中小型湖泊環(huán)保清淤技術(shù)探討
1 工程概況
南蕩漾位于湖州市東部新區(qū)的核心區(qū)—西山生態(tài)景區(qū)東南部，湖泊范圍東起經(jīng)五路，西至西山漾，南至緯二路，北至水城路，水面面積2.5km2。經(jīng)過(guò)多年自然淤積及養(yǎng)殖沉積，湖泊內(nèi)存在大量的污染底泥，高溫季節(jié)對(duì)水質(zhì)形成嚴(yán)重的影響，致使藍(lán)藻頻發(fā)。本次設(shè)計(jì)通過(guò)清淤消除內(nèi)在污染源，促使水系暢通，還湖泊清潔，改善水質(zhì)，促進(jìn)水生生物的繁衍、改善生態(tài)系統(tǒng)。
2 清淤標(biāo)準(zhǔn)及要求
本工程清淤標(biāo)準(zhǔn)為：以清除漾內(nèi)污染底泥為主，消除湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，促進(jìn)湖泊水環(huán)境的良性循環(huán)。
污染底泥清淤工程是一個(gè)環(huán)保、生態(tài)的系統(tǒng)工程，其本身需要結(jié)合淤泥環(huán)保開挖技術(shù)、淤泥環(huán)保輸送技術(shù)、平面及深度控制技術(shù)、余水環(huán)保處理技術(shù)等。本工程實(shí)施過(guò)程中還需要滿足以下要求：
（1）環(huán)保性
以生態(tài)清淤為目的，注重成效，重視對(duì)挖掘工藝和措施的選擇，注重生產(chǎn)過(guò)程對(duì)水環(huán)境、聲環(huán)境、周邊環(huán)境的影響，做到環(huán)保清淤，綠色施工。
（2）安全性
以安全施工為前提，確保施工不干擾周邊環(huán)境，減小安全隱患。
（3）經(jīng)濟(jì)性
本工程選用的方案及設(shè)備應(yīng)在滿足有效地清除污染底泥、環(huán)保施工的前提下，做到投資最小。
3 施工方案
湖泊生態(tài)清淤工程不同于一般疏浚，它是一種工程、環(huán)境、生態(tài)相結(jié)合的修復(fù)技術(shù)，具有系統(tǒng)化施工的特點(diǎn)。在施工過(guò)程中包含底泥開挖、底泥運(yùn)輸、底泥處置和余水處理等主要技術(shù)環(huán)節(jié)，各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)上可供選擇的技術(shù)方法較多。由于南蕩漾采用斷水作業(yè)，目前國(guó)內(nèi)在斷水清淤環(huán)節(jié)上有挖掘機(jī)干挖和水力沖挖兩種技術(shù)方法，通過(guò)對(duì)組成清淤系統(tǒng)工藝的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行方案比選和經(jīng)濟(jì)性比較，選擇最佳施工方案。
方案1：挖掘機(jī)干挖，汽車運(yùn)輸至棄土場(chǎng)
設(shè)計(jì)在南蕩漾內(nèi)以湖中老塘埂作為分界線，分為東西兩個(gè)施工區(qū)進(jìn)行開挖。施工時(shí)首先在與外界相通處修筑施工圍堰，圍堰必須滿足安全、防滲及防汛的要求，之后再抽干湖水，對(duì)湖床進(jìn)行晾曬，待淤泥層曬干后采用長(zhǎng)臂挖機(jī)分區(qū)、分塊進(jìn)行開挖。采用本方案清淤的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
優(yōu)點(diǎn)：開挖直觀，清淤?gòu)氐祝瑮壨翀?chǎng)尾水較少，簡(jiǎn)單處理后可直接排放。
缺點(diǎn)：需排干湖水，排水量很大；而且湖床淤泥層厚度為1.5m左右，淤泥曬干需要一年以上時(shí)間，且時(shí)間受氣候影響較大；湖水排干后，岸坡易失穩(wěn)坍塌；湖區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件差，且可能存在老河道，挖機(jī)施工中容易陷車；同時(shí)為滿足淤泥運(yùn)輸，需修筑大量的臨時(shí)施工道路，完工后還需挖除，很不經(jīng)濟(jì)；汽車運(yùn)輸流量大，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)面狹小，工作效率低，而且在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，投入的開挖及運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量繁多，噪聲大，與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，也不安全；運(yùn)輸過(guò)程將對(duì)周邊環(huán)境造成破壞，尤其對(duì)道路破壞嚴(yán)重。
方案2：水力沖挖
設(shè)計(jì)在南蕩漾內(nèi)以湖中老塘埂作為分界線，分為東西兩個(gè)施工區(qū)進(jìn)行開挖。施工時(shí)首先在與外界相通處修筑施工圍堰，圍堰必須滿足安全、防滲及防汛的要求，之后再抽干湖水，采用水力沖挖機(jī)組沖挖淤泥，沖挖后的淤泥通過(guò)小口徑軟管輸送入接力池內(nèi)，再通過(guò)大功率輸送泵將淤泥輸送至棄土場(chǎng)。采用本方案清淤的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
