（环境工程专业论文）航道疏浚物倾倒对海洋环境的影响初探.pdf

，_1_-j_i c l a s s i f i e din d e ： u d c ： x 8 2 8 5 0 4 d i s s e r t a t i o nf b rt h em a s t e rd e g r e ei ne n g i n e e r ；n q vvu t h e i m p a c to ft h ed r e d g e dm a t e r i a lf r o m s e a _ r 0 u t e sd r e d g i n g0 n j c a n d i d a t e ： s u p e r v i s o r ： m a r l n e z h o ub i n e n v i r o nm e n t z h a n gy a n g q i n g a c a d e m i cd e g r e ea p p i i e df o r ：m a s t e ro f e n g i n e e r i n g s p e c i a l t y ： d a t eo fo r a le x a m j n a t i o n ： u n i v e r s i t y ： e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g j u n e2 0 l o q i n g d a ot e c h n o l o g i c a lu n i v e r s i t y m149 20舢8 iii_洲丫 硕士学位论文 航道疏浚物倾倒 对海洋环境的影响初探 学位论文答辩日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： 豢蒺 0 t 青岛理工大学工 u 硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第1 章绪论”l 1 1 剐究意义l 1 2国内外列f 究现状1 1 2 1 海洋倾废相关概念一l 1 2 2 国外研究现状”2 1 2 3国内研究现状一3 1 3 本课题研究的主要内容和方法“5 1 3 1 研究的主要内容”5 1 3 2 研究的主要方法5 第2 章倾倒区和海域自然环境概况”6 2 1 倾倒区概况6 2 1 1 倾倒区位置6 2 1 2 历年累计倾倒工程量7 2 1 3 疏浚物理化性质及分类7 2 2 海域白然环境概况9 2 2 1 气象9 2 2 2 水文“1 0 2 2 3 地质构造l l 2 2 4 地形地貌l l 第3 章倾倒区海域环境现状分析1 2 3 1 海洋水质环境1 3 3 1 1 水质分析结果1 3 3 1 2 水质评价1 5 3 2 海洋沉移 物叫：境17 3 2 1 沉积物分析结果l7 3 2 2 沉积物评价l8 3 3 海洋生态环境1 9 3 3 1 叶绿素a 1 9 3 3 2 浮游植物1 9 3 3 3 浮游动物2 0 3 3 4 底栖生物2l 3 4 水深地形2l 3 4 1 倾倒区水深地形测量2 l 3 4 2 倾倒区水深地形特征“2 3 第4 章海流观测、数值模拟和跟踪试验2 5 4 1 海流观测2 5 4 1 1 海流实测资料的统计分析2 5 青岛理工大学工程硕士学位论文 4 1 2 潮流2 7 4 i 3余流3 0 4 2 数f i t 【模拟3 0 4 2 1潮流场数值模拟3 0 4 2 2 倾倒泥沙扩散数值模拟3 7 4 3f ，j ；谚 质 漂移跟踪试验3 9 4 3 1跟踪试验目的3 9 4 3 2 跟踪试验实施4 0 4 3 3 跟踪试验结果分析4 0 第5 章倾倒区海域环境变化分析4 2 5 1 j f j 洋水质叫i 境变化分析4 2 5 i 1水质变化趋势分析4 2 5 1 2与其它海洋倾倒区水质对比。4 4 5 1 3 小结4 5 5 2 河i t 沉移：物外境，叟化分析4 5 5 2 1 沉积物质量变化趋势分析4 5 5 2 2 与其它海洋倾倒区沉积物质量对比4 7 5 2 3小结4 8 5 3 池洋生念叫：境变化分析4 8 5 3 1生态环境变化趋势分析4 8 5 3 2 相关资料对比分析4 9 5 3 3 小结”5 0 5 4水深地形变化分析5 0 5 - i 1历年水深地形资料对比5 0 5 4 2 小节5 0 第6 章结论与建议”5 4 6 17 。