷导堤根部，会减少导堤寿命，严重时甚至会发生坍塌；② 江苏境内浅海沉积物的重金属含量分布相对比较均衡(廖启林等，2018年)，水质和底质沉积物污染指标变化仍在港口区域的质量要求范围内，2019年后污染指标呈下降趋势；③ 导堤两侧淤积在一定程度上影响了生态环境，主要体现在底栖生物量损失较多，但水质和沉积物质量符合港口对水质和沉积物的质量要求，污染主要来自生活生产废水排放和大量开放式养殖。

4 结论与建议

(1)从工程建设前后环境的变化来看，双导堤的建成改变了导堤头的流速和导堤口的流向。南北导堤堤头外流速明显增大，涨急和落急时分别在南北导堤之间及导堤后形成顺时针和逆时针回流区，导堤两侧流速降低；2011—2020年期间，研究区底质颗粒呈逐渐变细的趋势；2008—2020年，南北导堤堤头水域冲刷相对明显，导堤南北两侧有淤积；2008—2019年，射阳港口海域的水质活性磷酸盐、硫化物、Cr和As含量在建堤后明显上升，但各指标的平均值2019年比2012年有降低趋势；沉积物的污染指标主要是有机碳变化较大，水质和底质沉积物质量的改变可能与生活、生产废水排放和附近大量的开放式水产养殖有关；工程建设对底栖生物有一定影响，但随着施工的结束，生态趋于平衡。

(2)资源环境对冲淤和水动力变化的影响略超工程建设前的数学模型预测范围，工程建设的项目管理水平较先进，航道定期进行清淤，风险控制在海洋环境可接受范围，但在射阳港导堤口出现了较为严重的侵蚀现象，因而该段防波沙堤风险较大，需要定期监测。营养盐及重金属含量在建堤后明显上升，需严格执行对污水、固废等的管理，严禁直接排海。生活污水需由船舶自行处理后再由海事部门环保船接收处理，然后接入市政管网，并排入污水处理厂进行处理。工程建设的主要影响是对生态环境的影响，本着“重养轻捕”的原则，保护好近岸海域的生态环境需根据渔业资源数量及繁殖生长时期作出必要的采捕规定(李杨帆等，2003)，需对周边海域采取相应措施进行生态修复补偿，将工程对海洋生态环境的不利影响降至最低。