长江口航道疏浚土“十四五”综合利用研究_程海峰.pdf
《长江口航道疏浚土“十四五”综合利用研究_程海峰.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《长江口航道疏浚土“十四五”综合利用研究_程海峰.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第32卷第2期2023年2月长江流域资源与环境esources and Environment in the Yangtze BasinVol32 No2Feb 2023长江口航道疏浚土“十四五”综合利用研究程海峰1,2,刘杰1,2,陈复奎3,付桂3,王珍珍1,2,谢滢芳1,2(1 上海河口海岸科学研究中心,上海 201201;2 河口海岸交通运输行业重点实验室,上海 201201;3 交通运输部长江口航道管理局,上海 200003)摘要:通过疏浚土资源调查及疏浚土利用现状和形势分析,评价了长江口航道疏浚土对不同利用方式的适宜性,提出了“十四五”期疏浚土综合利用的方向和建议。结果表明:(1)长
2、江口航道疏浚土丰富,“十四五”年产量在 5 800 万 m3以上,且土质优良、清洁无污染;(2)深水航道南港圆圆沙段和南槽航道九段沙灯船以上段疏浚土适用于筑堤利用和吹填上滩,深水航道北槽中下段及南槽航道九段沙灯船以下段疏浚土可用于滩涂湿地修复和吹填上滩;(3)“十四五”期,建议横沙浅滩利用北槽中下段深水航道疏浚土进行滩涂整治修复,南汇东滩促淤区利用南槽航道疏浚土吹泥上滩储备资源;在破解相关制约因素的基础上,九段沙湿地可利用深水航道北槽中下段和南槽航道九段沙灯船以下段疏浚土实施保育修复,周边涉水工程可利用深水航道南港圆圆沙段和南槽航道九段沙灯船以上段疏浚土开展充填筑堤。关键词:航道;疏浚土;综合
3、利用;十四五;长江口中图分类号:U616文献标识码:A文章编号:1004-8227(2023)02-0331-08DOI:10.11870/cjlyzyyhj202302009收稿日期:2022-04-12;修回日期:2022-06-15基金项目:国家自然科学基金项目(U2040204);上海市科技计划项目(21DZ1201002)作者简介:程海峰(1983),男,副研究员,主要研究方向为河口海岸泥沙及港口航道工程 Email:ecsrc_chf 疏浚土是一种宝贵资源,国外发达国家对疏浚土的利用普遍重视,具有成熟的体制机制,疏浚土利用率高、方式和途径多元化,侧重于生态环境 的 修 复 和 保
4、护1。我 国 疏 浚 土 利 用 率 较低2,但疏浚土利用的观念逐渐加强,近来年在国家相关政策意见指导下,长江口、荆州等地陆续开展了航道疏浚土综合利用试点工作,开辟了长江干线航道疏浚土资源化、生态化利用途径,形成了成熟的疏浚土利用工艺,产生了良好的生态效益和社会效益。长江口疏浚土产量大,疏浚土资源化、生态化利用是贯彻长江“生态优先、绿色发展”理念的重要实践,也是响应长江大保护战略要求和推动长江航运高质量发展的重要举措。近年来,在长江口航道疏浚土实施吹填上滩的同时,河口面临着流域来沙减少、河床总体由淤转冲、湿地生态环境退化的新形势3,推进利用长江口航道疏浚土来保育和修复河口滩涂湿地变得尤为迫切。