l 沦- 5 4 6 2 缱议，5 5 参考文献5 6 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作5 8 发太：j 术论文5 8 参o 川丈践5 8 弱【谢”5 9 _-_li_1li-1，】1 青岛理工大学工程硕士学位论文 摘要 近年来，随着经济的发展，沿海城市大规模的投资建设给海洋坏境带来了多 方面的影响，其中航道建设和维护所产；l 的大量疏浚物倾倒给海洋环境带来的影 响已成为不可忽视的问题之一。本文通过调查锦州港临时海洋倾倒区环境现状， 与历史资料进行对比，并采用数值模拟对疏浚物倾倒后悬浮物扩散范围进行预测， 分析航道疏浚物倾倒对倾倒区及其附近海域海水水质、沉积物、海洋生态环境的 影响和水深地形的变化，为科学合理的利用海洋倾倒区提供技术支撑，以实现海 洋资源的可持续利用和生念环境的有效保护。 本研究通过收集和整理锦州港临时海洋倾倒区附近海域近年的环境资料，并 对该海域水质环境、沉积物环境、生物群落结构和水深地形历年的变化进行对比， 深入分析了疏浚物倾倒对海域环境变化的影响。在海流观测的基础上进行数值模 拟，预测疏浚物倾倒后悬浮物扩散影响的范围，并采用跟踪试验验证数值模拟扩 散计算结果的准确性。 研究发现，锦州港航道疏浚物倾倒对临时海洋倾倒区附近海域环境造成了一 定的影响。海水水质主要受到z n 和p b 的污染，沉积物则受到z n 和h g 的污染。 该海域浮游植物、浮游动物多样性程度降低。底栖生物群落趋于低生物量，结构 简单化。大规模的倾倒致使倾倒区水深地形发生了一定的变化，由于倾倒频率大、 倾倒集中，短期内的疏浚物堆积造成在倾倒区的西北部形成了一个小的隆起。跟 踪试验显示预测漂流轨迹与实测漂移轨迹基本一致，预测得到1 0 0 0 0m l 疏浚物倾倒 后，悬浮泥沙扩散最大距离小于4 1 k m 。 总之，航道疏浚物倾倒对临时倾倒区及其附近海域的海水水质、海洋沉积物 质量、海洋生物群落结构和水深地形均会产生一定的影响，应当科学、合理的进 行倾倒活动，倾倒区使用过程中应定期进行跟踪监测，以便掌握倾倒区使用情况， 将其对海洋坏境的不利影响降至最低。 关键词：倾倒；疏浚物；海洋环境；数值模拟 青岛理工大学j 程硕士学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n t fc c o n o m y ；t h eb u i l d i n g so fc o a s t a lc i t i e s h a v ep u tg r e a ti n l p a c t so nt h em a r n ee n v i l 【1 n i n e n t t h ei n f l u e n c eo fd r e d g i l l gw a s t e f 沁ms e a - r o u t e sa l s oh a sb e c o m eo n eo fs u c l lp r o b l e m sa n dc a n tb en e g l e c t a b l e t h i s a r t i c l ea n a l y z et h ei n f l u e n c eo fd u m p e dd r e d g e dm a t e r i a li nc h a n n e lt od u n l p i n ga r e a a n ds e aw a t e rq u a l i t y ；s e t t l i n g s ，o c e a ne n v i r o n i n e n tn e a r b ya n dt h ec h a n g eo fg e o 黟a p h y i nw a t e r ，t h r o u g hi n v e s t i g a t i n gt h ee n v i r o n m e l l tc o n d i t i o no ft e m p o r a r yo c e a nd u m p i n g a r e ai nj i n z h o up o r t ，c o m p 撕n gw i t hh i s t o “c a ld a t a ，a n df o r e c a s tt h es p r e a d i n gr a n g eo f s u s p e n d e dm a t t e r sa r e rd u m p i n gd r