摘要:港口作为水运网络的关键节点,承担着货物集散、船舶停靠的重要功能;而航道则是水运经济的“生命线”,其通航条件直接影响着运输效率和运输成本。为提升港口航道功能,需要进行系列施工建设,由于难度大、关联多,因此难免地会对周边生态环境产生一定影响,施工建设方需要全面考虑、科学规划。笔者基于文献分析和施工实践,概述了港口航道工程施工的内容和特点,分别从水土流失、生物多样性威胁、土壤、水体污染等方面分析了工程施工对生态环境的影响,提出科学制订施工方案、合理组织施工作业、强化施工现场管理等策略,希望能降低对生态环境的负面影响,实现港口经济发展与环境保护的双赢。
关键词:港口工程施工建设生态影响航道疏浚
DiscussionontheImpactofPortandWaterwayEngineeringConstructiononEcologyandCountermeasures
ZHUMing
ChinaCommunicationsShanghaiNavigationBureauCo.,Ltd.,Shanghai,200129China
Abstract:Asakeynodeofthewatertransportnetwork,portsundertakeimportantfunctionssuchascargodistributionandshipdocking.Waterwaysarethelifelineofthewatertransporteconomy,andtheirnavigationconditionsdirectlyaffecttransportationefficiencyandcosts.Inordertoenhancethefunctionsofportandwaterway,aseriesofconstructionprojectsareneeded.Duetothedifficultyandinterrelatedness,itisinevitablethattheywillhaveacertainimpactonthesurroundingecologicalenvirh5YZxSq7dmUOaguQhVp6pA==onment.Theconstructionpartyneedstoconsidercomprehensivelyandplanscientifically.Basedonliteratureanalysisandconstructionpractice,thisarticlesummarizesthecontentandcharacteristicsofportandwaterwayengineeringconstruction,analyzestheimpactofengineeringconstructionontheecologicalenvironmentfromaspectssuchassoilerosion,biodiversitythreats,soilandwaterpollution,andproposesstrategiessuchasscientificallyformulatingconstructionplans,reasonablyorganizingconstructionoperations,andstrengtheningon-sitemanagement.Itishopedthatthesestrategiescanreducethenegativeimpactontheecologicalenvironmentandachieveawin-winsituationforporteconomicdevelopmentandenvironmentalprotection.
Keywords:portengineering,construction,ecologicalimpact,channeldredging
随着我国水运工程领域的快速发展,港口与航道建设工程所面临的问题越发突出,这些问题的产生原因多样,但根本上还是由于施工技术的局限性和工程设计理念的滞后性。基于水上贸易的需要,我国的很多港口和航道建设出现了大规模扩展,由于施工规划设计与实施过程中对生态环境保护的不重视、考虑不周全,造成港口区域的水文底栖生态平衡被打破,周边环境恶化,最终不利于港口的可持续发展。因此,亟待调整、优化施工作业模式、更新施工技术和管理策略,确保在推进水运基础设施建设的同时,兼顾生态环境的长远健康与可持续发展。笔者就此结合自身经验对相关内容作以下分析和探讨。
