1、 本科毕业论文 （ 20 届） 炸礁工程对舟山海域海洋生态环境的影响 所在学院 专业班级 农业资源与环境 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目录 中文摘要 . 1 英文摘要 . . 2 1 前言 . 1 1.1 研究的目的和意义 . 1 1.2 研究的内容方法 . 2 2 舟山海域炸礁工程及环境的现状 . 2 2.1 地理位置 . 2 2.2 气候特征 . 2 2.3 舟山炸礁工程概况 . 2 2.4 舟山海域的海洋坏境质量现状 . 3 3 炸礁工程对海洋坏境的影响 . 3 3.1 对渔业资源及潮流的影响分析 . 3 3.2 对水质环境及浮游生物的影响 . 10 3.3 噪声对
2、海洋渔业资源的影响分析 . 17 3.4 固体废弃物对环境的影 响分析 . 17 3.5 对周围海域坏境敏感点的影响分析 . 18 4 结论和建议 . 18 4.1 结论 . 18 4.2 建议 . 18 结语 . 19 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 20 摘要 舟山市是我国唯一以群岛设置的地级市，具有得天独厚的优越的建港自然条件，是我国东部沿海港口资源最为丰富、优越、集中，港口发展最具潜力，建设大型深水港最为理想的地区，具备建设一流超大型枢纽港的条件，区位优势十分显著。近年来，随着长三角和浙江港 航 业快速发展，使得舟山海域更加拥挤。为此，舟山市 开展 了 一系列的炸礁工程来
3、拓宽、加深航道 ， 积极支持港航业的发展 ，但 同时也对 舟山海域的 海洋 生态坏境 带来 了一定 影响 。 本文通过对近年来舟山海域 实施 的 一些炸礁工程进行 调查 分析， 选取常见的典型工程进行研究，通过对 炸礁工程 实施前后主要海洋生态环境因子的对比， 初步分析项目实施对海洋水质环境、潮流场、浮游生物多样性及渔业资源等的影响， 并有针对性的提出强化环评工作、加强对施工的监控、强化对炸礁工程后的环境监测及污染评价等的建议措施。 关键词 炸礁工程 舟山海域 海洋生态环境 影响 措施 Abstract Zhoushan Islands, China set up the only prefe
4、cture-level city, a unique natural conditions favorable to build Hong Kong is Chinas most abundant resources in the eastern coastal port, location, concentration, most potential port development, the ideal building large deep-water port areas, large hub with first-class building conditions, the adva
5、ntage is very significant. In recent years, with the port and shipping industry in Yangtze River Delta and the rapid development of Zhejiang Province, Zhoushan sea area made even more crowded. To this end, Zhoushan City, launched a series of blasting works to broaden, deepen the channel to actively
6、support the development of port and shipping industry, but also bad for the ecological environment in Zhoushan sea area brought a certain extent. Based on the Zhoushan sea area in recent years, the implementation of investigation and analysis of some of Rock Blasting, select a common typical enginee