e d g e dm a t e r i a lb ya d o p t i n gn u m b e ri m i t a t i n g t h i s a r t i c l ep r o v i d e st h et e c h n i c a ls u p p o r tt o ru s eo c e a nd u m p i n ga r c ar e a s o n a b l yt or e a l i z e t h es u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o no fo c e a ns o u r c ea n dc f f e c t i v ep r o t e c t i o no fe n v i r o n m e n t t h i sa r t i c l ec o l l e c t st h ee n v i r o n m e n t s ( 1 a t ai nr e c e n ty e a r so fs e an e a rt e m p o r a 叫 o c e a nd u m p i n ga r e ao fj i n z h o up o n ，c o m p a r e st h ec h a n g eo fs e aw a t e rq u a l i t y s e t t l i n g s c o n d i t i o n ，b i o c e n o s i ss t r u c t u r ea n dg e o g r a p l l yi nw a t e r a n a l y z e st h ei n n u e n c eo f d u m p i n gt oo c e a ne n v i r o n m e n tc h a n g i n g d ot 1 1 en u m b c ri m i t a t i o no nt h eb a s i so f o c e a n c u r r e n to b s e r v a t i o n ；f o r e c a s tt h es p r e a d i n gr a n g eo fs u s p e n d e dm a t t e r sa r e rd u m p i n g d r e d g e dm a t e a l ，a n dc h e c kt h ea c c u r a c yo fn u m b e ri m i t a t i o ns p r e a d i n gc a l c u l a t i o n r e s u l t sb yt r a c k i n gt e s t i nr e s e a r c h ，if o u n dt h a td u m p i n gd r e d g e dm a t 舐a li nj i n z h o up o r tc h a n n e l sa 仃e c t s t h eo c e a ne n v i r o n m e n tn e a rt e m p o r a r yo c e a nd u m p i n ga r e a t h es e aw a t e rq u a l i t yi s p o l l u t e db yz na n dp b ，t h es e t t l i n g si sp o l l u t c db yz na n dh g v a r i e t y o fp h ”o p l a n k t o n a n dz o o p l a n k t o ni nt h i ss e aa r e aw a sr e d u c e d b e n t h o sb i o c e n o s i sb e c o m e sl o wb i o m a s s ， a n dt h es t r u c t u r eb e c o m e ss i m p l e t h el a r g eq u a n t i t yd u m p i n gc h a n g e st h eg c o g r a p h yi n w a t e ri nd u m p i n ga r e a b e c a u s et h ef r e q u e n c yo fd u m