1港口航道工程主要施工内容及特点
1.1主要施工内容
港口航道工程是一项综合性强、技术要求高的大型水工建设项目,工程内容涵盖了从规划、设计到施工和后期维护的全过程各项任务,具体包括以下几个方面。
1.1.1前期规划与设计
首先是进行地质勘查,即施工前对拟建港口和航道区域进行地质条件调查,了解地形地貌、地质构造、水文地质等情况。随后进行工程规划设计,需要根据国家和地区交通物流需求、航道等级、船舶吨位及类型、水域条件等,编制港口总体规划和航道设计图纸,确定港区布局、泊位数量、航道走向、航道宽度和深度等参数[1]。
1.1.2基础施工
首先是开挖与回填,包括航道疏浚、吹填造地、港池开挖等。其次进行护岸工程施工,包括修建防波堤、护岸、码头前沿挡土墙等构筑物,确保岸线稳定和航道畅通。最后是做好基础处理,涉及桩基施工、地基加固、沉箱安装等,确保港口和航道结构物的承载力满足设计要求。
1.1.3主体结构施工
分为码头建设、航道整治和闸坝建设3个部分。其中码头建设包括对码头平台、引桥、栈桥和泊位等码头主体结构的建造。航道整治就是拓宽、加深原有航道,或者新建航道,以及设置导流标、航标灯等导航设施。闸坝建设主要针对某些内河水域,包括建设船闸、水闸等水利调控设施[2]。
1.1.4配套服务设施建设
除了航道和码头外,港口建设还需要完善相关配套设施。包括:仓库、堆场、罐区等货品存储设施的建设;龙门吊、集装箱起重机、输送带系统等吊装机械设备的安装调试;供水、排水管道系统及变电站建设和电缆敷设等工程;以及陆路与水路衔接的桥梁、道路、铁路、物流园区等培养工程的建设。
1.1.5后期运营与维护
主要包括航道定期清淤、码头设施保养维修、及时更换更新航道标志等工作内容。
1.2施工特点
港口航道工程施工具有精密化程度高、技术集成多元、工程量浩大等突出特点。首先,高精密施工是由于港口航道工程涉及复杂的地质条件、水流特性和船舶运行要求,因此需要精确地进行测量、设计和施工。为保证工程的精确度和稳定性,整个施工作业在材料选择、工艺控制以及施工参数调整等方面都有极高要求[3]。同时,在施工过程中还要求使用先进的仪器设备和技术手段来强化监控和检测,以此确保施工质量和作业安全。
其次,多元技术集成是由于港口航道工程施工涵盖了土木工程、水利工程、机械工程、电气工程等多个专业领域的知识和技术。为实现工程目标,需要在施工过程中综合运用疏浚、爆破、筑堤、护岸、航道整治等各种技术手段和方法。同时,还要求重视并加大对新技术、新工艺和新材料的研发和应用,以提高施工效率和质量。
最后,工程量浩大体现为港口航道工程涉及大规模的土方开挖、填筑、护岸和疏浚等工程,需要投入大量的人力、物力和财力。由于工程环境的复杂性,造成施工难度较大,预期施工周期有延长的风险。
2港口航道工程施工带来的生态环境影响
2.1改变堤岸原生结构,容易造成水土流失
港口航道施工通常涉及对堤岸的改造和重塑,这样一来原有的堤岸结构就受到破坏。在施工过程中,如果不加以妥善处理,很容易降低堤岸的稳定性,进而引发沿岸土层松动、地面塌陷以及陆上建筑设施的坍塌等事故。同时,在风雨等自然力量作用下,这些松动的土壤就容易被冲刷走,造成大规模的水土流失。不仅会导致土壤肥力的下降,还会影响周边的植被生长,进一步加剧生态恶化。与之同时,水土流失还可能对水质产生影响[4]。当大量的泥土进入水体,会使水质变得浑浊,甚至引发水体富营养化等问题,对水生生物的生存造成严重威胁。
2.2影响水域自然环境,危及生物多样性
港口航道施工会直接或间接地影响到水域的自然环境。首先,施工过程中产生的噪声、振动以及各种结构性破坏等,都可能对水域生态系统造成干扰。这些干扰会破坏水生生物的栖息地,影响它们的繁殖和生存。例如:施工机械产生的高分贝噪声和持续性振动会干扰生物的繁殖、觅食和迁徙等行为,甚至导致它们的死亡。其次,施工作业还可能改变水流的方向和速度,影响水体的自净能力,导致水质逐步恶化,进而直接影响水生生物的生存繁殖,甚至可能导致一些敏感物种的灭绝。另外,港口航道施工还会破坏原水域中的食物链结构,导致某些物种数量的大量锐减或增加,影响到整个水生生态系统的平衡。
