一、建设现代化健康美丽充满生命活力的海河 改善生态环境繁荣运河经济造福子孙后代

来源:王诗成   发布时间:2015-05-21 03:32:43 

建设现代化健康美丽充满生命活力的海河

改善生态环境繁荣运河经济造福子孙后代

-----关于胶莱人工海河建设几个热点问题的探讨

王诗成

胶莱人工海河建设构想提出后,引起了社会各界的广泛关注,许多领导、专家和朋友们对这一战略举措给予了鼓励、呼吁和支持,也有一些朋友们对实施这一宏大工程的现实问题提出了疑问,甚至表示反对,我觉得这非常正常,说明大家不仅关注这件事情,而且进行了深入思考。下面,就海河构想提出的背景及热点问题谈谈自己的观点。

1海河构想背景及进展情况

1.1构想提出背景

进入新世纪以来,经济全球化深入发展,生产要素流动和产业转移加快,黄渤海地区正在成为我国区域经济新的增长极。但也应当看到,海洋环境污染是制约黄渤海区域经济发展的一个重要因素,特别是莱州湾、胶州湾沉积性污染已经成为该区域经济社会发展的两大痼疾。对此,着眼于黄渤海地区未来发展战略,我提出开凿人工海河,贯通胶莱两湾,形成渤海、黄海大环流,从而增强两湾水交换能力,改善海洋生态环境;开辟贯穿黄渤海的航运便捷通道,促进该区域经济系发展。
1.1.1
胶莱两湾生态环境恶化,综合治理刻不容缓
渤海是我国唯一的半封闭内海,面积77284平方千米,具有独特的资源优势和地缘优势,是环渤海经济圈的重要支持系统。但是,随着经济建设的快速发展,近年来渤海环境污染不断加重,生态环境急剧恶化,海洋生物及渔业资源趋于衰竭,持续利用能力加速丧失。渤海占我国管辖海域面积的3%左右,但是,每年通过各类排污口直接排入渤海的污水高达40亿吨,占全国直接排海污水总量的40%,其中工业废水占全国总量的20.2%,进入渤海的污染物占全国排海总量的30%。渤海近40%的面积已受到不同程度的污染,局部海域污染状况呈加重趋势。
莱州湾作为渤海三湾(渤海湾、辽东湾、莱州湾)之一,是黄渤海多种鱼、虾、蟹类的产卵场、索饵场、育幼场,具有重要而独特的资源和生态价值。莱州湾水深较浅,水动力弱,自净能力差,由于湾内陆源排污日益严重,成为渤海中污染的“重灾户”,局部海域已呈“荒漠化”,海岸系统日趋不稳定,岸段侵蚀严重,海水倒灌,土地盐渍化加剧,湿地生态系统退化,自然风景区遭到破坏。局部地区如小清河口,已无生物可言。
胶州湾属半封闭型海湾,海湾面积388平方千米,东西宽28千米,南北长33千米,湾口最窄处为3.38千米。胶州湾也同样存在污染严重、水交换不畅的问题。资料显示,从1928年到现在不到80年间胶州湾面积减小了三分之一以上,纳潮量减少了四分之一以上,优势海洋生物物种几乎消失。
环境污染和生态损害给黄渤海地区造成了巨大的经济损失。例如,渤海的中国对虾和小黄鱼汛已不复存在,年产量从历史最高年份的近4万吨和1.9万吨下降至目前的几百吨和几十吨。环境污染造成海水养殖业病害肆虐,近岸海区赤潮频发,海洋生物大量死亡。据有关资料,近二十年渤海因海水污染造成的海洋经济损失高达数千亿元。
渤海是首都北京的门户,具有重要而独特的战略地位,渤海的生态环境安全攸关国家形象,攸关环渤海地区的经济社会健康发展。多年来,国家和环渤海省市采取积极措施治理渤海环境污染,并取得了很大成效。但毋庸讳言,仍然未能从根本上解决莱州湾、胶州湾的生态问题。黄渤海区域海洋生态环境问题已成为该区域经济社会发展的“瓶颈”。今年84日曾培炎副总理在中国海监船召开渤海环境综合整治现场办公会,将渤海生态治理提上重要议程。
1.1.2
治理胶莱两湾,需创新思维,“治”、“疏”并举
渤海是半封闭的内海,胶州湾是半封闭的海湾。在一个潮汐涨落周期内,湾内外海水交换的量是很有限的。据有关研究,渤海内的水全部交换一次需要30多年时间。莱州湾、胶州湾湾内外水体交换缓慢,湾顶入海污染物质不能很快得到稀释扩散,是莱州湾、胶州湾治理效果差,生态环境持续恶化的重要原因。
海洋因其水体流动性而具有使污染物扩散、稀释的“自净”能力,只要污染物质浓度在一定的限度内,就不会对海洋生态环境造成显著影响。如能加快海水交换速度,最大限度地利用海洋的自净能力,则可以有效降低环境污染的危害,降低治理成本,达到改善生态环境、保护海洋生物资源的目的。
迄今,治理莱州湾、胶州湾污染一直采用治理入海污染源的思路,但是,在新的污染不断增加,而湾内水体交换能力差的情况下,治理的成效被部分的掩盖和抵消了。胶莱两湾2004年与2003年对比,湾内重度和中度污染面积不但没减小反而扩大了近6倍。治理莱州湾、胶州湾的生态环境恶化问题应大胆开拓思路,除了“治”,还应考虑采取“疏”的方法,即建人工海河、贯通胶莱两湾,穿越胶东半岛,形成150多公里的人工海河,沟通两湾水体,形成海水环流,加快两湾水体循环,从而达到改善两湾生态之目的。除此,从区域经济开发来看,环渤海、黄海经济圈战略地位日益突出,打通胶莱运河便捷通道,对于振兴区域经济也具有重大战略意义。
综上所述,建设人工海河构想是从我国黄、渤海生态环境和区域经济开发的实际出发提出的,这是整治半封闭内海、海湾生态环境灾难,促进黄渤海区域经济持续协调发展的战略工程。胶莱两湾之间有胶莱河相连,地势平坦,工程建设具有较好的条件。历史上元代首次开凿胶莱运河用于漕运,明代复开胶莱运河。与700年前相比,今天建设胶莱运河已具备良好的社会、经济和工程技术条件。
1.2
领导批示与社会反响