p i n gi sh i g h ，t h ed u m p i n ga r e ai s c e n t r a l i z e d ，t h ea c c u m u l a t i o no fd r e d g e dm a t e r i a l i ns h o r tt i m ec a u s et h es m a l lu p h e a v a l i nt h en o r t h w e s to fd u m p i n ga r e a t h en u m b e ri m i t a t i o nr e s u l t ss h o w st h a ta r e rd u m p i n gl0 0 0 0 m d r e d g e dm a t e r i a l ， t h em a xs p r e a d i n gd i s t a n c eo fs u s p e n d e ds a n di sl e s st h a n4 1k m t h et r a c k i n gt e s t s h o w st h a tt h ef o r e c a s t e dd r i r i n gt r a c ki sn c a r l yt h es a m ew i t hd r i r i n gt r a c ka c t u a l t e s t e d w h i c hs h o w st h en u m b e ri m i t a t i o nr e s u i ti sc r e d i b l e a b o v es t u d i e sh a v es h o w nt h a tt h ed i s p o s a lo fd r e d g i n gw a s t e 仔o ms e a r o u t e sh a s a f r e c t e dt h eq u a l i t yo fs e a w a t e ra n ds e d i m e n t ，m a r i n ee c o l o g i c a ls t m c t u r e ，w a t e rd e p t h a n dt e r r a i no ft h eo c e 锄w a s t ed i s p o s a ls i t e sa sw e l la sa d ja c e n ta r e a s t | h e r e f o r e ，t h e w a s t ed i s p o s a la c t i v i t i e ss h o u l d b et a k e ns c i e n t if i c a l l ya n dr a t i o n a l iy m o r e o v e r p e r i o d i cm o n i “) r i n gd u r i n gt h ea p p l i c a t i o no fd i s p o s a l s i t e si sn e c e s s a r yf 0 rt h e m a n a g e m e n ta n dh e l pt od e c r e a s et h ei n f l u e n c eo fw a s t e t ot h em a r i n ee n v i r o n l l l e n t k e y w o r d s ：d u m p i n g ，d r e d g e dm a t e r i a l ，m a r i n ee n v i r o n m e n t ，n u m e r i c a ls i m u i a t i o n _-_-_-_1-_li 青岛理工大学工程硕士学位论文 1 1 研究意义 第1 章绪论 近年来，中圆政腑台了一系列区域发展战略或规划，特别是东部沿海省区 区域发展规划，如辽宁沿海经济带发腱规划、江苏沿海地区发展规划等等。 上述规划的实施将带动东部沿海地区经济掀起新一轮的增长浪潮，而沿海城市大 规模的投资建设势必给海 t 环境带来多方面的影响，其中航道建设和维护所产生 的大量疏浚物倾倒给海洋川：境带来的影响是不可忽视的问题之一。 随着海运船型火型化，我国大型深水泊位建设进入新的发展时期，相配套的 航道建设规模逐步加人，航道长度越来越长，由此产生的疏浚量大幅增加。