7、ring study before and after implementation of the project by blasting the main factors in the marine environment contrast, preliminary analysis of project implementation on the marine water environment, the trend field, plankton diversity and the impact of fisheries resources, and to focus on streng
8、thening environmental impact assessment work, strengthen the monitoring of the construction, strengthen the Rock Blasting environmental monitoring and pollution after the evaluation of the proposed measures. Keywords rock blasting Zhoushan sea area marine environment influence measures 1 1 前言 1.1 研究
9、 的目的和意义 舟 山背靠长三角经济发展区，是长江、钱塘江、甬江、象山港的出海口 1，有着独特的地理位置优势， 踞我国南北沿海航线与长江水道交汇枢纽，是长江流域和长江三角洲对外开放的海上门户和通道，与亚太新兴港口城市呈扇形辐射之势。东临太平洋，是远东国际航线要冲，也是我国大陆地区唯一深入太平洋的海上战略支撑基地。舟山港区是宁波 -舟山港的重要组成部分，位于浙江省舟山群岛新区，是即将建成的我国战略性资源的储备中转贸易基地、我国大宗商品自由贸易园区和我国海洋综合开发试验区。港口具有丰富的深水岸线资源和优越的建港自然条件 。 舟山素有 “ 东海鱼仓 ” 和 “ 祖国渔都 ” 之美称。由于附近海域自然
10、环境优越，饵料丰富，因此近海处海水浑浊，给不同习性的鱼虾洄游、栖息、繁殖和生长创造了良好条件。共有海洋生物 1163 种，按类别分：有浮游植物 91种、浮游动物 103 种、底栖动物 480 种、底栖植物 131 种、游泳动物 358 种。捕捞的主要品种有带鱼、鳓鱼、马鲛鱼、海鳗、鲐鱼、马面鱼、石斑鱼、梭子蟹和虾类等 40 余种。是我国目前渔业资源最丰富的海域。 但是由于舟山海域位于长江、钱塘江、甬江的入海交汇处，通过江河入海的大陆污染源控制了舟山海域环境质量的状况。舟山近岸海域环境总 体水质状况较差，海域污染程度有加重的趋势 2，全市近岸海域无一类海水水质区，海水中主要超标因子是无机氮、活性
11、磷酸盐等营养盐类，全海域几近全部超标，局部海域石油类、重金属略有超标。其中无机氮平均含量超四类海水水质标准，活性磷酸盐平均含量超三类水质标准。舟山近岸海域环境主要问题是水域普遍呈现富营养化且有日益加重的趋势，使舟山近岸海域赤潮发生的频率 明显增加。 海洋环境保护已经刻不容缓。 舟山是我国东部沿海港口资源最为丰富、优越、集中，港口发展最具潜力，建设大型深水港最理想的地区，具备了建设世界一流超大型枢纽港的条 件。同时，舟山地处我国经济最活跃的长江三角洲的最新沿，也是世界六大经济区域之一，背靠上海、杭州、宁波等大中城市群，通过海运可与世界各大港口通航，是全国最具发展前景的海岛港口城市，可以使舟山成为
12、在全国有重要战略意义的国际深水枢纽港。因此，开发舟山海洋资源，大力发展舟山海洋经济，不仅是舟山区域经济发展的现实需要，也是长三角乃至全国经济发展的迫切需要。舟山随着经济的发展，船舶流量增大，航道、码头的压力日益增大。为缓解这一压力，一般采取炸礁的方式来加深、拓宽航道、建造码头等。但是目前在项目实施过程中缺少相应的坏境管 理措施，以至于坏境污染和生态破坏没能得到有效控制，处于自发的状态 5。炸礁爆破过程中产生的冲击波、产生的悬浮泥沙增加及泥沙中的有毒有害物质会对海洋水质、渔业资源等造成不同程度的破坏，对海洋坏境造成不利影响，国内外对此进行了一系列有成效的相关研究，而我国这方面研究还在初级阶段。特