5、此外,疏浚土综合利用还能有效降低疏浚土外抛量,从而减少泥沙资源的浪费、削弱疏浚土外抛对水域环境的影响4。因此,有必要对“十四五”期长江口航道疏浚土资源质量及利用适宜性等进行研究,为更好地实现疏浚土资源化、生态化利用提供技术参考。1疏浚土利用现状与形势1.1利用概况1998 年长江口航道治理工程开始实施以来,长江口航道疏浚土的利用形式主要为吹填上滩、整治滩涂,少量进行筑堤利用。其中,2004 2019 年,在横沙东滩促淤圈围工程中累计完成12.5 m 深水航道疏浚土上滩 4.3 亿 m3,平均利用率在 40%以上,横沙东滩已由最初的水下浅滩演变成为芦苇、海三棱藨草等盐沼植被密布的高品质湿地;20
6、10 2019 年,少量 12.5 m 深水航道南港圆圆沙段和南槽 5.5 m 航道疏浚土吹填至浦东机场外侧滩涂促淤圈围工程和长兴潜堤后方滩涂圈围工程5;2019 年,结合南槽航道治理一期工程江亚南沙护滩堤建设,首次利用南槽6.0 m 航道疏浚土作为整治建筑物袋装砂充填料(筑堤利用),取得了良好的试验应用效果。2020年以来,随着横沙东滩促淤圈围工程完工以及疏浚土资源化利用新区域尚未规划落实,长江口航道疏浚土全部外抛至抛泥区处置,造成大量宝贵泥沙资源的浪费。1.2利用工艺长江口航道主要采用耙吸挖泥船实施疏浚、耙吸挖泥船或驳船进行运泥和抛泥作业、绞吸挖泥船或耙吸挖泥船完成吹泥上滩,疏浚土利用工艺
7、主要包括“挖运抛+吹”工艺、“挖运吹”工艺和“挖+运抛+吹”工艺 3 种6。“挖+运抛+吹”工艺将挖泥和运泥作业分离,能够适应长运距(30 km以上)的疏浚土利用,综合成本相对较低,其施工技术及工艺流程已逐渐成熟,可有效拓展长江口航道疏浚土的利用空间6。长江口航道疏浚土筑堤利用主要采用耙吸挖泥船疏浚、驳船运泥和铺砂船灌装的“挖+运+铺”工艺,该工艺能适应长运距施工,同时驳船吃水浅,便于袋装砂的灌装和铺设。1.3政策形势近年来,习近平总书记提出的“共抓大保护、不搞大开发”和“生态优先、绿色发展”的长江经济带发展理念深入人心;交通运输部关于推进长江航运高质量发展的意见 要求“加强资源集约利用和生态
8、保护,加强航道资源保护,提高航道疏浚土综合利用比例,推进绿色航道建设”;交通强国建设纲要 提出“促进资源节约集约利用,提高资源再利用和循环利用水平,推进交通资源循环利用产业发展,以及强化交通生态环境保护修复”的绿色发展要求;长江保护法 明确要“落实生态环境保护和修复、促进资源合理高效利用”。可见,推进长江口航道疏浚土资源化、生态化利用符合国家政策方向,是响应生态文明建设号召的重要举措。1.4河口环境变化20 世纪 50 年代以来,长江径流量无明显趋势性变化,但受流域闸坝工程建设影响,80 年代中期以来来沙量明显减小7。长江流域来沙减少产生的“清”水下泄,已导致河口含沙量下降8。受此影响,近 2
9、0 年长江口南支以下河段发生了由净淤积向净冲刷的转换,同时口外海滨段亦呈总体冲刷态势7。据统计,19982019 年,长江口南支以下河段(徐六泾 口外 20 m 等深线)净冲刷量达 31.7 亿 m3,北支河段(崇明岛头部口外 20 m 等深线)净淤积量约 8.2 亿 m3,河口总体净冲刷 23.5 亿 m3。滩涂是长江口盐沼湿地生态系统的重要基底,分析表明 2010 年以来长江口滩涂呈持续冲刷态势7,其中与长江口航道相邻的横沙浅滩、九段沙及南汇东滩的冲刷趋势较为明显,河口滩涂湿地资源亟需保护和修复。2疏浚土资源调查2.1航道工程概况长江口水道众多,航道资源丰富,疏浚土主要产生在长江口 12.
