陳 明
(中交廣州水運工程設(shè)計研究院有限公司,廣州520221)
藍色海灣整治行動為我國“十三五”規(guī)劃綱要中的重大海洋工程之一,按照《財政部、國家海洋局關(guān)于組織申報2016年藍色海灣整治行動資金的通知》要求,汕尾市被財政部、國家海洋局確定為全國首批藍色海灣整治行動8個城市之一。項目包括海灣綜合治理和生態(tài)島礁建設(shè)兩方面內(nèi)容,實施手段以人工工程措施和自然生態(tài)恢復相結(jié)合,實施項目類型涵蓋海岸整治修復、濱海濕地恢復和植被種植、近岸構(gòu)筑物清理與清淤疏浚整治、生態(tài)廊道建設(shè)、修復受損島體等工程。
品清湖位于汕尾市中心城區(qū),汕尾港東部,面積約22km2,岸線長約40km,是我國沿海最大的瀉湖之一,稱之為“汕尾的母親湖”。然而隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市建設(shè)運動不斷擠壓海岸的生存空間,大量廢水直排、建筑垃圾直接傾倒等;由于品清湖為凹入型半封閉海灣,海域自凈能力較差,上述污染源進入海域后不易被潮汐,海風帶走,加劇了污染程度[1]。隨著品清湖淤泥堆積、水體富營養(yǎng)化,已經(jīng)嚴重影響到汕尾市的旅游城市形象及可持續(xù)發(fā)展?;诖耍瑸榱烁眯迯褪軗p的自然環(huán)境,在品清湖進行紅樹林的人工修復。
紅樹林的人工修復(Artificial restoration)是借助人工干預手段加快已有次生、慘敗、低矮紅樹林生長與進展演替的人為活動,包括次生林改造、鄉(xiāng)土種替代改造和安全造林等[2]。
針對品清湖的實地調(diào)研發(fā)現(xiàn),品清湖位于城市中心,受到人為建設(shè)等影響非常嚴重,區(qū)域內(nèi)紅樹林狀況存在品種單一、規(guī)模小、規(guī)格小、較為分散等特點,較少有成規(guī)模的紅樹林,依托自身的自然修復極為緩慢。具有以下特點:①多數(shù)分布在江河入???,咸淡水交界處,分析考慮河流入??谡{(diào)節(jié)了潮流鹽度,有充足的養(yǎng)分及沉積物,利于紅樹林的生長發(fā)育;②分布在海浪較小,潮汐較弱的灘涂地塊;③岸灘地勢較高處,多處于潮間帶的灘涂淺灘,可以周期性地受潮水浸泡;④紅樹林品種主要有秋茄、木欖、白骨壤、紅海欖等。
選址位于品清湖東北側(cè),潮汐風浪較小,靠近北側(cè)有小溪入海口。紅樹林種植區(qū)長800m,寬30m,面積約2.4萬m2。現(xiàn)狀選址區(qū)現(xiàn)場地勢較低,根據(jù)測量圖,靠近海堤處地形高程最高-0.5m,中低潮時已經(jīng)被全面淹沒,應對選址區(qū)域進行地形改造。
理論上,在平均海平面以上的灘涂才是紅樹林的宜林潮灘[2]。結(jié)合當?shù)卦O(shè)計高水位1.34m(高潮累積頻率10%);設(shè)計低水位-0.36m(低潮累積頻率90%),考慮回填標高靠近岸側(cè)1.5,紅樹林外圍標高1.0,滿足紅樹林周期性浸泡的生長條件。對種植區(qū)域內(nèi)地塊覆蓋淤泥土,在靠近海邊外圍設(shè)置連續(xù)的沙袋,隔擋淤泥防止土壤流失。海岸濕地工程,選擇植株較矮的紅樹林植物、半紅樹林植物作為濕地生產(chǎn)者,添加微生物菌種、魚類和底棲動物,形成完整的海岸濕地生態(tài)系統(tǒng),有利于維持海陸交界脆弱生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展,打造品清湖海岸綠色絲帶,提升品清湖海岸景觀建設(shè)的整體檔次和品位[4-5]。
2.3.1 圍堰
在紅樹林人工修復區(qū)(圖1)外緣布置圍堰,目的是防止加高后的種植區(qū)泥沙流失,在圍堰邊界外4m設(shè)木樁及圍網(wǎng),木樁100mm,高約5m(+3.00~-2.00m),圍網(wǎng)高約2m;攔網(wǎng)材料采用純聚乙烯材料,網(wǎng)目5cm×5cm,網(wǎng)繩徑5mm;防止各類垃圾進入種植區(qū)。設(shè)計預沉降量為0.5m,具體由現(xiàn)場實際情況定;圍堰應分層施工,每層接口位置錯開,并注意觀測沙袋的沉降和位移,施工加荷控制標準:垂直沉降<10mm/d,水平位移位移<5mm/d,嚴禁一次吹高至1.5m。
圖1 紅樹林的人工修復
(1)充砂袋采用聚丙烯編織物,單位重量為280g/m,其性能指標,詳見GBT 17690—1999《土工合成材料塑料扁絲編織土工布》。