13、别是还采用炸药爆破，对坏境危害较大，有的地方还采用裸爆，这方面技术跟发达国家差距相当明显。所以进一步研究炸礁工程有助于坏境管理制度的完善，并对找出造成海洋生态坏境破坏的主要因素，提出相应的措施具有很大的实践意义。 同时 人们也越来越担心 大规模炸礁爆破工程是否会对海洋坏境造成更大的影响 3。本文就是在这个基础上分析炸礁工程对海洋生态坏境的影响，期望能提高人们的环保意识，为保护和维持舟山海洋生态健康出谋划策 4。 2 1.2 研究的内容方法 本课题通过收集整理 舟山市 海洋与渔业局以往炸礁工程的相关资料，阐述了舟山海域目前的航道和炸礁的基本情况及舟山海域海洋坏境现状。根据浙江定海长白航道炸礁工程
14、监测监理报告和舟山惠生稻涌礁炸礁环境影响报告书选取长白炸礁工程和 秀山 基地稻涌礁炸礁工程这两个典型工程来初步分析炸礁过程中冲击波对渔业资源、潮流的影响 ；炸礁前后导致周边水质坏境、浮游生物等受到影响。以及噪声、清渣过程的影响等 。鉴于炸礁工程对海洋生态环境的影响，本文有针对性 的 提出一些 建议措施。 2 舟山海域炸礁工程及环境的现状 2.1 地理位置 舟山地处长江口南侧。地理位置介于东经 12130 12325，北纬 2932 3104之间，东西长 182km，南北宽 169km。舟山港属于宁波 舟山港的重要组成部分，其港湾众多，航道纵横，水深浪平，是中国屈指可数的天然深水良港。全市 13
15、90 个岛屿有岸线 2444km。适宜于开发建设港口泊位的深水岸线有 50 处，总长 246.7km，其中水深大于 15m 以上，可建 1025万吨级泊位的岸线 198.3km，水深大于 20 米的岸线 107.9km，具有发展港口物流、船舶工业、海洋装备工业等海洋工程的良好条件和基础优势。港口岸线资源相当丰富，具有优越的自然建港条件，是我国东部沿海港口资源最丰富、最集中，港口发展最有潜力的地区，区位优势相当明显。 2.2 气候特征 舟山位于中纬度地带，境内气候受西太平洋、欧亚大陆影响，形成了独特的海岛气候 北亚热带南缘海洋性季风气候。具有冬夏季风交替显著，四季分明，冬暖夏凉，年温适中，年、日
16、温 差小，空气湿润，光、热、水基本同步，气候资源丰富的特点。年平均气温 16 左右，最热 8 月，平均气温 25.828.0 ；最冷 1 月，平均气温 5.2 一 5.9 。常年降水量 927一 1620mm。但四季都可能出现灾害性天气，全年多大风，春季多海雾，夏秋多热带气旋（包括热带风暴、强热带风暴和台风），加上降水分布不匀，干旱等灾害时有发生。年平均日照1941 2257 小时，太阳辐射总量为 4126 4598J/m2，无霜期 251 303 天，适宜各种生物群落繁衍、生长，给渔农业生产提供了相当有利的条件。空气自然净化能力强，温 差变化小，适宜发展精密度高的新兴工业。由于受季风不稳定性
17、的影响，夏秋之际易受热带风暴（台风）侵袭，冬季多大风，七八月间出现干旱，是舟山常见的灾害性天气。 2.3 舟山炸礁工程概况 近年来，随着舟山经济的迅速发展，航道整治工程日益增多，水下炸礁爆破工程也随之增多。 06年，洋山港航道整治工程中进行了水下炸礁 6，航道炸礁工程位于杭州湾口东北部、南汇芦潮港东南的崎岖列岛海区 ,项目施工区距洋山深水港区工程港区陆域及码头施工区 2 4 km ,距大洋山岛岸约 400 m ,距大洋山岛小洋山岛轮渡线约 700 m。泥灰礁为 水下礁石 ,位于崎岖列岛潮汐主通道窄口段水域。航道工程需要清除的礁石为泥灰礁。泥灰礁主要由南北两个礁盘组成 ,礁顶标高 - 0. 4m
18、 ,设计炸礁标高 - 18. 0 m(以小洋山理论最低潮面为基面 ) ,计算超炸深度 0. 5 m ,炸礁面积为 20 217 m2 ,总炸礁工程量为 109 009 m3 7-9。 07年，条帚门航道进行了水下炸礁 10，礁顶标高礁顶高 20. 1 m ,设计炸礁标高 220 m,炸礁宽度为 640 m,炸礁工程量为 23. 68万m3。工程采用梅花形布孔方式 ,炮孔孔距 2. 0 2. 5 m,炮孔排距 1. 8 2. 0 m,炮孔直径 95 150 mm,超钻深度 1. 5 2. 0m。炸药采用乳化长江列炸药 ,炸药单耗取 2. 09 kg/m3，总药量约 495 t,3 平均单孔药量
19、104. 5kg。爆炸方式采用微差毫秒起爆。 工程施工工序为 :测量 定位 装药 移船 起爆 清礁。工程施工期为 3个月。还有马岙港区公共航道整治工程网仓礁炸礁项目，龟山航门西侧 2块礁石的炸礁任务，满足 5万吨级船舶通航尺度要求，炸礁设计底标高均为 -14.7m（采用当地理论最低潮面为基准面），炸礁设计边坡 1:0.5，计算超宽 1.0m，计算 超深 0.5m。工程总炸礁工程量约 8025m3。 此外，还有坞口水下炸礁工程 11、长白航道炸礁工程、秀山基地稻桶礁水下炸礁、马岙港区公共航道整治项目炸礁工程、舟山海区册子岛东侧水域水下炸礁等等。随着舟山经济的持续发展，航道的压力还会越来越大，所以
