海砂開采工程的環(huán)境影響分析

李嬋娟

（自然資源部第三海洋研究所，廈門 361005）

海砂開采是重要的海洋開發(fā)利用方式，應以市場化方式出讓海域使用權。為嚴格規(guī)范工程用砂市場，切實加強生態(tài)環(huán)境保護，海砂開采必須開展環(huán)境影響評價。海砂開采工程是一類特殊的海洋工程，它的施工區(qū)域及環(huán)境影響基本位于海域，因此這類工程對海洋環(huán)境的影響較大，和陸域工程帶來的環(huán)境影響有所區(qū)別。如何全面評價海砂開采對海洋環(huán)境的影響是值得探討的問題。本文通過分析典型案例，評價海砂開采過程的環(huán)境影響。

1 海砂開采工程的環(huán)境影響要素

根據(jù)海上作業(yè)的工程特點，海砂開采工程對海洋環(huán)境的污染影響因素主要體現(xiàn)在3 個方面。一是采砂擾動底質(zhì)、采砂船滿倉溢流產(chǎn)生的懸浮泥沙；二是采砂作業(yè)人員產(chǎn)生的生活廢水和生活垃圾；三是船舶產(chǎn)生的含油廢水、燃油廢氣。根據(jù)工程特點，海砂開采工程的生態(tài)影響因素[1]主要體現(xiàn)在5 個方面。一是采砂區(qū)及附近海域水文動力環(huán)境；二是沖淤環(huán)境；三是海底地形地貌和海床穩(wěn)定性；四是周邊海域海洋生物生態(tài)；五是周邊海域環(huán)境敏感目標。

2 典型海砂開采工程案例分析

某海砂開采工程位于福建省東南海域，處于領?；€以外至領海外部界限的范圍內(nèi)，海砂開采面積約為7 km2，估算可采砂量約為1 965 萬m3，開采標高為-28.7 m 至-41.7 m，采砂區(qū)海砂礦主要為石英，海砂礦粒級以粗、中粒級為主。

2.1 海砂開采工藝

本工程施工容易受風、浪、流、霧等影響，宜選擇具有自取、自航、自拋施工特點的船機設備。耙吸船、自吸自卸砂船自身帶有泥漿泵或砂泵等取砂設備，取砂設備下伸至砂層表面，通過泥漿泵或砂泵產(chǎn)生離心力，將砂和水混合物一起抽到船艙中，通過過濾砂水混合物，截留砂到船艙中，從而達到取砂的目的。本工程采用耙吸挖泥船和自吸自卸砂船施工，取砂工藝采取分段分帶法及裝艙溢流法。船機設備在開采區(qū)完成取砂后由工程區(qū)北面現(xiàn)有的海砂運輸航道運至施工場地。

2.2 工程周邊環(huán)境敏感目標

工程附近的環(huán)境敏感目標主要有3 類。一是工程區(qū)東南面約0.5 km 外的重要漁業(yè)水域生態(tài)保護紅線區(qū)，保護對象主要是經(jīng)濟蝦、鰳魚、藍點馬鮫、大黃魚、無針烏賊的親魚及其繁育環(huán)境；二是工程區(qū)西面約11 km 外的領?；c海洋保護區(qū)，保護對象主要為海島岸線及周圍海域生態(tài)環(huán)境；三是工程區(qū)西面約30 km外的重要自然岸線及沙源保護海域生態(tài)紅線區(qū)，保護對象主要為自然岸線、沙灘資源及周邊防護林。除了與海砂開采區(qū)相鄰的海砂運輸航道外，工程周邊航道位于開采區(qū)北面及南面約8 km 以外，工程實施后周邊海域流速及泥沙沖淤的變化將對航道、錨地等海域開發(fā)活動帶來影響。

2.3 海洋環(huán)境影響評價

2.3.1 海洋水動力環(huán)境影響

根據(jù)本工程的數(shù)值模擬預測結果[2]，工程前后采砂區(qū)潮位基本不受影響，潮位過程變化極小，正負偏差小于1 cm，潮差不變，漲、落潮歷時也沒有變化。因本工程影響，采砂區(qū)及其外緣海域的流態(tài)發(fā)生一定變化。從漲、落潮平均流速來看，其流速變化區(qū)域基本局限在采砂區(qū)域及周邊1 km 以內(nèi)的范圍。在采砂區(qū)內(nèi)，漲落潮平均流速減小幅度在0.01～0.03 m/s。在采砂區(qū)外西南1 km 以內(nèi)的海域，流速有0.01～0.03 m/s 的增加，對其余海域的平均流速影響很小。位于采砂區(qū)的部分監(jiān)測點的漲落潮最大流速減小，減小幅度最大為9 cm/s，對應的流向變化個別點較大，其余各點均保持在-6°～5°。位于采砂區(qū)域附近的各點漲落潮最大流速基本不變，流向也基本不變。位于采砂區(qū)外圍的各對比點流速基本不變。

