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本文作者：張加晉1，2楊順良1，2趙東波1，2作者單位：1福建海洋研究所2福建省海島與海岸帶管理技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

泉州灣整治利用規(guī)劃的空間分析方法

空間分析作為地理信息系統(tǒng)（GIS）的一個(gè)重要概念，是基于地理對(duì)象的空間布局的地理數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的是在于提取和傳輸空間信息。在海洋功能區(qū)劃評(píng)價(jià)中，空間分析是評(píng)價(jià)方法的具體執(zhí)行工具，有很多種類型和方法，如空間查詢與量算、緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、空間統(tǒng)計(jì)分析、空間插值、數(shù)字高程模型和空間建模、空間決策支持系統(tǒng)等［4］，泉州灣用海功能分區(qū)格局見圖2。目前，在國家海洋局《關(guān)于加強(qiáng)區(qū)域建設(shè)用海管理工作的意見》（2006）、《關(guān)于印發(fā)區(qū)域建設(shè)用海管理有關(guān)技術(shù)規(guī)范的通知》（2008）和《區(qū)域用海規(guī)劃編制技術(shù)要求》（2010）等文件中均未對(duì)用海規(guī)劃的技術(shù)方法作出規(guī)定。而我國海洋功能區(qū)劃執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)是《海洋功能區(qū)劃技術(shù)導(dǎo)則》（GB／T17108－2006）。導(dǎo)則中規(guī)定了海洋功能區(qū)劃編制的指導(dǎo)原則、分類體系、指標(biāo)體系、編制方法等，其規(guī)定的方法主要有指標(biāo)法、疊加法、綜合分析法。其中：指標(biāo)法是指根據(jù)海洋功能分類體系和指標(biāo)體系，綜合考慮海洋不同區(qū)域的自然屬性、社會(huì)屬性和環(huán)境保護(hù)要求劃出各類具體的海洋功能區(qū)。疊加分析法是將所收集到的各類資料編繪成圖件，并將與收集到的各種圖件進(jìn)行疊加，依據(jù)功能區(qū)劃的原則進(jìn)行分析比較。保留合理的功能，舍去不合理的功能，比較、確定主導(dǎo)功能。綜合分析法是按照區(qū)劃原則，利用海洋自然資源和自然環(huán)境的評(píng)價(jià)、海洋開發(fā)保護(hù)現(xiàn)狀與面臨的形勢(shì)結(jié)果分析，綜合考慮海域自然屬性、社會(huì)屬性和環(huán)境保護(hù)要求，協(xié)調(diào)各種用海關(guān)系，確定海洋功能區(qū)類型及功能的主次關(guān)系。導(dǎo)則給出了區(qū)劃方法的基本概念，但缺少具體的應(yīng)用指南或流程，同時(shí)指標(biāo)體系也存在定性描述較多的不足。在具體的功能區(qū)劃實(shí)踐中，難于全面應(yīng)用導(dǎo)則給出的區(qū)劃方法，且功能區(qū)劃劃分最終是根據(jù)專家的評(píng)判，缺乏客觀性，受海域利用現(xiàn)狀、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃等因素的影響較大。海域自然屬性的特殊性和差異性是劃定各種功能區(qū)的先決條件，海域的社會(huì)屬性即海洋開發(fā)利用現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要是海洋功能區(qū)劃劃分的必要條件。要進(jìn)行海洋功能區(qū)的空間單元?jiǎng)澐?，必然要將大量的海域自然屬性、社?huì)屬性和生態(tài)環(huán)境等各類資料編繪成圖件，明確海域資源、使用現(xiàn)狀、開發(fā)規(guī)劃等空間布局。結(jié)合上述分析和海洋功能區(qū)劃的編制實(shí)踐，泉州灣整治利用規(guī)劃采用如下的功能分區(qū)方法（圖3）。（1）采用指標(biāo)法。根據(jù)海域使用現(xiàn)狀的自然屬性，初步確定港口、旅游、海洋保護(hù)區(qū)等涉海產(chǎn)業(yè)的海域使用現(xiàn)狀，初步形成自然屬性功能分區(qū)，并在GIS軟件下建立海域使用現(xiàn)狀圖層管理。（2）采用疊加法。根據(jù)海域使用管理、涉海行業(yè)海域使用規(guī)劃空間數(shù)據(jù)，在GIS軟件空間分析功能下，疊置分析使用現(xiàn)狀、規(guī)劃圖層，形成初步的泉州灣海域利用功能區(qū)布局方案。（3）采用綜合分析法。引入專家和部門協(xié)調(diào)意見，確定功能分區(qū)的功能和開發(fā)順序，結(jié)合整治用海規(guī)劃目標(biāo)，提出泉州灣整治的方案，并對(duì)海洋功能區(qū)的空間分布做局部調(diào)整，形成最終的用海規(guī)劃布局方案及開發(fā)時(shí)序。