(2)聚丙烯編織物經(jīng)紫外線長期照射強度會老化降低,故要求袋布具有一定的抗老化能力,其陽光下裸露3個月內(nèi)的強度指標不應低于80%,原材料在運輸和儲存過程中應避免紫外線照射。對于充砂后暴露出水部分的袋體則應采用防老化聚丙烯編織物,其在陽光下裸露20個月的強度不應低于普通聚丙烯編織物強度的80%??棺贤饩€強力保持率≥90%(500h)。
(3)袋布拼接可選用錦綸線縫制,拼接處折疊3層,寬度5~10cm,縫3道線;也可采用黏結(jié)劑黏結(jié),黏結(jié)部分寬度為10cm,黏結(jié)部位的各項強度指標應大于袋布強度的90%。充砂袋的制作工藝簡單,不需要大型機械設(shè)備和大的場地,既可在現(xiàn)場制作,也可在后方制作。
(4)充填沙袋充填料含泥量不宜大于10%。砂袋充填飽和度不低于70%,為保證充填高度達到設(shè)計標高,可進行二次充填。
2.3.2 紅樹林種植區(qū)加高
圍堰施工好后,進行紅樹林種植區(qū)吹填加高,減少灘面受海水淹浸時間,使被填高灘面達到紅樹植物生長對海水淹浸時間或淹浸深度的需求[6]。吹填的土方采用清淤東側(cè)的疏浚土,進行曬干,然后篩除各類大的塊石、樹枝、各類垃圾等,拌合有益菌種回填至灘面上,回填期間注意防污染等措施,避免再次污染海域,使疏浚土的廢泥進行資源化利用。
2.3.3 種植要求
2.3.3.1 種植密度
由于受海水高鹽度及風浪等逆境因素影響,為了盡快顯現(xiàn)造林的生態(tài)效應,種植區(qū)適當密植[7]。慢生樹種的種植規(guī)格為0.5m×0.5m,速生樹種的種植規(guī)格為1.0m×1.0m。
2.3.3.2 品種選擇
選擇適于耐高鹽度的紅樹林樹種,種植區(qū)外緣比內(nèi)緣風浪大,在外緣選擇對風浪抗逆性較強的速生樹種并適當密植,以減緩風浪對整個修復區(qū)域的沖擊,提高整體的造林成活率[8]。選擇的造林樹種為:拉關(guān)木 (Laguncularia racemose)、無瓣海桑(Sonneratia apetala)、紅海欖(Rhizophora stylosa)、白骨 壤 (Avicennia marina)、 木 欖 (Bruguiera gymnorhiza)、秋茄(Kandelia obovata)等。
2.3.3.3 試驗段種植
考慮綠化施工工期和植株成活情況,針對紅樹林的種植采用分段種植的形式,先做試驗段的種植,試驗段長度為100m,觀察植株的生長狀況,成活良好且植株長勢較好則剩余一次種植成活。通過試驗段種植發(fā)現(xiàn),除了秋茄正常生長以外,其他品種均很快死亡,考慮在原品清湖西岸已補種的紅樹林品種存活種也是秋茄,可認為秋茄適合當?shù)氐耐茝V種植。
2.3.3.4 推廣種植及后期養(yǎng)護
試驗段補種及成活率保證半年后,其他區(qū)塊種植秋茄,并后期管理及養(yǎng)護。目前紅樹林的人工修復區(qū)秋茄種植已經(jīng)2年,成活率及生長情況正常,也在持續(xù)地跟進與研究中,為以后的紅樹林修復項目的設(shè)計與施工提供重要參考意義。
(1)尊重科學,加強技術(shù)理論指導。紅樹林是海陸過渡帶植被,不是單純的陸地森林,其恢復難度遠遠高于陸地造林[2]。鑒于公司以往設(shè)計施工經(jīng)驗,紅樹林的人工修復十分不易,在條件適合區(qū)域種植,三年成活率平均也只能達65%左右,而一些較不適合區(qū),更難保證成林,甚至不能成林。提醒設(shè)計人員在設(shè)計施工過程中要尊重科學,加強技術(shù)理論指導,通過不斷實踐與研究相結(jié)合,探索和提高造林方案與技術(shù)。
(2)調(diào)研考察非常重要。考察能否進行紅樹林的修復,調(diào)研分析非常重要,側(cè)重考察項目周邊是否存在野生分布的紅樹林,針對江河入???,潮流較小區(qū)域等重點觀察,同時對存在的紅樹林灘面的最高與最低標高進行測定,為后期設(shè)計施工提供參考,滿足一定條件才進行設(shè)計選址,否則貿(mào)然進行紅樹林修復很難成功。
(3)疏浚土資源化利用。紅樹林的選址通常選在江河入???,底泥淤積且營養(yǎng)豐富,大都為航運交通路線,在以往進行航道清淤疏浚時產(chǎn)生的疏浚土都是外海拋泥,費用較高且極易引起二次污染。本次工程中,采用品清湖清淤產(chǎn)生的疏浚土進行無害處理,回填到紅樹林修復區(qū),既能滿足紅樹林的生長需求,又讓疏浚土變廢為寶,也為以后其他工程提供借鑒作用[9]。
(4)傳統(tǒng)的海洋生態(tài)修復和環(huán)境保護,多是以項目、分散的形式開展,雖然目標明確,但卻難以形成綜合性、整體性效果[10]。目前戰(zhàn)略實施的藍色海灣整治項目,把整個海灣生態(tài)修復形成一個整體,同時開展諸如清淤、紅樹林修復、海堤修復等,形象系統(tǒng)化的綜合整理,有利于緩解當前嚴峻的生態(tài)污染狀況。