10、5 m 深水航道南港北槽段和南槽 6.0 m 航道人工维护段(图 1)。其中,南港北槽 12.5 m 深水航道 2010 年 3 月开通进入维护图 1长江口航道平面位置Fig.1Location of Yangtze Estuary navigation channel233长江流域资源与环境第 32 卷期,航道全长 92.2 km(底宽为 350400 m),自上而下分为南港段(III-A IIN-A 单元)、圆圆沙段(IIN-B A 单元)、北槽段(B Z 单元)和口外段(IIW-A III-I 单元)。南槽航道治理一期工程于 2018 年底开工,工程主要建设内容包括新建16 km 江 亚
11、 南 沙 护 滩 堤,并 结 合 疏 浚 开 通 长86 km、宽 600 m(口外1 000 m)、深 6.0 m 的航道(图 1),其中人工维护段(S1 S14 单元)位于南槽中下段,纵向分为九段沙灯船以上段(S1 S4 单元)和九段沙灯船以下段(S5 S8 单元);南槽 6.0 m 航道于 2020 年 3 月开通并进入试通航期。2.2疏浚土产量12.5 m 深水航道开通以来,航道年疏浚量呈阶段性下降态势。其中,2011 2013 年疏浚量大;2014 2015 年受上游河势及水沙条件变化改善和疏浚工艺优化措施实施等的影响,疏浚量有所下降;2016 年南坝田挡沙堤加高工程(+3.5 m)
12、实施后,北槽水沙环境进一步改善,20162020 年航道疏浚量较工程实施前进一步下降,年产量在 5 2006 000 万 m3/a 之间9,主要集中在北槽中下段和南港圆圆沙段(图 2)。图 220162020 年南港北槽 12.5 m 深水航道疏浚土年均产量沿程分布Fig.2Distribution of annual average output of dredged soil in 12.5 m Deepwater Channel from 2016 to 20202013 年,南槽开通 5.5 m 航道,其维护疏浚段位于南槽航道中下段。据统计,2015 2018年,南槽 5.5 m 航道
13、年均维护量约 228 万 m3,主要疏浚区段位于江亚南沙沙尾附近。2020 年 3月,南槽 6.0 m 航道全线开通并进入试通航期。试通航以来的 2020 年 412 月,航道疏浚量合计约 439 万 m3,实施疏浚区段位于南槽中下段的S1S8 单元,其中江亚南沙沙尾附近的 S5S7 单元为峰值区段(图 3),与 5.5 m 航道主要疏浚区段基本一致。“十四五”期,受流域减沙、南坝田挡沙堤加高完善工程(+4.5m)建成(2020 年 12 月交工)以及规划“长江口 12.5 m 深水航道条件优化工程”研究实施等因素影响,南港北槽 12.5 m 深水航道回淤条件有望趋于改善,疏浚量将稳中趋减,预
14、估“十四五”期南港北槽 12.5 m 深水航道疏浚土产量在 5 0005 500 万 m3/a,其中南港圆圆沙段、北槽中下段航道疏浚土产量分别为 400 600 和 4 000 4 500 万 m3/a。南槽 6.0 m 航道图 32020 年南槽 6.0 m 航道疏浚土产量沿程分布Fig.3Distribution of dredged soil output in6.0 m channel of the South Passage in 2020于 2021 年底正式投入运行,据相关研究10 估算,“十四五”期航道维护疏浚土产量在 700 800 万m3/a,其中九段沙灯船以上段 2002
15、50 万 m3/a,九段沙灯船以下段 500 550 万 m3/年。根据长江口航道发展规划 及长江口航道“十四五”发展规划,“十四五”期将实施南槽航道治理二期工程和北港航道治理一期工程,届时还将产生一定数量的基建疏浚土。综上,“十四五”期长江口航333第 2 期程海峰,等:长江口航道疏浚土“十四五”综合利用研究道疏浚土产量丰富,年均产量预估在 5 800 万 m3以上。2.3疏浚土土质2.3.1颗粒特性为掌握航道疏浚土颗粒特性,作者于 2020 年810 月开展了疏浚船舱取样及颗分测量。耙吸式挖泥船实施航道疏浚作业时,在进舱管道口截留泥沙取样,共采集南港北槽 12.5 m 深水航道疏浚土样品