泉州灣整治利用規(guī)劃方案布局

根據(jù)與環(huán)泉州灣的涉海行業(yè)規(guī)劃中空間功能相銜接的原則，將環(huán)泉州灣海域規(guī)劃為空間相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境整治、港口物流、濱海旅游和漁業(yè)四大功能，構(gòu)建“一灣四功能七片區(qū)”的用海功能分區(qū)格局。

1洛陽江口綜合整治片區(qū)。范圍自洛陽橋至后渚大橋海域，其功能目標(biāo)是內(nèi)包含濕地公園和河口濕地保護(hù)區(qū)，兩岸陸域?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)用地。

2百崎湖綜合整治片區(qū)。范圍包括百崎湖水域及湖口白沙至秀涂沿海灘涂。功能目標(biāo)為加強(qiáng)百崎湖水體交換，改善湖內(nèi)水質(zhì)，優(yōu)化環(huán)境，造就親水生活岸線、生態(tài)濕地景觀岸線、濕地公園和城鎮(zhèn)景觀，為百崎、秀涂城市建設(shè)、臺(tái)商投資區(qū)建設(shè)提供優(yōu)良的投資環(huán)境。

3石湖港片區(qū)。范圍包括石湖作業(yè)區(qū)至古浮澳，主要功能為港口物流。

4秀涂港片區(qū)。范圍包括秀涂作業(yè)區(qū)南北兩部分，北部為港口發(fā)展用地，南部為碼頭。主要功能為港口物流及臺(tái)商投資區(qū)配套碼頭。

5灣口北側(cè)濱海旅游片區(qū)。范圍自浮山島至崇武鎮(zhèn)沿海岸線，包括青山灣、西沙灣與半月灣等海濱沙灘，主要功能為濱海旅游。

6泉州灣貝類苗種繁育片區(qū)。范圍包括仙石鎮(zhèn)沿岸灘涂海域，主要功能為灘涂蟶苗天然繁育育種。

7祥芝漁業(yè)基地片區(qū)。位于泉州灣口南側(cè)祥芝半島北面海域。基地將建設(shè)成為以祥芝國家一級(jí)漁港為特色，船舶修造、海員培訓(xùn)為支撐的濱海特色型城鎮(zhèn)，為石獅及周邊地區(qū)漁業(yè)生產(chǎn)發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)越的配套條件。

上述7個(gè)片區(qū)，按照開發(fā)時(shí)序分為近期、中期和遠(yuǎn)期。臨海產(chǎn)業(yè)填海需求分別規(guī)劃了近期開發(fā)14塊，中期開發(fā)10塊和遠(yuǎn)期開發(fā)4塊填海區(qū)域。用海需求分別規(guī)劃了近期開發(fā)23塊，中期開發(fā)11塊和遠(yuǎn)期開發(fā)12塊用海區(qū)域。其中，規(guī)劃近期開發(fā)中的用海區(qū)域包含已頒發(fā)海域使用證的項(xiàng)目用海。