2.3.2 海洋沖淤環(huán)境影響

據(jù)預測采砂工程實施后，采砂區(qū)內(nèi)將產(chǎn)生一定的淤積，年淤積量為1～5 cm/a。泥沙沖淤影響范圍有限，主要位于工程區(qū)海域，對周邊海灣其他區(qū)域基本沒有影響。

2.3.3 海床穩(wěn)定性分析

據(jù)預測本工程海砂開采結束后，海床沖淤影響范圍為采砂坑邊緣向北52 m，向南37 m，向西56 m，向東15 m。在海床向均衡剖面演化的過程中，其影響范圍為采砂坑邊緣向北1.4 km，向南1.0 km，向西2.7 km，向東0.72 km。海砂開采對周邊敏感區(qū)基本不會產(chǎn)生影響。

2.3.4 海洋水質(zhì)環(huán)境影響

根據(jù)數(shù)值模擬預測結果，本工程施工懸浮泥沙增量濃度大于10 mg/L 的包絡線影響面積為30.69 km2，對工程區(qū)東南面重要漁業(yè)水域生態(tài)保護紅線區(qū)影響的面積為4.73 km2。建議在靠近重要漁業(yè)水域生態(tài)保護紅線區(qū)的施工區(qū)優(yōu)化施工組織設計，降低施工強度，在適當?shù)奈恢迷鲈O防污簾，以減小施工懸浮泥沙對該敏感區(qū)的影響。

2.3.5 海洋沉積物環(huán)境影響

海砂開采可能會使周圍海域沉積物發(fā)生遷移、分選，海砂開采后，采砂區(qū)周邊海域表層沉積物將主要表現(xiàn)為由周邊海域向采砂區(qū)輸運的趨勢。根據(jù)施工海域的海洋沉積物現(xiàn)狀調(diào)查與評價結果，所有海洋沉積物樣品的有機碳、硫化物、石油類、銅、鉛等含量均符合《海洋沉積物質(zhì)量》（GB 18668—2002）的一類標準值，沉積物質(zhì)量現(xiàn)狀良好。此外，施工產(chǎn)生的懸砂源于本海域，無外源污染物輸入，隨著施工結束，懸浮泥沙將很快沉降，覆蓋于采砂區(qū)及周邊海域表層。因此，采砂作業(yè)過程產(chǎn)生的懸沙擴散和沉降對采砂區(qū)域及周邊海域的沉積物質(zhì)量不會產(chǎn)生較大的影響。采砂導致的有毒有害物質(zhì)溶出對海水水質(zhì)的影響較小。

2.3.6 海洋生態(tài)環(huán)境影響

（1）對底棲生物的影響。海砂開采導致底棲生物棲息環(huán)境遭到破壞，對部分底棲生物的繁殖和生長造成影響，但具有行動能力的底棲生物則可能主動逃竄回避從而免遭受損。采砂作業(yè)中，該海域的底棲生物來不及逃離，先被吸入船艙，后被填埋。

（2）對浮游生物的影響。采砂作業(yè)產(chǎn)生的懸浮物提高了海水濁度，水體的真光層厚度減小，海洋初級生產(chǎn)力降低，浮游植物生物量隨之下降，因此，以浮游植物為餌料的浮游動物受到影響，單位水體的生物量相應減少[3]。過量懸浮物使浮游動物食物過濾系統(tǒng)和消化器官受到阻塞，懸浮物含量超過300 mg/L時，影響特別明顯；高濃度增量甚至會導致其死亡，對浮游動物生長率、攝食率、豐度、生產(chǎn)量及群落結構等造成影響。根據(jù)數(shù)據(jù)模擬預測結果，采砂產(chǎn)生的懸浮泥沙增量濃度大于100 mg/L 的包絡線影響面積內(nèi)（約9.26 km2），浮游生物的生長繁殖會受到一定的干擾，生物量相應下降。采砂作業(yè)結束后，入海懸浮泥沙不會對浮游生物產(chǎn)生長期顯著不利影響。