胶莱人工海河构想提出后得到社会各界、政府部门和有关领导的重视、支持和关注。

齐鲁晚报2004821头版头条和A13版对“建人工海河救胶莱两湾”这一构想进行了详细报道,引起了社会各界的关注。

2004年5月17,副省长赵克志在内参特刊2004年4月7第五期“开凿人工海河,贯通胶莱两湾,加快水体交换,再造碧海蓝湾”上批示:“诗成厅长,我已经认真阅读了这篇文章,赞成文中所提的观点和全部建议。相信必定会上升为政府决策,建议适当时机组织前期研究”。

同年69日,副省长陈延明也作了批示:“同意克志省长的意见。请转省发改委、水利厅、环保局阅,并望提主导意见”。

国家海洋局局长王曙光对这一构想表示充分肯定和支持,并批示:“胶莱人工海河构想是一个造福子孙后代的宏大工程,海洋局有关部门应全力支持前期预研工作”。

山东省国土资源厅厅长王文升对项目构想给予肯定并从水文、工程、工程地质与环境地质方面提出了具体的建议。

山东省省长韩寓群2 005928日专门听取了王诗成关于就人工海河项目目的、意义、可行性、专家建议等问题的汇报,并就盐碱化、海河选线、航运功能开发、海河沿线开发价值等问题进行了询问和了解,然后在专家建议上作了重要批示:“廷生、延明同志:此乃大事,建议请延明同志先听一次汇报(省政府综合部门负责同志参加),再作深议”。

去冬以来省政协王久祜副主席等2 9位代表向省政协九届四次会议提出“关于加快推进胶莱人工海河项目预研的提案”,丁文方等6位全国政协代表向全国政协十届四次会提出“关于加快推进胶莱人工海河项目预研的提案”,有关部门高度重视,对提案作出积极反映。由于省政府分管领导变动工作等原因,汇报还没有安排上,新任分管领导已明确表示,最近安排时间专门听取专家汇报,加快推进先期预研工作。
广大科技工作者对海河建设表现出极高的热情,积极参加预研方案的制定,提出许多建设性意见和建议。新华社等众多新闻媒体对人工海河进行了广泛报道,海河沿岸所在地县有关领导和部门对海河建设作出积极反响,众多网民积极参与,在网络上各述已见。