2.3污染土壤以及水体,引发关联生态问题
首先,港口航道工程施工过程中的挖掘、填筑、运输等作业会破坏原有的土层结构,使土壤变得疏松,易于被风化和流水侵蚀,影响土壤营养,不利于其他植被的健康生长,造成生态破坏。其次,施工作业中会产生大量的废水、废渣、生活废弃物等,这些污染物如果不经过妥善处理就随意排放,会对土地与、大气及水体等造成严重的污染。尤其是油污、重金属、有机物等有害物质会渗透到地下造成严重的水污染,导致水生生物的大量死亡或变异。同时,废渣的随意堆放也会占用土地资源,破坏地表植被退化。这些影响和破坏会对周边的生态系统产生连锁反应。
3港口航道工程施工对生态造成影响的对策
3.1提高港口航道疏浚方案的科学性
提高港口航道疏浚方案的科学性与精细化程度,可以有效缓解工程建设对生态环境的冲击,并促进港口航道工程与生态环境的和谐共生。
(1)在航道疏浚工程的施工前,必须对港口周边的基础生态环境进行全面且深入的调查与分析,挖掘识别潜在的生态破坏因素,包括水质、沉积物、生物多样性以及地形地貌等关键生态要素[5]。同时,应系统地整合施工所需的所有原材料信息,确保其获取和使用过程符合环保标准。
(2)要对施工作业区域进行细致的环境影响评估,针对工程施工可能带来的短期和长期生态影响进行全面考量,结合评估后制订出更为科学严谨的航道疏浚方案[6]。在确定施工的具体地域范围和工序流程时,应当结合生态环境现状进行深入考虑,施工区域需要尽量避开生态敏感区和珍稀物种栖息地。
(3)要合理选用施工技术与设备。施工过程中,需要根据港口区域具体的环境条件和施工作业需求,精心设计并选取具备较高可行性和环保性的施工技术与方法,例如:采用低冲击力疏浚设备,减少对水生生物及底质的扰动;推广绿色疏浚技术,实现疏浚物资源化利用等。同时,施工作业时最好选择具有高效节能、低噪声、低污染排放的机械装备,以此从源头上降低施工活动对生态环境的负面影响。
3.2结合实际情况合理安排施工作业
科学合理的疏浚时间选择不仅有助于工程项目顺利推进,还能切实减轻对生态系统特别是底栖生物群落的短期和长期不利影响,体现可持续发展的施工理念。
3.2.1基于生物特性安排施工作业
为最大限度减小对底栖生物及其生态系统的影响,应当遵循生物繁殖周期和生态习性规律来安排疏浚工作。通常建议在冬季进行疏浚作业,因为在这一时期,许多水生生物处于休眠或活动较少的状态,对环境扰动的敏感度相对较低,疏浚作业对其生存与繁衍的影响能够降到最低限度[7]。
3.2.2选择在枯水期进行疏浚施工
枯水期,水流速度较缓,底栖生物易于迁移,而且水位下降使得部分生物会主动向更深或更远的水域转移,从而降低直接损害的可能性。同时,枯水期施工也有利于控制疏浚过程中悬浮物的扩散,减少对周围水体的污染。
3.2.3结合水文条件科学组织施工
施工前需要考虑水文变化情况,应避免在水流量大或潮汐变化剧烈时施工,以防止水流带动疏浚物快速扩散,造成更大面积的生态破坏。施工过程中产生的底泥应按照相关规定妥善处置,可以将其转移到指定地点堆存或进行资源化利用,这样既能有效控制底泥中的颗粒物在水体中的扩散,又能保证疏浚作业完成后水域恢复的速度和质量。
3.3强化施工现场的污泥和弃土处理
在港口航道的吹填现场会产生大量的余水沉积物与高水分污泥,如果处理不好将影响港口的通航效果。实践工作必须贯彻科学严谨且规范有序的处理原则。
3.3.1排泥场所设计与建设贴合工程需求
应当预设足够大的空间供污泥进行临时存储与自然沉降,必要时,可灵活调整沉降时间,以优化分离效率,减轻悬浮物质对生态环境的影响作用[8]。同时,施工现场的排泥场设施应集成高效的隔离屏障系统,运用科学的空间布局逻辑,构建纵横交错的阻隔结构网络,精准调控余水流动方向与速率,以此有效遏制污染物随流水扩散现象。
3.3.2采取多种有效方式对污泥进行处理
可以依托先进的回收技术和机械设备对其进行资源再生,或将其安全转运至专门的处理场地进行规范化、深度化的无害化处理。用于临时堆放污泥的场地需要在地质与生态调研基础上进行确定,选址要求兼顾地质稳定性、污染物传播可能性,避开生态脆弱地,还要特别关注诸如固体含油量等特定指标,以最大化降低对环境的影响[9]。使用机械设备进行施工作业时也需要根据实际情况,对相关机械设备进行技术改造,如为实现高质量的疏浚效果,可以针对抓斗式挖泥船增加专门的防泥幕帘,加强对泥沙污染物的控制,减少作业中的散落。