（3）對底棲生態(tài)環(huán)境的影響。采砂作業(yè)結束后將在海床上形成大面積的采砂坑，海砂開采過程中，采砂坑周邊泥沙隨采砂坑深度增加而不斷運動，整個開采區(qū)的海底地形處于動態(tài)變化中。受采砂作業(yè)影響，采砂區(qū)的流速均有降低，泥沙回淤量增加。海砂開采會使采砂區(qū)水深加大，砂源大量喪失，底質(zhì)類型及地形地貌改變，導致采砂區(qū)及其附近海域的底棲生態(tài)環(huán)境遭到破壞，影響該海域魚類的生存、棲息。

（4）對漁業(yè)資源的影響。本項目采砂作業(yè)產(chǎn)生的懸浮泥沙增量濃度大于100 mg/L 的包絡線影響面積約為9.26 km2，在此區(qū)域內(nèi)，高含沙量會導致魚卵、仔魚部分死亡，成魚可以回避，但幼體仍將受到較大影響。因此，采砂作業(yè)產(chǎn)生的懸沙入海將對魚類產(chǎn)生一定的影響。

（5）海洋生物資源損害評估。根據(jù)本工程的采砂區(qū)面積、春秋兩季現(xiàn)狀調(diào)查的底棲生物平均生物量，估算各期采砂作業(yè)造成的底棲生物資源受損量（合計81.28 t）。根據(jù)采砂工程懸浮泥沙增量擴散范圍的數(shù)值模擬結果，明確各時期共造成的持續(xù)性損害受損量，浮游植物為8.72×1018cells，浮游動物為3.37×1013ind，魚卵為1.46×109ind，仔魚為9.29×108ind，游泳生物為5.99×104kg。

2.3.7 對周邊環(huán)境敏感目標的影響

根據(jù)本工程的數(shù)值模擬預測結果，工程實施后，流速流態(tài)無明顯變化，泥沙沖淤無明顯變化，因此對周邊海域環(huán)境敏感目標的地形地貌、海域自然屬性、岸線形態(tài)等基本沒有影響。

本工程運用船舶采砂，開采過程會對采砂區(qū)的海底生境造成破壞，海底擾動導致懸浮泥沙含量增高，高濃度水體主要集中在施工區(qū)域周邊。施工過程可能引起懸沙濃度增量大于10 mg/L 的影響范圍面積約為30.69 km2，主要向東北和西南擴散，未到達領?；c海洋保護區(qū)、重要自然岸線及沙源保護海域生態(tài)紅線區(qū)，但工程區(qū)東南面的重要漁業(yè)水域生態(tài)保護紅線區(qū)距離本工程較近，紅線區(qū)內(nèi)，本工程施工可能引起海水懸浮泥沙增量超過10 mg/L 的影響范圍面積為4.73 km2，懸浮泥沙增量將會影響該生態(tài)紅線區(qū)內(nèi)的海水水質(zhì)，同時將導致該海域游泳生物、底棲生物和漁業(yè)資源不同程度受損。本工程施工產(chǎn)生的懸浮泥沙影響區(qū)域相對固定，同時，其對海域環(huán)境的影響將隨著施工結束而消失。施工結束后，應通過生態(tài)補償及修復措施恢復漁業(yè)資源，將影響控制在一定范圍內(nèi)。本工程應合理安排施工期，盡量避開魚類產(chǎn)卵盛期，同時通過優(yōu)化海砂開采工藝、增設防污簾、加強海砂開采跟蹤動態(tài)監(jiān)測[4]等環(huán)保措施，將工程施工對海洋環(huán)境的影響降到最低。

根據(jù)數(shù)值模擬預測結果，本工程北面的海砂運輸航道與采砂區(qū)相連，位于流速減小區(qū)，在本采砂區(qū)外的西南1 km 以內(nèi)的海域，流速有0.01～0.03 m/s 的增加，對其余海域的平均流速影響很小，泥沙淤積強度減小或不變，泥沙沖淤影響主要集中于工程海域，基本不會對海砂運輸航道的水深造成影響。除了與海砂開采區(qū)相鄰的海砂運輸航道外，工程周邊航道位于開采區(qū)北面及南面約8 km 以外，其所在海域的流速發(fā)生一定變化，落潮流速減小1 cm/s，基本不會對航道的使用造成明顯影響，泥沙沖淤影響主要集中于工程海域，對外海習慣航線基本沒有影響，因而本工程基本不會對周邊航道造成影響。

3 結論

海砂開采是海洋開發(fā)利用的一種常見方式，其對海洋環(huán)境特別是海洋底棲環(huán)境的影響較大，因此要加大監(jiān)管力度，防止其對海洋環(huán)境造成污染。各地政府應當劃定法定的海砂開采區(qū)并嚴格執(zhí)行相關措施，依法依規(guī)做好海砂開采，盡量減小海砂開采對海洋環(huán)境的影響[5]。