2 0 0 9 年在8 月，在天津滨海新l x 召丌的第三届困际疏浚大会上，专家预测到2 0 1 5 年 中国沿海港口的疏浚捌孑九5 0 至7 0 亿立方米。从全球来看，疏浚物是海洋倾倒 废弃物中数量最人的一类，占每年向海洋倾废废物的8 0 至9 0 。 在陆地空间资源越水越稀缺的情况下，如何科学合理的利用海洋空问及其自 净能力，分担消化经济 发活动产生的废弃物，是摆在研究者和管理者面前的一 项重要课题。疏浚物倾倒对海洋环境的影响本身是一个较为复杂的课题，需要多 领域、多学科综合研究，才能得出较全面和准确的结论。 锦州港航道f i 纪几十年代初投入使用，大规模的疏浚始于2 0 0 3 年。锦 州港临时海洋倾f j ：i j i x 位j ：辽东湾中部，主要容纳来自锦州港航道的疏浚物。本文 通过调查锦州港l i 寸海f t 倾倒区环境现状，与历史资料进行对比，并采f j 数值模 拟对疏浚物倾倒后悬浮物扩敝范围进行预测，分析航道疏浚物倾倒对倾倒区及其 附近海域海水水质、沉干j 物、海洋生念环境的影响和水深地形的变化，为科学合 理的利用海洋倾倒区提供技术支撑，以实现海洋资源的可持续利用和生态环境的 有效保护。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 海洋倾废相关概念 “倾倒”是指利川冉仆舳、航空器、平台及其他载运： 具，向海i t 处n 废弃物 青岛理工大学工程硕士学位论文 和其他物质；向海洋弃置船舶、航空器、平台和其他海上人工构造物，以及向海 洋处置由于海底矿物资源的勘探丌发及勘探j f ：发相关的海上加工所产生的废 弃物等。“倾倒”不包括租用冉竹舶、航空器及其他载运工具和设施l f 常操作产生 的废弃物的排放l 2 1 。 “疏浚物”系指任何疏通、挖深港池、航道工程和建设、挖掘港l j 、码头、 海底j 岸边工程所产q i 的泥1 ：、沙砾和其他物质。“疏浚物倾倒”系指任何通过 或利用船舶或其他载运工具，有意地任海i ：以各种方式抛弃和处置疏浚物【3 1 。 海洋倾倒区分为一、二、三类倾倒区、试验倾倒区和临时倾倒区。一、二、 三类倾倒区足为处置一、二、三类废弃物而相应确定的，其中一类倾倒区是为紧 急处置一类废弃物i m 确定的。试验倾倒区是为倾倒试验废物而确定的( 使用期不 超过两年) 。临时倾倒区足冈：i ：程需要等特殊原凶而划定的一次性争用倾倒区【3 】。 临时性海洋倾倒区的仃效期一般不超过3 年【4 1 。 1 2 2 国外研究现状 1 2 2 1国外海洋倾废概述 人类利川海洋空问资源处胃废弃物已有l o o 多年历史了，蜒幽、美因等田都 足海洋倾废较早的闺家【5 】。早j i j 的海洋倾废活动无论住规模和数最上都较小，主 要向海洋倾倒城r f 丁垃圾和港口疏浚物。卜h 于倾倒进入海洋的污染物质较少，凶此 鲜有山于倾倒引起海洋污染j f 件的报道，倾倒活动也未引起幽际社会的关注。= 战后， j ：i ：业乍产的迅速发展和人类活动产，卜的废弃物剧增，海 t 倾废的规模 和数星也大人增加【5 j 。1 9 4 6 一1 9 9 4 年，1 3 个幽家向海洋倾倒的放射性废弃物达至0 1 4 0 1 0 1 5 b q 【6 】。这北被倾倒的放射性废弃物，有的由f 桶罐破损造成部分海区 的放射性污染，已检测到鱼体内的放射性含量，足以对人类健康构成威胁，由此 海洋倾倒废弃物引起了困际社会的关注【丌。2 0 世纪7 0 年代初，大量有毒物质向 海上倾倒，以及沿海些国家对海洋倾倒出现的污染危害事件表示不满，激发了 国际社会对海洋倾倒控制的强烈要求，丌始了全面控制海洋倾倒的努力。 1 2 2 2 国外海洋倾废立法概况 海洋倾废法律：制度随着海洋环境保护法律制度的建立而发展，大致可分为以 下三个阶段【8 j ：第阶段( 1 9 5 4 一1 9 7 2 ) ，从1 9 5 4 年签订困际防止海上油污公 约到1 9 7 2 年联合f 闷“人类环境会议”d 玎夕，是海洋倾废国际立法的起步时期； 2 青岛理工大学工程硕士学位论文 第二二阶段( 1 9 7 2 一1 9 8 2 ) ，从斯德跚尔摩人类所：境饶吉的发表剑联介海洋 法公约签m 1 ，j 夕，际海洋环保叭定人量签订，如防l i ：倾倒废弃物及j e 他物 质污染f 纯 t 公约( 简称伦敦倾废公约) 、1 9 7 3 年勋：防j i i 舟竹舟n 造成污染公 约( 筋称f ：i 污公约) ，足旧际海洋倾废立法的发腱时期；第三三阶段( 1 9 8 2 一 现在) ，从1 9 8 2 年联合海f r 法公约签署起到现在，足海洋倾废立法的成熟 时期。 