16、138 个、南槽 6.0 m 航道疏浚土样品 39 个。南港北槽 12.5 m 深水航道疏浚土样品分布在航道疏浚土主要产生区段,即南港圆圆沙段和北槽中下段。从各单元疏浚土样品中值粒径均值(图 4)来看,12.5 m 深水航道疏浚土纵向总体呈“上游粗、下游细”分布,其中南港圆圆沙段疏浚土粗,各航道单元疏浚土中值粒径均值在0.1290.212 mm 之间,属细砂粒级;北槽中下段疏浚土相对较细,中值粒径均值在 0.037 0.126 mm 之间,以粗粉砂、极细砂为主。图 4南港北槽 12.5 m 深水航道疏浚土中值粒径均值分布Fig.4Distribution of median grain siz
17、e of dredged soil in 12.5 m Deepwater Channel从南槽 6.0 航道实施疏浚区段(S1 S8 航道单元)的疏浚土样品中值粒径均值(图 5)来看,南槽 6.0 m 航道疏浚土纵向亦呈“上游粗、下游细”分布,其中九段沙灯船以上区段(S1 S4 单元)疏 浚 土 粗,中值粒径均值在 0.137 0.192 mm 之间,为细砂;九段沙灯船以下区段(S5S8 单元)疏浚土相对偏细,中值粒径均值在0.0720.116 mm 之间,为极细砂。图 5南槽 6.0 m 航道疏浚土中值粒径均值分布Fig.5Distribution of median grain size
18、 of dredgedsoil in 6.0 m channel of South Passage2.3.2化学特性国家海洋局东海环境监测中心在长江口航道维护疏浚区域近年来连续开展了疏浚土采样检测。依据海洋倾倒物质评价规范 疏浚物 的分类评价方法,对 2020 年长江口航道疏浚土 132 个样品的 666、DDT、多氯联苯、总汞、有机碳、油类、砷、硫化物、铅、铜、铬、锌、镉及粒度组分含量等指标进行了测试分析,结果表明长江口航道疏浚土均为清洁疏浚物;结合往年采样结果可知,长江口航道疏浚土环境质量较好且未发生明显变化11。参照土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准 和土壤环境质量标准建设用地土
19、壤污染风险管控标准,所有样品的疏浚物指标均低于农用地和建设用地的污染物项目的风险筛选值,土壤污染风险很低。可见,长江口航道疏浚土质量优良、清洁无污染,在进行资源化、生态化利用时,不会带来环境污染风险。3疏浚土利用的适宜性3.1滩涂修复适宜性南港北槽 12.5 m 深水航道及南槽 6.0 m 航道周边分布有横沙浅滩、九段沙和南汇东滩三大河口滩涂。2020 年疏浚船舱取样及各滩涂沉433长江流域资源与环境第 32 卷积物采样12的样品粒度参数结果列于表 1。由表可知,12.5 m 深水航道南港圆圆沙段疏浚土中值粒径处于 0.077 0.212 mm 之间,平均达0.158 mm,粗于周边滩涂;分选
20、系数在 0.45 1.4 之间,平均为 0.69,低于周边滩涂。北槽中下段疏浚土中值粒径在 0.017 0.154 mm 之间,平均为 0.061 mm,总体与周边滩涂相近;分选系数在 0.652.3 之间,平均为 1.56,在周边滩涂均值变化范围之内。南槽 6.0 m 航道九段沙灯船以上段疏浚土中值粒径处于 0.130 0.192 mm之间,平均达 0.158 mm,较周边滩涂粗;分选系数在 0.52 1.36 之间,平均为 1.06,较周边滩涂偏低。九段沙灯船以下段疏浚土中值粒径在0.0210.154 mm 之间,平均为 0.099 mm,与周边滩涂接近;分选系数在 0.522.51 之间