1.3关于预研重点课题选择问题

根据省领导的指示精神,省海洋与渔业厅与国家海洋局一所等有关单位专家着手制定了胶莱人海河项目前期预研方案。2005815,省海洋与渔业厅在青岛主持召开“胶莱人工海河项目前期预研方案论证会”,会议邀请了来自中科院海洋所、中国海洋大学、国家海洋局一所、中国水产科学院黄海所、国土资源部青岛海洋地质研究所、国家海洋局北海分局、省航运设计院、青岛市水利局、省社科院海经所的15位专家(其中有七位院士),会议听取了海河项目预研组所做的“前期预研方案”汇报,与会专家们一致认为“胶莱人工海河”是以人工调控方式改善环境的创新思路,开展进一步研究十分必要。
鉴于胶莱海河是一个事关山东乃至环渤海和黄海地区生态、经济、社会发展的重大系统工程,工程涉及到黄海和渤海两大水系,涉及到自然环境、生态环境、经济格局、社会环境的重大改变,其前期研究所面对的问题极富挑战性。因海河工程浩大,难点问题多,技术难度大,科技含量高,从目前看,项目立项及正式开展可行性研究的条件尚不成熟,其中一些关系项目能否成立的关键问题难以实施,亟需开展专题研究。为此,与会专家提出前期研究的三个重点是“胶莱人工海河流路选线”、“胶莱人工海河水动力可行性论证”和“经济、社会、生态综合效益分析”。中科院院士刘瑞玉、文圣常,工程院院士丁德文、赵法箴,中科院海洋所相建海所长、国家海洋局北海分局王志远局长、国家海洋一所孙书贤所长等7位专家向韩寓群省长并省政府呈送“关于开展胶莱人工海河项目前期预研工作的建议”,建议指出:海河工程是以人工调控方式改善环境的创新思路,鉴于该项目对生态省建设和山东社会经济发展的巨大影响,建议发挥山东综合优势,选择有限目标,尽快开展前期预研工作,探索并弄清楚项目的几个关键问题,为科学决策提供依据。

1.4关于海河功能定位及主要设计指标
海河工程的定位非常重要,这直接体现了这一宏伟工程的当前和长远的价值。21世纪的今天要建的海河和元代的运河有本质区别,那时由于科技水平等条件限制,只能利用胶莱河搞漕运,有很多技术难题没法解决,最终还是废弃了,21世纪建海河,建就要建一个现代化的海河,建一个健康的海河,建一个充满生命活力的海河,建一个功在当代利在千秋的海河。海河定位两大主导功能:一是生态功能。加快胶州湾、莱州湾之间的水体交换速度,尽快遏制两湾乃至渤海地区生态环境恶化的趋势,改善生态环境,恢复海洋生物资源。二是区域开发功能。人工海河的建设,不仅能够使山东半岛经济社会发展的活力进一步迸发,而且对于促进环渤海经济圈乃至黄渤海区域经济社会持续健康发展具有重大作用。
海河建设的主要设计指标经过广泛征求意见,在原构想基础上有所调整:海河流路走线初步确定为在胶莱河基础上拓宽、拓深,这主要是从减少动土量,节约土地资源和减少搬迁量的因素考虑的。海河长度约150公里(含河道入海口向海各延伸10公里),河道宽1000,其中主航道宽300,水深-12;副航道分别宽350,水深-5。这主要基于三个方面考虑,一是河道宽度深度加大有利于增加过水面,增强海河水动力,有利形成半岛环流和加快两湾水体交换速度。二是有利于更好地发挥海河的通航功能,主航道基本满足1万吨以下载重量船只通航需要。海河一旦投入使用将是一个繁忙的黄金水道,海河将成为渤海内港口连接黄海南部港口,长三角、珠三角港口,台湾、香港、澳门地区港口,乃至日、韩港口的重要便捷通道。三是拓宽后的人工海河将更加宏阔、美丽、大气,将有利河道两岸城市群、港口群和制造业基地建设,促进旅游观光业的发展。
2对几个热点问题的看法

2.1关于能否加剧两湾污染源扩散问题

能否加剧污染源扩散问题,是专家和网民关心的热点问题之一。对于胶州湾、莱州湾的生态治理,我提出“治”与“疏”相结合的思路,人工海河就体现了“疏”,针对半封闭海湾水动力弱,自净能力差,用人工调控方式来改善生态环境,其前提仍要加大对入海入湾排污总量的控制,实现达标排放,加强水质监测,并严格控制渤海内港口、船舶、石油开采和养殖区等新的污染源出现。在控制向湾内排污的同时还要充分利用生物修复技术(植物修复和微生物修复),进行两湾沉积性污染的改造和生态治理。就改善两湾生态环境而言,光治不疏,即使污染源减少,海洋富营养化的矛盾也会很突出,赤潮频发,很难恢复昔日的碧海蓝湾;同样光疏不治,必然加速污染物的扩散,只有坚持治与疏结合,才能有效地治理两湾乃至渤海地区的生态灾难问题。