1 2 2 3 国外海洋倾废研究技术简介 许多囤家的学者都对疏浚物倾倒的环境影响进行了大量现场调查和室内实 验研究。f l l f 各地疏浚物的组成、数量、理化特性，有毒物质含量和倾倒方式 不m ，p j j i ii ：倾倒区不同的气象、水文、地质、生态环境等因素，得出的结论也 有所不嗣。 2 01 j = 纪7 0 年代美围丌始研究疏浚物对坏境的影响，陆军工程兵团对珍珠港 进行了倾倒k 选择和环境监测，主要进行包括疏浚工程前的本底调查，水质、沉 积物和海 r 乍物的定期监测及疏浚工程后对疏浚物的长期影响调查【9 1 。8 0 年代以 后，对疏浚物环境影响的研究丌始系统化，随看疏浚物物理迁移模型( 如倾抛、 沉降、流场模型) 的建立和化学、声学跟踪试验的丌展及放射性示踪沙技术的首 次应用，使人们对于疏浚物倾抛过程的迁移过程和机理有了更精确的理解和认 识，从而对疏浚物的坏境影响评价与影响预测也顺利丌展起米【1 0 1 。 随符勋：社会和各困政府的蓖视、公众保护海洋意识的增强、废弃物综合利 用率的提，i 五以及环境保护科学技术的发展，海洋倾废活动越来越向单一化、无害 化嗣i 科学化的趋势发展】。f 1 本学者t s u c h i d a 等提f i j 了疏浚物轻量化处理技术， 将疏浚泥加j i ：成为高附加值的新型建筑材料，该技术广泛应用于港口和海洋工程 中的回填或l ：质改良【12 1 。 1 2 3 国内研究现状 1 2 3 1 国内海洋倾废概述 我国利川海洋处置废弃物始于1 9 世纪8 0 年代，清朔政府使用挖泥船将吴淞 内沙的疏浚物倾倒在吴淞口外海域，以保证黄浦江航道的通行。此后，青岛、天 津、炯台、广州等地棚继进行了海上倾倒活动【1 3 】。1 9 5 0 年以后，随着闻民经济 的发腮和对外贸易的快速增长，东部沿海地【k 配食建i 殳了人批海洋及海岸一l ：程， 青岛理工大学工程硕士学位论文 与此i 一时，利用海洋空l 日j 处管废弃物的规模也迅速扩大。以港口、航道疏浚物海 洋倾倒为例，1 9 9 1 年全幽沿海地区疏浚物总量不足5 0 0 0 万m 3 ，2 0 0 8 年已超过 1 2 亿m 3 ，而且疏浚物海洋倾倒量还在不断增长【5 1 4 ，15 1 。 1 2 3 2 国内海洋倾废管理概况 2 0 世纪8 0 年代以f j ，j ，山于幽家没彳j 相应的法舰，海洋倾废缺乏有效的管理。 部分企、i k 缺乏i 洋环境保护意谚 ，”嘶追求商j i k 利润，随意向海洋倾倒废弃物。 有毒有害物质在没有科学论征和管理的情况卜向海洋倾倒，对海洋环境和资源造 成了污染和损害。 1 9 8 2 年8 月，全固人大常委会通过的中华人民共和围海洋坏境保护法 对防治倾倒废弃物对海洋环境的污染损害作出了规定。1 9 8 5 年3 月，国务院发 斫j 了中华人民共和同海洋倾废管理条例，同年1 1 月我围政府j f 式加入伦敦 倾废公约，我幽的海洋倾废逐步纳入法制化管理的轨道。十儿年来，我国的海 洋倾废管理建立了较为完整法舰体系、海洋管理和监察队伍、倾倒许可认e 审批和 倾倒区选划制度，规范了倾倒区监测技术。 1 9 8 6 年3 月，国家海洋局在对伞i 司海洋倾废情况全面普垒核实的基础上， 根据沿海海洋倾倒的需要，在科学论证的桀础上选划了第一批海洋倾倒区【5 】。随 着我h 沿海经济和港【j 航道建设的发展，吲家海洋局根据各海区需要批准设立临 时海洋倾倒区，以解决工程的急需。截至2 0 0 8 年，全困实际使j _ 】的海洋倾倒区 ( 含临时海洋倾倒区) 5 4 个，各海区疏浚物海洋倾倒情况统计见表l 一1 【l5 1 。 表1 12 0 0 8 年全国各海区疏浚物海洋倾倒情况 1 2 3 3 国内海洋倾废研究技术简介 幽内张乐芬、蔡思忠对疏浚土海洋倾废海域环境影响进行了预测，指出疏浚 物倾倒对海域产乍影响的决定冈素，主要是它的入海负荷量( 倾倒量、倾倒频数) 、 复杂程度和海域的自净能力【1 6 】。郑琳等对青岛胶州湾外海洋倾倒区的调查研究 表l 纠，海洋倾倒区使用2 0 年后，浮游植物总种数有所上升，但是总的细胞数量 上i j i 刃显下降，浮游动物总种数呈下降趋势，生物量和个体密度却有大幅度增加， 4 青岛理工大学工程硕士学位论文 底栖生物总种数、栖息密度明显增加，总生物量却呈下降趋势【1 0 】。众多学者还 采取了同位素示踪、声学跟踪、数值模拟等方法对疏浚物的运动进行了大量的研 究工作。 