對(duì)內(nèi)灣及潟湖的整治利用規(guī)劃方案

1洛陽江口綜合整治方案

洛陽江口綜合整治方案總體上包括紅樹林種植和紅樹林生態(tài)修復(fù)、灘涂疏浚及適當(dāng)造地筑路、清除大米草蔓延區(qū)等3個(gè)方面，從而達(dá)到增加泉州灣納潮量，提高灣頂內(nèi)灣水交換能力，修復(fù)海洋生態(tài)環(huán)境，美化岸線環(huán)境等效果（圖4）。同時(shí)，利用緩沖區(qū)和疊加分析方法，結(jié)合海灣地形等深線要素分析，提出將灘涂大米草蔓延區(qū)設(shè)置為人工島型濕地保護(hù)區(qū)生態(tài)島概念，即利用泉州灣疏浚淤泥填高，種植樹木，周圍種植紅樹林，設(shè)置無人候鳥島，建設(shè)鳥類高潮位調(diào)節(jié)區(qū)，形成人工島型濕地，為各種珍稀鳥類、鸻鷸類和鷺類等水鳥在提供棲息地，從而接納桃花山珍禽保護(hù)區(qū)鳥類築巢，在提升周邊環(huán)境保護(hù)區(qū)保護(hù)功能的同時(shí)，還有效地解決了部分疏浚淤泥外拋的問題。

2百崎湖綜合整治方案

百崎湖整治規(guī)劃首要問題是要解決在百崎湖與泉州灣之間打通進(jìn)水連接通道，解決湖區(qū)水體的納新和防洪排澇問題。研究中根據(jù)等高線、土地利用、圍墾、水渠等地形要素進(jìn)行距離分析，進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出百崎湖“三聯(lián)通”工程方案：①石任水道（b6）：規(guī)劃在現(xiàn)有洛陽江經(jīng)石任村至張坂的引水灌溉渠邊新開挖引水渠道，引泉州灣水體經(jīng)該水道進(jìn)入百崎湖湖頂水域，達(dá)到百崎湖水體與泉州灣水體進(jìn)行有效交換的目的。②白沙水道（c1）：現(xiàn)有白沙圍墾與百崎湖中部圍墾養(yǎng)殖處開挖水道，連通泉州灣，通過計(jì)算，該處的土方開挖量最少且距離最短。③海堤橋閘：維持百崎湖口南側(cè)現(xiàn)有水閘進(jìn)出水功能的同時(shí)，新建設(shè)一座橋閘型進(jìn)出水通道，橋閘可通車設(shè)計(jì)；同時(shí)百崎湖整治規(guī)劃方案還包括百崎湖周邊岸線整治及對(duì)百崎湖口白沙至秀涂沿岸灘涂海域進(jìn)行疏浚，適當(dāng)回填造地。整治方案中必須開通石任水道，海水從百崎湖頂?shù)竭_(dá)湖口位置。但隨著洛秀組團(tuán)、臺(tái)商投資區(qū)的建設(shè)，其城市生活污水排放和工業(yè)排水的增大，僅開通石任水道將存在湖水交換周期長(zhǎng)、湖水交換量小的問題，屆時(shí)百崎湖將難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)建設(shè)、社會(huì)進(jìn)步、環(huán)境容量等對(duì)水體環(huán)境的要求，將對(duì)湖水水環(huán)境質(zhì)量維護(hù)造成難度，故應(yīng)拓展其他納潮渠道，增加拓開白沙水道，新建百崎海堤橋閘，增加納潮量，改善海水水交換率，縮短交換時(shí)間，從而起到連通內(nèi)外水體，改善湖區(qū)水環(huán)境，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和城建建設(shè)，保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，促進(jìn)臺(tái)商投資區(qū)建設(shè)的作用。根據(jù)計(jì)算，兩綜合整治片區(qū)總疏浚量為1921萬m3，各相關(guān)需填方量為1296萬m3，尚有625萬m3疏浚淤泥量，需要運(yùn)輸?shù)饺轂晨诤Ｑ髢A倒區(qū)傾倒。洛陽江口綜合整治片區(qū)和百崎湖綜合整治片區(qū)新增填海面積合計(jì)為114．9hm2，圍墾區(qū)填海新增面積為57．8hm2，總為172．7hm2。百崎湖三聯(lián)通方案完成后百崎湖將增加納潮量90萬m3、增加排水量58．3萬m3，完成一次理論水交換需要5d就可以完成，遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的約20d。