2.2关于能否带来土壤盐碱化的问题

土壤盐碱化问题是韩寓群省长担忧的主要问题之一,也是部分网民反对建设海河工程的主要理由之一。在回答这一问题之前,我想先就山东已有的土壤盐碱化形成原因作以简要分析。

盐碱化土壤的形成主要受水文、气象、地质、地貌、土壤颗粒组成及水文地质条件等各种因素的影响,是上述诸因素共同作用的结果。山东半岛的盐碱化土地主要集中在黄河三角洲地区,这一地区现有盐碱化土地225.7万亩。现代黄河三角洲地区是1855年以来,黄河冲击作用形成的冲积扇,是黄河携带大量泥沙填充渤海凹陷地的沉积平原。在其形成陆地过程中受到海水的深刻影响,地下有丰富的高矿化度水储存,并且该地区蒸降比大,易造成地下水上升,土壤返盐,形成土壤盐碱化。而胶东半岛沿岸紧靠大海而土地就没有盐碱化。由此可见,海河虽横穿半岛将半岛变成一个大海岛,从形式看容易产生盐碱化,但是只要措施得当就可以避免。首先海河实行封闭式施工,先将河道修成不渗透的明渠,然后再开闸放水;另外河道大量的挖土将大幅度抬高两岸的地面,海水很难和河道两岸的土壤接触,能够接触的两壁和底部都采取防渗透措施,解决了海水渗透问题也就能从根本上免除造成海河两岸的盐碱化。

2.3关于河道大量取土存放及胶莱河水系的保护问题

海河工程建设要大量动土,西安的网友讲挖海河的土是天文数字,地球装不下,要放到月球上,尽管是个玩笑话,但也反映了弃土存放的现实问题.

根据专家测算,海河工程需要挖土大约在1013亿立方,这么多的弃土存放的确是个大问题。我想从两个方面来解决弃土的存放问题:一是在海河两岸规划各5公里宽的两岸经济开发区约100万亩来吸纳海河弃土;二是部分弃土用于莱州湾填海造地和压盖治理近岸沉积性污染物。这两条措施不但解决了存放弃土问题,新造土地解决了海河通道占用的近20万亩土地的矛盾,同时又把胶莱两湾改造成风景秀丽的黄金海岸。

海河建设对原胶莱河水系是一个较大冲击,也就是说把原来的淡水河变成了海水河,如何保护胶莱河淡水成为部分专家关注的焦点之一,青岛水利部门已在南胶莱河地下建了一个较大的储水库,北胶莱河也可以考虑选择适当地点建一个大型水库。水系保护问题还要请水利专家专题研究。

2.4关于水动力问题

根据中国海洋大学物理海洋学资深教授、中国海洋湖沼学会潮汐与海平面专业委员会名誉主任陈宗镛先生的研究,胶州湾与莱州湾的潮汐基本上呈反相,即胶州湾高潮时莱州湾的潮汐是低潮,因此可以利用胶莱两湾潮汐的这种位相关系进行人为干涉,如在胶州湾一侧运河口设闸以调整运河中的流向,使其形成稳定的单向环流。

教授采用青岛大港1997918092023的一个完整的大潮期间数据估算进入运河的流量。胶州湾的潮流介于0.5/秒到2/秒之间,湾口处最大流速可超过3/秒,因此分三种可能流速对大潮期间纳潮量进行估计。每12个小时大约有6个小时海水高于平均海面, 每天有12小时左右海水高于平均海面,可能向运河输入水量。由此可见,如果运河深度取8,宽度取500,则考虑流速为1.5/秒的中等流速情况下,从胶州湾输入运河的水量平均每天(24小时50分)1.88亿立方米,一年有680亿立方米。教授认为,渤、黄海的环流结构本身也同样有利于运河内形成相对稳定的环流。渤海南部的鲁北沿岸流经渤海海峡南部进入黄海,在山东半岛的成山角附近转向南及西南,可以概称为胶东沿岸流,流速在8-20厘米/,最大流速可超过40厘米/秒。运河开通之后,在现有的胶东沿岸流基础上,借助运河内的水动力结构,从而形成沟通胶州湾、莱州湾和渤、黄海的环流系统——环山东半岛环流系统。如果按0.2厘米/秒的环流度估算,这一环流系统每天也可以从胶州湾往莱州湾输送0.86亿立方米。加上潮流的输送,每天(24小时)共有2.68亿立方米,全年的978亿立方米。由于胶州湾属典型半日潮海区,每12个小时内就有一次高潮,这样在胶州湾运河口附近海域围建大型水库,设立水闸,涨潮时开闸纳潮,落潮时关闸,始终保持高潮左右的高水位,在运河南北两侧河口附近将保持1.5m-4m的水位差,易于形成由胶州湾到莱州湾的相对稳定的流动,从而形成环山东半岛的稳定“大环流系统”。

