芥川龙之介河童海洋倾倒区容量评估研究--以连云港2＃倾倒区为例 孙同美;王晓亮;齐安翔;陆士良;杨画红;刘建国
【摘 要】海上倾倒是疏浚物的主要处置方式，倾倒活动在一定程度上可引起海洋环境和局部海床变化，进而影响倾倒区的环境容量和倾倒容量。文章在倾倒区选划时倾倒容量计算方法的基础上，引入面积有效利用系数、可继续利用的水深等概念，通过分析倾倒区冲淤环境、流失率和倾倒区有效利用面积等，评估连云港2＃倾倒区使用期间的倾倒容量，探索使用过的倾倒区倾倒容量的评估方法。同时，分析海洋环境对倾倒强度和倾倒方式的响应情况，结合倾倒区使用期间海洋环境质量变化，评价倾倒容量的合理性，为海洋行政主管部门在倾倒区管理方面提供科学依据。 【期刊名称】《海洋开发与管理》
【年(卷),期】2015(000)0062013苏迪曼杯>黄岩蜜橘栽培起源于什么时期
【总页数】6页(P37-42)
【关键词】海洋倾倒区;倾倒容量;环境容量
【作 者】孙同美;王晓亮;齐安翔;陆士良;杨画红;刘建国七台河市高级中学
【作者单位】国家海洋局东海预报中心 上海 200081;国家海洋局东海预报中心 上海 200081;国家海洋局东海预报中心 上海 200081;国家海洋局东海预报中心 上海 200081;国家海洋局东海预报中心 上海 200081;国家海洋局东海预报中心 上海 200081
【正文语种】中 文
【中图分类】P76
港口、航道等建设产生的疏浚物一般采用海上倾倒、吹填和资源化利用3种处置方式，其中海上倾倒占主体[1]。疏浚物倾倒导致水体分层扰乱、水中悬浮物增加、海底地形改变，对倾倒区所在海域的水质、沉积物、生态环境以及局部海床等均有一定的影响作用[2-6]，进而影响倾倒区的环境容量和倾倒容量。《疏浚物专项评价指南》[7]指出，在评估倾倒区容量时应考虑：① 预期的年、月、周、日倾倒量；② 倾倒区域是否为扩散型海区；③ 由海底可能发生的堆积而使倾倒区水深减少的容许量。故倾倒区类型、倾倒强度、倾倒量以及海底地形的变化是倾倒容量评估的关键。本研究认为倾倒区容量应在倾倒容量的基础上，
结合海洋环境容量，分析倾倒容量的合理性，即倾倒区容量需综合考虑倾倒容量和环境容量。目前，倾倒区选划方法[8-9]、倾倒活动对海洋环境影响的研究较多，但使用中的倾倒区容量评估的研究却较为罕见。倾倒区使用一段时间后，其水深、冲淤环境和生态环境可能发生一定的变化，无法直接采用启用时的计算方法评估容量。本研究则在选划时计算方法的基础上，引入面积有效利用系数、可继续利用的水深等概念，设计倾倒容量公式，通过分析倾倒区冲淤环境、流失率、水深和倾倒区有效利用面积等，结合倾倒区使用期间海洋环境质量变化情况，评估倾倒区倾倒容量，为海洋行政主管部门在倾倒区管理方面提供技术支撑。
连云港港30万吨级航道一期工程2#临时倾倒区(以下简称“2#倾倒区”)位于江苏海州湾，在主航道与徐圩航道拐角东南4 km处，顺航道布置，面积为8 km2，分为A区、B区和C区。海州湾海域沉积物来源主要是黄河输运的物质[10]，属淤泥质岸滩，水下地形以1/1 000坡度向外海延伸[11]；此海域泥沙供应不足，受风浪等影响，冬冲夏淤的特征明显，但整体呈冲淤相对平衡、略有冲刷态势[12]。2009年3月倾倒区选划时水深范围为9.78～14.41 m，平均水深为12.00 m；水下地形由西南向东北倾斜、逐步加深[12]。2010年2月2#倾倒区正式启用，主要接纳连云港港30万吨级航道一期工程产生的疏浚物，疏浚区疏浚泥粒度由近
岸向外海变粗，以粉砂和黏土为主[12-13]。
2.1.1 水深
监测区域包括倾倒区和倾倒区周边海域，即沿倾倒区主流方向向外延伸500 m、其他方向向外延伸200 m的区域(图1)，测图比例尺为1∶5 000。2010—2011年每年5月、11月各监测1次，2012年5月、8月各监测1次。
水深监测采用无锡海鹰SDH-13D测深仪，测深范围0.35～123 m，分辨率为0.01 m，测量精度小于0.4%所测深度±0.05 m，定位采用差分GPS定位仪，定位精度优于1 m。根据《海洋工程地形测量规范》[14]的要求，对水深资料进行吃水校正和水位校正，借助Surfer软件进行冲淤分析。
2.1.2 生态环境
根据《海洋监测规范》[15]对倾倒区及其邻近海域的水质、沉积物和生物生态进行监测。2
010—2012年，水质每年5月和8月各监测 1次，沉积物和生物生态每年8月监测1次，监测站位见表1和图2。水质监测要素为透明度、悬浮物、pH值、化学需氧量、溶解氧、石油类、铜、铅、总汞，沉积物监测要素包括有机碳、石油类、铜、铅、锌、镉、铬、汞和砷，生物生态监测要素为底栖生物。
在评价分析时，水质、沉积物采用单因子评价法；水质采用《海水水质标准》[16]中一类标准；沉积物分功能区评价，倾倒区、航道功能区内采用《沉积物质量标准》[17]3类标准，其他站位采用一类标准。底栖生物采用优势度、丰富度和均匀性指数等参数进行表征。