3.2.3重视并加强对弃土的处理利用
考虑到这类弃土主要源自天然沉积层,通常对环境造成的污染并不大,甚至还蕴含的大量有利于提供土壤肥力的微量元素。因此应以回收并循环利用为主,例如,经适度加工处理后的弃土可用于改善农田土壤品质,提高土壤肥力,这既解决了弃土处理难题,又节约了疏浚工程的成本投入。除此之外,还可以将其用于土地复垦、洼地填埋以及环保型建筑材料的生产等。通过这些方式,深入挖掘疏浚弃土的内在资源价值,助力港口航道工程建设取得生态友好与经济效益的双丰收。
3.4落实生态补偿恢复并持续性跟踪
3.4.1加大生态补偿与恢复建设的资金投入
工程主管部门应当设立专项基金,将环境补偿和生态恢复费用纳入工程预算之中,确保有充足的资金用于弥补施工期间对生态环境造成的潜在损失。例如:在工程影响范围内涉及珍贵或受保护物种栖息地时,可与当地渔业管理部门或其他相关部门合作,制订详细的生态补偿计划,如设立保护区、人工增殖放流、恢复湿地等多种措施,以补救和重建受损生态系统,确保生物多样性的恢复和延续。
3.4.2建立健全环境监测与生态系统监控体系
全面加强港口生态环境监管,是确保港口生态管理有针对性、有实效性的关键[10]。港口航道施工团队应设置完善的环境监测站点,对施工作业前、施工期间以及施工完成后的各阶段的水体质量、底泥、大气及噪声等各项环境指标进行不间断的环境监测,如针对吹填区的溢流口排泥水进行动态监测,加强其浓度控制。监测中一旦发现施工活动导致的任何水体、土壤污染迹象,应及时启动应急预案,采取有效的治理措施,防止环境污染进一步扩散,从而最大程度降低对生态环境的长远损害。
3.4.3应持续跟进生态恢复项目的执行效果
要求定期评估恢复措施的效果,依据监测数据动态调整环保策略,确保生态修复工作的有效性与持久性。只有通过全过程的跟踪管理,才能真正实现工程建设与生态环境保护的协调统一,践行绿色发展观,推进港口生态文明建设与经济发展的长效化。
4结语
港口航道工程较为复杂,施工作业过程中需要考虑多方面的因素,尤其要注意协调与生态环境之间的关系,确保工程项目进展与生态环境保护之间的平衡。为实现这一目标,需要结合严格的施工标准与实地施工条件,精心制订一套全面且细致的施工管理方案。在工程筹备阶段,需要前瞻性地设计兼具事前预防与事后修复的系列生态补偿预案,旨在确保生态环境的健康稳定与工程项目的按期推进。在施工过程中,应积极倡导并实践绿色施工理念。通过不断优化施工工艺、选用环保型施工材料、严格执行废弃物分类处理规定、科学调度施工时段等措施,以便于确保港口航道工程项目的建设质量,同时最大限度地降低对周边生态环境的潜在干扰。另外,还要强化环境监控与精益化管理。需要借助高科技监测设备和技术手段,实时监测施工活动对生态、生物的细微影响,一旦发现不利变化,便能迅速启动修复响应机制,对受损生态环境进行及时有效的干预和恢复。通过这些措施,确保港口建设与生态保护协同一致,共同构筑一条通往可持续、长久繁荣的绿色发展之路。
参考文献
[1]蒋凯.我国生态港口建设现状和发展对策[J].港口科技,2021(11):16-19.
[2]谢见开.港口航道工程施工重点环节控制措施研究[J].珠江水运,2024(6):126-128.
[3]顾焱华.南通沿海港口与航道工程施工安全影响因素及管理措施[J].工程技术研究,2022,7(6):156-158.
[4]陈雪妹.港口与航道工程施工的生态影响及对策分析[J].居舍,2021(29):123-zibCSNr6KyFhsFS2Iq6/oA==124,130.
[5]张亚,李浩.基于环保理念的港口航道疏浚工程施工探讨[J].中国水运(下半月),2020,20(3):136-137.
[6]麦居喜,刘路明,詹诚.港口航道工程施工疏浚物处置措施探讨[J].西部交通科技,2023(11):211-213.
[7]郑涛.基于Choquet模糊积分的港口工程生态化建设效果评价研究[D].大连:大连理工大学,2022.
[8]陈伟.典型内河航道工程建设生态影响评估方法研究[D].天津:天津理工大学,2022.
[9]刁世良.信息化技术优势及其在港口与航道工程项目中的应用[J].产业与科技论坛,2022,21(22):45-46.
[10]于长俊.港口与航道工程施工的生态影响及对策研究[J].水上安全,2023(6):43-45.