20、航道的整治工程也会越来越多，涉及的炸礁工程也只会越来越多。 2.4 舟山海域的海洋坏境质量现状 由于舟山海域位于钱塘江、长江、甬江的入海交汇处，通过江河入海的大陆污染源控制了舟山海域环境质量的状况。舟山近岸海域环境总体水质状况不是很乐观，海域污染程度有加重的趋势， 全市近岸海域无一类海水水质区，海水中主要超标因子为无机氮、活性磷酸盐等营养盐类，全海域几近全部超标，局部海域石油类、重金属略有超标。其中无机氮平均含量超四类海水水质标准，活性磷酸盐平均含量超三类水质标准。目前，舟山近岸海域劣四类水质海水占 35.0%，四类水质海水占 25.0%，三类水质海水占 15.0%，二类海水水质占 25.0%
21、。舟山海域生物环境状况属中污染，生物群落结构简单，多样性低。舟山海域沉积物质量比较良好，除舟山六横岛测站 DDT、 PCBs略有超标外，其它各项监测指标均符合一类海洋沉积物质量标准。舟山近岸 海域环境主要问题是水域普遍呈现富营养化且有日益加重的趋势，使舟山近岸海域赤潮发生的频率大增。 3 炸礁工程对海洋坏境的影响 3.1 对渔业资源及潮流的影响分析 3.1.1 秀山基地稻桶礁炸礁工程概况 在秀山基地海洋工程建造基地一期工程拟建的 3000吨级材料码头回旋水域内有一处暗礁，称为稻桶礁。紧靠材料码头港池的西边线，且距材料码头北侧最近距离约 80m，暗礁礁顶深度为 0.4m，为保证今后 3000 吨
22、级杂货船进出和泊靠的需要，需对该处暗礁进行炸礁和清渣作业。炸礁设计底标高为 -8.0m，设计边坡 1： 0.5，超深 0.5m，炸礁总工程量 42131.2m2，炸礁面积 12084 m2。 水下暗礁现状见表 3-1。 工程平面布置图见图 3-1。 表 3-1 礁石现状一览表 单位： m Tab. 3-1 List of reef status unit: m 礁顶深度 炸礁设计深度 平均厚度 0.4 8.0 3.52 注： 基面：当地理论最低潮面 （ 下同 ） 4 图 3-1 工程平面布置图 Fig. 3-1 Project layout plan 总体施工方法：根据本工程特点和施工要求，确
23、定以下总体炸礁施工方法：先进行试爆 ，根据试爆监测结果对施工组织设计中的钻爆参数进行优化，用于指导下一步的爆破、炸礁施工，然后进行大面积的爆破、炸礁施工，最后进行扫测、浅点处理、竣工验收。 （ 1）、试爆 根据本工程施工特点以及环保要求，先要进行试施工，起爆 10 个船位后进行清礁，清礁 5个船位以上并清至设计标高，以检验炸礁效果，然后据此对炸礁参数进行优化和调整。因此，进行试爆是十分必要的。 （ 2）、水下炸礁施工方法 主要施工程序： 定位 施工前，将炸礁区的北京坐标输入 GPS，炸礁平台通过电脑显示器直观地就位定位。 平台定位采用 RTK-DGPS 全球卫星定位系统定位。钻爆平台锚缆长 4
24、00m，前后四个锚抛成八字形，每个锚重 3t，平台移动靠绞锚完成。钻爆平台定位后，平台靠液压系统升起，锚缆放松并沉入海底。 钻孔 钻孔采用全液压航道潜孔钻，套管内径 203mm，用直径为 165mm 的钻头在套管内旋转冲击钻孔。 爆破底标高控制 爆破底标高的控制是根据施工水位和下至岩面的钻杆长度计算出岩面高程，并计算出钻孔深度。 装药 每钻完一个孔，提起钻杆，沿套管将药柱及起爆体装入孔内，并用炮棍将炸药捅实，确保装药质量，然后提起套管。每 一船位钻孔完毕，炸药也随之装完。装药孔底高程误差应小于 50cm，若大于 50cm 应分析原因，重新装药。 定位 钻孔 验孔 装药 联网 移船 起爆 钻孔完
25、毕 5 堵孔 大于 6m 的可不需堵塞；水深大于 3m 小于 6m 的，堵塞长度取 0.5 1.0m；水深小于 3m的，孔口堵塞长度取 1.5 2.0m。水深小时，堵塞长度取大值，反之取小值。 爆破网路的联接与起爆 根据自升式钻爆平台施工特点，每个船位打 4 排孔，每 7 个孔为一排，每个孔按照网络设计装置雷管，当孔深小于 10m 时，每个孔内装置 2 发雷管；当孔深大于 10m 时，每个孔内装置 3 发雷管。每个船位完成后，将各段号的雷管连接在 2 枚 180m 引爆雷管进行起爆。为防止导爆雷管在引爆时雷管碎片将导爆管炸断影响起爆效果甚至造成炸药拒爆，起爆管聚能穴方向要反向导爆管传爆方向，并