泉州灣整治利用規(guī)劃實(shí)施后水動(dòng)力變化預(yù)測(cè)

1規(guī)劃實(shí)施后納潮量變化

規(guī)劃中對(duì)泉州灣納潮量的變化進(jìn)行了數(shù)模運(yùn)算分析預(yù)測(cè)，在泉州灣布設(shè)了4條斷面，斷面1為規(guī)劃范圍邊界線，其余3條斷面位于洛陽江入?？诘穆尻柦诰C合整治片區(qū)（圖5）。由表1和表2可知，按照由灣外往灣內(nèi)的斷面順序，納潮量的增加呈減少趨勢(shì)；斷面1和斷面2基本上相近，說明：由于規(guī)劃疏浚工程的實(shí)施，納潮量的增加將主要位于后渚以北的內(nèi)灣；小潮斷面2納潮量增加比斷面1還大，原因是由于規(guī)劃實(shí)施的灘涂浚深對(duì)小潮時(shí)影響較大，使更多漲潮流進(jìn)入疏浚海域。由于工程設(shè)計(jì)將從低潮時(shí)基本出露的近岸淺灘疏浚到當(dāng)?shù)乩砹闵疃然鶞?zhǔn)面，將對(duì)小潮的納潮量影響很大；除了斷面1小潮納潮量增加比大潮納潮量增加略小外，其他斷面小潮納潮增加量比大潮還略大；而由于小潮工程前納潮量較小，故小潮工程后納潮量增加率也明顯比大潮納潮量增加率大。

2規(guī)劃實(shí)施后流速變化

為了了解工程疏浚對(duì)泉州灣潮流場(chǎng)的影響，模擬計(jì)算、繪制了大小潮期間工程前后整個(gè)泉州灣和后渚以上的內(nèi)灣的流場(chǎng)圖。根據(jù)分析預(yù)測(cè)結(jié)果，整治規(guī)劃實(shí)施前后整個(gè)泉州灣的潮流格局基本不變，后渚內(nèi)灣由于工程疏浚增加了較大的納潮量，使后渚以上的內(nèi)灣潮流更加順暢，后渚以北水域流速明顯變大。還有一個(gè)較明顯規(guī)律是漲潮比落潮流速增加要大，這可以從物質(zhì)的源匯角度進(jìn)行解釋：后渚以北內(nèi)灣，在漲潮時(shí)潮流流入，相當(dāng)于潮水的匯（容器），而在落潮時(shí)潮流往南流出，最后往東流向外海，這時(shí)相當(dāng)于源；規(guī)劃的3塊疏浚區(qū)相當(dāng)于把內(nèi)灣的源匯增加，納潮量增加，而由于從整個(gè)泉州灣到內(nèi)灣的地形，類似于一個(gè)喇叭地形，故在漲潮的時(shí)候，由于地形的束窄作用，流速增加較大，而落潮的時(shí)候，由內(nèi)灣到整個(gè)泉州灣，地形放寬，故流速增加較小。規(guī)劃實(shí)施后沖淤變化分析根據(jù)交通部《海港水文規(guī)范》所推薦的淤積強(qiáng)度估算公式和文獻(xiàn)提出的推廣建議［5］，對(duì)疏浚海域進(jìn)行年淤積強(qiáng)度估算。經(jīng)計(jì)算，百崎湖口灘涂疏浚區(qū)的回淤強(qiáng)度為7．4cm／a，洛陽江口灘涂疏浚區(qū)、后渚至城東灘涂疏浚區(qū)兩塊疏浚區(qū)的回淤強(qiáng)度都約為9cm／a。