21、,平均为 1.63,处于周边滩涂均值变化范围。表 1航道疏浚土与邻近滩涂沉积物粒度参数对比Tab.1Comparison of grain size parameters between dredged soil and sediments of adjacent tidal flats区域中值粒径(mm)变化范围均值分选系数变化范围均值125 m 深水航道南港圆圆沙段00770212015804514069125 m 深水航道北槽中下段00170154006106523156南槽 60 m 航道九段沙灯船以上段013001920158052136106南槽 60 m 航道九段沙灯船以下段00
22、2101540099052251163横沙浅滩001001620061050279181九段沙000601500086120224173南汇东滩00140149008056234119综上可见,北槽中下段航道和九段沙灯船以下南槽航道位于河口拦门沙区段,其航道疏浚土颗粒特性与周边浅滩河床质较为接近,同时土质清洁无污染,可用于滩涂整治和湿地修复。3.2吹填上滩适宜性根据疏浚岩土分类标准,对采集的疏浚船舱样品进行了分类。结果表明,12.5 m 深水航道南港圆圆沙段疏浚土为细砂和粉砂,适合用于吹填。北槽中下段疏浚土粉砂和细砂样品占比约23%,可进行吹填;但因粉土和粘性土占比约77%,吹填后需较长时间自
23、然固结。南槽 6.0 m航道九段沙灯船以上段(S1S4 单元)疏浚土均为细砂和粉砂,适合用于吹填。南槽航道九段沙灯船以下段(S5 S8 单元)疏浚土主要为粉砂、细砂,占比约 73%,适宜吹填;粘性土占比 27%,吹填后排水缓慢、固结时间长。总的来看,在预留固结时间充足的条件下,长江口航道疏浚土均可用于吹填上滩。3.3筑堤利用适宜性自 20 世纪 80 年代起,袋装砂充填筑堤技术在我国海洋、水利工程建设中得到逐步推广,近年来更是广泛应用于江、海岸堤建设,已成为我国海洋工程建设的主要技术手段。袋装砂充填筑堤技术对其充填材料具有较高要求。参考相关规范、规程,当疏浚土中粒径大于 0.075 mm 的颗
24、粒含量大于 50%且粒径小于 0.005 mm 的粘粒含量小于 10%时,可满足袋装砂充填筑堤要求。从采集 的 长 江 口 航 道 疏 浚 土 颗 粒 特 性 来看,12.5 m 深水航道南港圆圆沙段 25 个疏浚土样品全部满足规范要求,其疏浚土中粒径大于 0.075 mm 的颗粒含量平均达 91.1%且粒径小于 0.005 mm 的粘粒含量平均仅 1.3%,可用于袋装砂充填筑堤;而北槽中下段 113 个样品中仅 26个样品满足规范要求。南槽 6.0 m 航道九段沙灯船以上段(S1 S4 单元)17 个样品均能满足规范要求,疏浚土中粒径大于 0.075 mm 的颗粒含量平均为 87.2%且粒径
25、小于 0.005 mm 的粘粒含量平均仅 3.5%,适用于充填筑堤;九段沙灯船以下段(S5S8 单元)22 个样品中有 16 个满足规范要求。可见,12.5 m 深水航道南港圆圆沙段和南槽 6.0 m 航道九段沙灯船以上段(平面位置见图1)疏浚土适宜于袋装砂充填筑堤。4疏浚土“十四五”综合利用方向及建议4.1用于滩涂整治修复近年来,随着流域来沙持续减少,长江口面临河槽冲刷的新形势,长江口航道相邻的横沙浅滩、九段沙等已出现不同程度的侵蚀。借鉴国内外相关经验,可利用航道疏浚土对临近滩涂进行整治和修复。533第 2 期程海峰,等:长江口航道疏浚土“十四五”综合利用研究4.1.1横沙浅滩横沙浅滩为横沙
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 长江口 航道 疏浚 十四 综合利用 研究 海峰
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。