1 3 本课题研究的主要内容和方法 1 3 1 研究的主要内容 海洋倾废的研究工作通常包括以下两个方面：一方面是倾倒技术的研究，例 如倾倒物理化性质及前处理技术的研究，倾倒方式、倾倒区环境条件选择方面的 研究，倾倒物无害化、资源化利用技术的研究；另一方面是环境效应的研究，例 如对废弃物在海水中的物理、化学变化过程的研究，废弃物对海域环境如海水水 质、海洋沉积物、海洋生物等影响的研究，废弃物对海底地形地貌等影响的研究， 倾倒区环境监测技术方法的研究等等。本课题主要针对锦州港航道疏浚物倾倒对 倾倒区及其附近海域海水水质、沉积物、海洋生态环境的影响和水深地形的变化 进行了研究。 1 3 2 研究的主要方法 本课题研究工作拟采用环境现状调查、实验分析测试、历史资料对比和数值 模拟预测等多种方法，综合研究锦州港临时海洋倾倒区的环境变化问题，主要研 究方法包括： l 、收集和整理锦州港临时海洋倾倒区附近海域近年的环境资料( 包括气象、 水文、水深、地形、化学、生态等) ，并对该海域水质环境、沉积物环境、生物 群落结构和水深地形历年的变化进行对比，深入分析倾倒对海域环境变化的影 响。 2 、在海流观测的基础上进行数值模拟，预测疏浚物倾倒后悬浮物扩散影响 的范围，并采用标识质点漂移跟踪试验验证数值模拟扩散计算结果的准确性。 青岛理工大学工程硕士学位论文 第2 章倾倒区和海域自然环境概况 2 1 倾倒区概况 2 1 1 倾倒区位置 锦州港临时海洋倾倒区位于辽东湾中部( 图2 1 ) 。2 0 0 2 年l o 月国家海洋局 批复，以1 2 1 0 0 7 3 0 ”e 、4 0 0 3 2 0 0 n 为中心，半径为0 5 k m 的区域作为锦州港 航道疏浚物临时海洋倾倒区，总倾倒量为5 0 0 万m 3 ，年倾倒量不得超过4 0 0 万 i n 3 。2 0 0 5 年6 月国家海洋局又批复，同意将中心点坐标1 2 1 0 0 7 3 0 ”e 、 4 0 0 3 2 0 0 ”n ，半径o 5 k m 的区域作为锦州港日常建设和维护性疏浚使用的临时 性海洋倾倒区，年倾倒量要控制在8 0 0 万m 3 以内。 图2 1 锦州港临时海洋倾倒区位置1 1 7 i 6 青岛理工大学工程硕士学位论文 2 1 2 历年累计倾倒工程量 锦州港始建于1 9 8 6 年，1 9 9 0 年正式通航。锦州港现有航道于2 0 0 8 年完成 改扩建，由5 万t 级航道边坡浚深至1 5 o m ，底宽1 9 8 m ，全长2 4 9 5 k m ，可以满 足l o 万t 级散货船满载进出港的要求。锦州港临时海洋倾倒区自2 0 0 3 年以来的 倾倒量主要来自l o 万t 级航道改扩建工程( 见表2 一1 ) ，截至2 0 0 8 年5 月份，总 倾倒量约1 2 6 6 1 万m 3 。 表2 - l 锦州港倾倒区历年倾倒量 2 1 3 疏浚物理化性质及分类 2 1 3 1 柱状样取样站位 2 0 0 8 年5 月，青岛环海海洋工程勘察研究院在锦州港航道布设了4 个站位 进行了疏浚物取样及室内试验分析，站位布设见图2 2 ，站位坐标见表2 2 。 图2 2 取样站位布设图 青岛理工大学工程硕士学位论文 表2 2 取样站位坐标 站号纬度( n ) 经度( e ) 2 1 3 2 疏浚物的粒径分布 疏浚物土工试验分析结果见表2 3 ，可以看出航道疏浚物主要由粘土质粉砂 组成。 表2 3 粒度分析结果 站号 有机碳硫化物 ( 1 0 2 )( 1 0 6 ) 汕类 铜铅锌镉汞 ( 1 0 - 6 )( 1 0 西)( 1 0 - 6 )( 1 0 - 6 )( 1 0 。6 )( 1 0 6 ) 2 1 3 4 疏浚物分类 根据疏浚物的特性、污染物含量水平及其对海洋环境的影响程度，疏浚物分 为三类【1 8 】。 l 、清洁疏浚物( i 类) 疏浚物中所有污染物的含量都不超过化学筛分水平的下限为清洁疏浚物； 疏浚物中砷、铬、铜、铅、锌、有机碳、硫化物、油类，其中任何两种( 或 小于两种) 的含量超过化学筛分水平的下限，但不超过( 上限+ 下限) 2 ，且其 1 5 m 的出现频率为o 3 4 2 2 2 3海冰 据笔架山海洋站1 9 8 6 1 9 9 1 年的冰情观测资料统计： 本海区冰期一般自1 1 月中下旬开始至翌年3 月上旬，总冰期平均1 0 6 7 日。 