26、用一定的防水胶布缠紧。然后将钻爆平台移至 150m 外用起爆枪击发导爆管雷管进行起爆。 3.1.2 水下爆破对渔业资源的影响 炸礁一般采用水下钻孔爆破 ,由于炸药是在礁石内部爆炸 ,爆出的能量引起水击波 ,具有很强的方向性 ,较大一部分能量垂直于水面逸向大气或用于抛掷水体形成较高的羽状水柱 ,因而水击波超压随水深增加而加大 12。 炸药爆炸时产生的冲击波由于受水的摩擦力和粘滞力的影响 ,逐渐钝化。即随着传播距离的增大 ,其强度逐渐减弱。当冲击压力达到一定值时 ,水中鱼类可产生短时间的休克，达到较大值时 ,可使得鱼类死亡 20。鱼、虾、蟹和贝类 ,其形态和结构存在多种差异，使它们对爆破产生的震动
27、也有不同的抗性。虾蟹贝类的体壳坚硬 ,对冲击波的抗震性较强 13。据日本和美国学者的相关试验 20-21研究表明，不同鱼类对冲击波的敏感度各不相同，在相同的冲击波作用下所受伤害和死亡差别很大。石首鱼科的鱼类由于有耳石存在，对爆破震动的冲击波反应比较敏感 14。易昏迷死亡，是一种比较脆弱的鱼类。 鱼体中的 鳔对于爆破产生的水击波非常敏感 ,极易震破 ,或发生畸变 ,但其生理上的紊乱要经过一段时间后才表现出来 ,并开始陆续出现死亡。有些鱼可以逐步恢复到原来的鳔形 ,有些则不能恢复 15。 最大峰值压力与各种鱼类的致死率的关系见表 3-2和表 3-3。 表 3-2 最大峰值压力与受试生物的致死率的关
28、系 Tab. 3-2 maximum peak pressure and tested the relationship between biological death rate 距爆破中心（ m） 100 300 500 700 最大峰值压力（ kg/cm2） 7.27 1.69 0.745 0.577 鱼类（石首科除外）致死率（ %） 100 20 10 3 石首科鱼类致死率（ %） 100 100 50 15 虾类致死率（ %） 100 20 6.6 0 注：本表参数是根据炸药采用 ML-1型岩石乳化炸药（每节 0.8m，直径 0.1m，净重 7.5kg），炸药爆速 3200m/s，猛
29、度 12mm，殉爆距离 3cm，作功能力 260ml；雷管采用 8#非电毛豪秒延期导爆管雷管，单段一次起爆药量为 250kg得出的。 表 3-3 鱼卵和仔鱼 最大峰压值与致死率的关系 Tab. 3-3 fish eggs and larvae in the maximum peak pressure and the relationship between mortality 最大峰值压力（ kg/cm2） 7.27 1.69 0.745 0.577 鱼类（石首科除外）致死率（ %） 100 24 12 3.6 该项目炸礁工程： 6 对鱼类的损失总量为 373.35kg； 对虾类的损失总量为
30、58.5kg； 对鱼卵和仔鱼的损失总量为 1735431尾；幼体长成最小成熟规 格重量按每尾 0.1kg计，为173543.1kg，仔鱼生长到商品鱼苗按 5成活率计，则为 8677.16kg。 3.1.3 对潮流的影响分析 为了分析工程方案实施前后海域潮流的变化，分别进行了大、小潮的潮流场计算 16，并按一定的潮型组合进行工程后泥沙淤积量的计算 17，为了较清晰的看出工程后的潮流场及其变化情况，选择了工程附近的 15个计算点进行工程前后的潮流对比分析，具体位置见图 3-2，同时绘制了涨急、落急时刻的潮流矢量图和相应时刻的流速变化图。由于同一工况下的大小潮潮流场相类似，因此该数模报告中仅列出 了
31、大潮的涨急时刻和落急时刻的潮流矢量图和大潮的流速变化图。 图 3-2 潮流比较采样点位置图 Fig. 3-2 Comparison of sampling location map trend （ 1）炸礁工程前的潮流特征分析 炸礁工程前的大、小潮涨落急潮流场见图 3-3和图 3-4，图中显示：涨潮流自东南偏东方向经三块山和坭螺稞之间的水道流向小牛轭山，到小牛轭山时分成两股水流，一股沿大、小牛轭山以南的水道自东向西流，另一股沿大、小牛轭山以北的水道（龟山航门水道）自东向西流。大、小牛轭山南侧的水流在秀山 海岙客运码头处又产生分流，主要部分往北转折，在瓦窑门山东北处汇入龟山航门水道，继续往西流，其余部分沿瓦窑门山以南水道往西流。落潮时水流反向流动。同时可以看出，由于稻桶礁的存在，无论涨潮流还是落潮流，该区域的流场比较混乱。