2.2 容量评估方法
倾倒容量即倾倒区所能容纳的倾倒物体积。倾倒区选划时，倾倒容量常用倾倒区面积的2/3与可接受淤积厚度的乘积，除以(1-倾倒区预测流失率)计算而得。倾倒区使用后，水深地形将发生一定的变化，导致倾倒区可使用的面积、可接受的淤积厚度以及倾倒区的流失率等发生变化。为提升计算结果的可信度，倾倒区的流失率可根据倾倒区使用期间实际情况计算而得，减小预测值引起的误差。本研究设计了倾倒区使用后，倾倒容量的计算公式： 式中：A为倾倒区倾倒容量，单位：m3；S为倾倒区面积，单位：m2；H为倾倒区可接受的淤积厚度，单位：m；H′为淤积厚度小于H的区域已淤积的平均厚度，单位：m；α为面积有效利用系数，即倾倒区淤积厚度小于H的区域占总面积的比例；γ为倾倒区流失率。
其中，倾倒区流失率是指倾倒区内倾倒物流失量占倾倒总量的比例，即平均水深的理论减小值与实际减小值的差值占平均水深理论减小值的比例。计算公式为：
式中：h1为平均水深的理论减小值，单位：m；h2为平均水深的实际减小值，单位：m。
当h2>0时，倾倒区流失率小于100%，则海床呈淤积状态；当h2<0时，倾倒区流失率大于100%，则海床呈冲刷状态；当h2=0时，倾倒区流失率等于
100%，则倾倒物恰好全部扩散至倾倒区外。
在评估倾倒容量后，结合海洋环境对倾倒强度、倾倒方式的响应情况，分析倾倒容量是否可接受。
3.1 冲淤环境
倾倒船舶在倾倒过程中并非在整个倾倒区内均匀倾倒，而往往按其最方便、最经济、最可操作的方式倾倒，因而造成疏浚泥在倾倒区中分布不均匀，甚至出现局部严重隆起现象。水深是倾倒区跟踪监测的重要内容，可表征倾倒活动对海床的影响，是倾倒区可否继续使用的关键。2009—2012年水深监测结果显示，水深分布趋势与选划时基本一致，即水下地形由东南向西北逐渐增加，但局部区域受倾倒活动影响水深有所减小(图3)。据统计，每年冬半年月倾倒量大于夏半年月倾倒量(图4)，此种倾倒方式可充分利用本海域冬冲夏淤的自然条件，减缓倾倒活动对海床的影响。2010年上半年(根据水深监测时间，将倾倒活动划分成不同时期，划分方法见表2)基本处于冬半年，且倾倒强度相对较小，倾倒物在海流作用下向四周输运扩散，平均水深不但未减小反增加0.20 m(图5)。而2010年5月至2011年5月的倾倒量虽小于2011年6月至2012年7月的倾倒量，但前者平均水深显著减小，减幅为0.80 m，而后者平均水深却变化很小。答韦中立论师道书
经冲淤分析可知，2010年5月至2011年5月平均水深的减小主要是由A区和B区倾倒物淤积引起的。2010年10月的月倾倒量近300万m3，高强度且相对集中的倾倒导致倾倒区流失率仅为49%。受残留倾倒物影响，A、B区流速有所减小，减幅约4～6 cm/s，减缓了倾倒区海床恢复[18]。在此背景下，尽管2011年上半年主要处于冬半年，冬季冲刷的自然环境有
利于疏浚物的扩散，但因高强度且相对集中的倾倒(倾倒总量为783.8万m3，倾倒活动主要发生在A区和B区)导致A区和B区淤积较严重，淤积最厚处可达3.80 m(图6)。
2011年6月至2012年8月初倾倒单位在获知A区和B区淤积后，将疏浚物主要倾倒至C区，A区和B区的倾倒强度较小，滞留的倾倒物则在水动力作用下逐渐向倾倒区周边输运扩散，淤积态势得到缓解(图7)。倾倒区流失率有较高提升为97%，说明这段时间倾倒的大部分倾倒物被潮流输运扩散走，故平均水深变化较小。可见，倾倒物的输运扩散不但受倾倒区所在海域泥沙自然运移环境的影响，还与倾倒强度和倾倒方式紧密结合。
经过3年的使用，倾倒区内残留的倾倒物在空间分布上存在较大差异(图8)：倾倒区以淤积为主，A区靠近航道一侧淤积最为显著(淤积厚度最大可达2.8 m)，其次为B区中部，再者为C区东部。经统计，2#倾倒区淤积1 m以上的区域面积最大，约占总面积的38.0%，其次为淤积 0.5～1 m的区域，约占总面积的25.2%。2012年8月初监测时，2#倾倒区水深范围为7.53～14.73 m，平均水深为11.20 m。
3.2 生态环境
倾倒区的倾倒作业会因泥沙抛入海水中而引起水体浑浊度增大、悬浮物含量升高，但这种环境变化是短期的。随着海流的携带和颗粒的沉降，海水将慢慢澄清。由2010—2012年监测结果可知，此海域的悬浮物含量较稳定，与选划时处于同一水平。监测海域的溶解氧、pH值、化学需氧量、石油类和汞基本符合一类海水水质标准，部分站位出现铜和铅超一类水质标准现象，超标站位主要位于航道以北和倾倒区内，这与选划时结果基本一致，倾倒活动对水质影响不显著。
河南大学学报
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议