近岸冰封一般出现在卜2 月份，范围为7 0 0 m 左右( 距岸) ，最大宽度可达4 0 0 0 m ； 冰厚一般为1 0 一4 0 c m ，最后可达1 0 0 c m ；堆积高度为2 3 m ，最高可达6 m 。冰 状多为沿岸冰和冰脚。 流冰期一般以卜2 月份最为严重，冰状多为2 0 一2 0 0 0 m 大的冰盘，流冰最大 冰块可达5 0 0 0 m 长，一般流速为o 2 一o 5 州s ，最大流速可达1 3 1 1 1 s ，流冰方向大 多集中于s e s s w 方向，频率为5 3 4 ，其中s s e 向频率为1 5 1 。 2 2 3 地质构造 辽东湾为渤海湾盆地的一个次级构造单元，是辽河坳陷在海域的延伸部分。 辽东湾地区自西向东划分为辽西凹陷、辽西凸起、辽中凹陷、辽东凸起、辽东凹 陷。各构造单元均呈北东一南西向展布，且相互平行，垂直盆地轴向呈现凸起一 凹陷相问的构造格局【1 9 1 。 2 2 4 地形地貌 辽东湾海底地形平坦，向渤海中部缓倾，平均坡度在1 2 5 0 0 一3 0 0 0 。在其 东西两侧的熊岳和六股河口一带有条带状的潮流沙脊及冲刷槽。锦州港临时海洋 倾倒区海域海底地貌属浅海堆积平原。在向海微倾的平原表面，其底质类型除岛 屿和岬角周边物质偏 h 外，普遍堆积粘土质粉砂。通过对辽宁各类型海岸的水下 浅滩和浅海堆积平易近5 0 个表层样品泥沙百分含量对比发现，砂含量普遍高于 泥含量，且河口外侧有磨圆较好的粗砂细砾分布，上述现象是高能作用的沉积环 境标志。从重矿物资料也足以反映这些砂质沉积物由近代或现代陆源提供【2 0 1 。 青岛理工大学工程硕士学位论文 第3 章倾倒区海域环境现状分析 2 0 0 8 年5 月，大连海洋环境监测中心站在倾倒区海域进行了环境现状调查， 包括海洋水质环境、沉积物环境、生态环境和水深地形等，站位布设见图3 1 ， 站位坐标见表3 1 。 水质取表、底两层样品，调查因子包括盐度、溶解氧( d o ) 、悬浮物( s s ) 、 化学耗氧量( c o d ) 、油类、活性磷酸盐( d i p ) 、无机氮( d i n ) 、硫化物、铜、铅、 锌、镉、汞、铬。沉积物取表层样品，调查因子包括有机碳、油类、铜、铅、锌、 镉、汞、砷。生态调查内容包括叶绿素a 、浮游植物、浮游动物、底栖生物。各 项调查因子的采集、运输和分析均按照海洋调查规范( g b l 2 7 6 3 2 0 0 7 ) 和海 洋监测规范( g b l 7 3 7 8 2 0 0 7 ) 执行。水深地形测量范围是以倾倒区中心点为中 心，3 k m x 3 k m 的矩形区域，按照海洋工程地形测量规范( g b1 7 5 0 l 一1 9 9 8 ) 和全球定位系统( g p s ) 测量规范( g b 厂r 1 8 3 1 4 2 0 0 1 ) 的要求进行。 图3 1 取样站位布设图 1 2 青岛理工大学工程硕士学位论文 表3 1 取样站位坐标 。l - - _ l _ - - _ _ _ - l 一一_ 一 计i 譬 纠j 度( n ) 纶度( e ) 渊aj 贞| | l 4 0 。3 4 1 2 ” 1 2 l 。0 4 3 0 ” 水质、沉移 物、生物 2 4 0 。3 4 1 2 ” 1 2 l 。0 6 3 0 ” 水质 3 4 0 。3 4 1 2 ” 1 2 l 。0 8 3 0 ” 水质、 4 4 0 。3 4 1 2 ”1 2 l o 1 0 7 3 0 ” 水质、 5 4 0 。3 2 3 0 ” 1 2 1 。0 4 3 0 ” 水质 6 4 0 。3 2 3 0 ” 1 2 l 。0 6 3 0 ”水质、 7 4 0 。3 2 3 0 ” 1 2 l 。0 8 3 0 ” 水质 8 4 0 。3 2 3 0 ”1 2 l 。l o 3 0 ” 水质、 9 4 0 。3 2 o o ” 1 2 l 。0 7 3 0 ” 水质、 1 0 4 0 。3 l 7 0 0 ” 1 2 l 。0 4 3 0 ” 水质、 1 l 4 0 。3 1 0 0 ” 1 2 l 。0 6 3 0 7水质 1 2 4 0 。3 1 0 0 ” 1 2 l 。0 8 3 0 水质、 1 3 4 0 。3 l o o ” 1 2 l ol o 3 0 ” 水质 1 4 4 0 。2 9 1 8 ” 1 2 l 。0 4 3 0 ”水质 1 5 4 0 。2 9 1 8 ” 1 2 l 。0 6 3 0 ” 水质、 1 6 4 0 。2 9 7 1 8 ” 1 2 l 。0 8 3 0 ” 水质 沉杉 物、生物 沉影 物、生物 沉积物、生物