我同时注意到,也有一些专家对胶莱两湾海平面落差会有15厘米之高和水动力状况及形成半岛环流提出质疑。对此,我认为海河水动力是一个严肃的科学问题,在没有进行水动力模拟试验之前很难下准确的结论。但需要说明的是,两湾水体是否能形成交换,交换效果好坏还取决于海河的断面结构和尺度——宽度、深度、长度和底床糙率。一般说来,断面越大、深度越大、糙率越小,则水流越顺畅,水交换效果越好。人工海河设计宽度和深度在有关专家建议下,已由500改为1000宽,中心航道深度由-6加深到-12,而且直接延伸到近岸的主航道,我认为拓宽加深后的水动力情况是会有较大变化的。

2.5关于入海口拦门沙及洄淤问题

莱州湾的拦门沙和洄淤是海河建设入海口主航道拓宽拓深遇到的一个突出问题。对此,我查阅了发达国家对这一问题的研究和进展情况,并广泛听取各方面专家的意见,认为采用最新的插板技术是解决河道入海口拦门沙和淤积的有效措施。

插板技术是板桩技术的一种方法,其专利发明者何富荣先生最近给我来信,就运河入海口近岸建设深水航道遇到的拦门沙和淤积问题提出建设性意见。他认为运河两端入海口必须各建一段深水航道才能让船舶顺利进入深海水域,而破除河口拦门沙和洄淤问题建设深水航道目前主要有两种方法,一种是用挖泥船清淤疏竣形成航道,另一种像美国密西西比河口和中国长江口一样建设两条航道拦沙堤坝,在两条拦沙堤中间形成航道。这两种办法各有利弊,第一种办法一次性投资少,但挖出来的航道在风浪潮流作用下会不断淤积,挖泥疏竣工作要反复进行,很难形成深水航道。第二种办法有效的解决了泥沙的洄淤问题,能够形成稳定的深水航道,但一次性投资大,例如长江口航道整治工程,建设49公里深水航道的拦沙堤坝工程造价超过100亿元,平均每公里两亿多元。从运河入海口建设深水航道穿过地势平缓的浅海水域,如果采用国内外现有的技术进行施工,将会普遍遇到一个工程造价高、施工难度大、建设周期长、维修工作量大的问题。利用水力插板建设航道拦沙堤由于它具有独特的结构形式和一整套独创的施工方法,因此能够有效的解决以上难题。

运用水力插板航道拦沙堤具有突出特点(1)基础入地深度大幅度增加,加上堤脚抛石防护之后基础抗冲刷掏空能力明显增强;(2)临近水面的部分坝体为钢筋砼整体结构,具有抵抗各种风浪冲击的能力;(3)水力插板两侧抛投毛石形成护坡进一步增强了堤坝的安全稳定性,形成了一种以水力插板为主的复合型堤坝。所以深水航道的拦沙堤坝只要通过合理选择水力插板的结构形状,按照工程实际需要确定水力插板的插入深度和钢筋砼板两侧抛投毛石形成护坡的高度,就可以确保运河两端入海口深水航道的顺利建成和正常运行。在同等水深海域建设同样标高的航道拦沙提坝,插板工程造价一般可降低50%以上,施工建设周期缩短70%以上。

2.6关于对生物多样性的影响问题

胶莱两湾分别处于黄海和渤海,其生物种群有很大区别,海河挖通后,两湾水体交换会不会产生对生物多样性的不利影响。对此我走访了部分生物专家,专家认为两湾生物多样性是有差别的,但在生态环境遭受破坏的前提下,两湾生物多样性已均遭到毁灭性的破坏,从这种现实出发,加快两湾水体交换,改善生态环境不失为拯救生物多样性的一种好途径。其好处主要有两点。一是将显著改善胶莱两湾和渤海近岸生态环境。通过开通人工海河,半封闭海湾水体交换速度将大幅度提高,有效减轻海洋环境污染损害,改善海洋环境质量,保护海洋生物资源。二是将再造黄渤海黄金渔场。海河建设,将大大改善目前的海域水质环境,有助于恢复和建立新的海洋生物链,恢复渔业资源,形成新的渔场。另外新形成的河道面积接近20万亩,如果将现胶莱河的水储存起来,有规律的向河道注入一定量的淡水,降低海水盐度,将会形成一个新的河道产卵洄游场。鉴于生物多样性与生态环境有直接关系,有必要将保护生物多样性问题列专题研究。

2.7关于1000多亿的投入值不值得问题

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