優(yōu)點(diǎn)：開挖直觀，清淤較徹底，施工也較安全。
缺點(diǎn)：需排干湖水，排水量很大；湖水排干后，岸坡易失穩(wěn)坍塌；分塊交叉施工，以保證水泵能就近抽取足夠水量進(jìn)行沖挖，需修筑大范圍的臨時(shí)圍堰，使投資增加；施工用電量很大，僅依靠柴油機(jī)自發(fā)電很難滿足，需全區(qū)架設(shè)電網(wǎng)電，政策處理難度增加；生產(chǎn)效率低，輸送距離短，施工成本高，且工期易受天氣影響；經(jīng)測(cè)算，一套PL-250水力沖挖機(jī)組月產(chǎn)量約8000m3，有效排距約600m。
各清淤方案比較表
方案 挖掘機(jī)干挖，汽車運(yùn)輸至棄土場(chǎng) 水力沖挖
施工方式 挖掘機(jī)干挖，汽車運(yùn)輸。 水力沖挖，管道輸泥。
安全評(píng)價(jià) 易陷車，噪音大，不安全。 設(shè)備多，干擾大。
工期評(píng)價(jià) 工期較長(zhǎng)且難以保證，受氣候影響大，需投入大量設(shè)備 工期受氣候影響較大，投入設(shè)備數(shù)量大。
質(zhì)量評(píng)價(jià) 能有效清除淤泥 能有效清除淤泥
環(huán)保評(píng)價(jià) 干湖對(duì)環(huán)境影響面大，汽車運(yùn)輸流量大，噪音大；與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，余水處理量小。 干湖對(duì)環(huán)境影響面大，設(shè)備多，噪音較小。
經(jīng)綜合比較，并結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，本工程選用方案2：水力沖挖施工方法。
4 尾水處理方案
采用水力沖挖的施工方案，棄土場(chǎng)內(nèi)有大量尾水排出，為消除環(huán)境污染，尾水必須經(jīng)過(guò)處理后才能達(dá)標(biāo)排放。
方案1：物理干預(yù)
湖區(qū)沖挖的淤泥吹填入棄土場(chǎng)后要排出大量的尾水，由于尾水中夾帶大量的淤泥質(zhì)顆粒，直接排放會(huì)污染附近河道。工程中通常采用物理干預(yù)處理的方法，即通過(guò)格埂干預(yù)、退水口退水高程調(diào)節(jié)進(jìn)行控制，利用堆場(chǎng)空間最大程度實(shí)現(xiàn)淤泥的自然沉淀，以降低尾水中的SS值（固體懸浮物顆粒含量指標(biāo)），SS值一般可控制在500~1000mg/L。但實(shí)際工程中常由于棄土場(chǎng)容量不夠大，沉淀空間不足，尾水的SS值往往會(huì)成倍上升，特別在棄土場(chǎng)吹填后期富余空間變小，吹填中的淤泥會(huì)隨尾水直排，SS值含量根本無(wú)法控制。因此，如果本工程僅采用物理方法進(jìn)行尾水處理，將難以滿足環(huán)保要求，造成對(duì)河道的二次污染。
方案2：物理干預(yù)結(jié)合藥劑投放
為較好解決本工程棄土場(chǎng)尾水二次污染問(wèn)題，設(shè)計(jì)在物理干預(yù)的同時(shí)對(duì)尾水進(jìn)行藥劑投放處理。施工時(shí)在棄土場(chǎng)附近設(shè)置一個(gè)沉淀池，布設(shè)二級(jí)退水口，在棄土場(chǎng)尾水進(jìn)入沉淀池的一級(jí)退水口處布設(shè)專用的尾水處理裝置。尾水處理裝置由溶藥儲(chǔ)藥罐、藥劑添加計(jì)量裝置、攪拌機(jī)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成，可根據(jù)尾水SS值實(shí)施對(duì)超標(biāo)余水的混凝劑（該混凝劑已在多個(gè)工程上使用，經(jīng)環(huán)保部門檢測(cè)，對(duì)水體無(wú)污染，不含對(duì)養(yǎng)殖、取水等造成影響）變量投放處理。
混凝劑原理是在混凝過(guò)程中加入帶正電的混凝劑來(lái)中和尾水中淤泥質(zhì)顆粒表面的負(fù)電，使顆粒“脫穩(wěn)”，顆粒間通過(guò)碰撞、表面吸附等作用，互相結(jié)合變大，促進(jìn)顆粒沉淀和泥水分離，經(jīng)處理后的尾水SS值含量可控制在100~150mg/L以內(nèi)。目前該方法已在寧波東錢湖清淤、溧陽(yáng)天目湖生態(tài)清淤、太湖生態(tài)清淤等工程實(shí)踐中運(yùn)用，并取得了較好的效果。
尾水處理方案比較表
方案 物理干預(yù) 物理干預(yù)結(jié)合藥劑投放
優(yōu)點(diǎn) 利用棄土場(chǎng)自身?xiàng)l件進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，工藝簡(jiǎn)單。 尾水處理效果好，利于水土保持，可有效避免水環(huán)境污染。
缺點(diǎn) 尾水處理效果較差，棄土場(chǎng)容量不足時(shí)，沖填的淤泥會(huì)隨尾水大量直排，造成環(huán)境污染，后期無(wú)法正常連續(xù)施工，并將增加大量的格埂修筑費(fèi)用。同時(shí)會(huì)對(duì)周邊養(yǎng)殖及河道造成污染，政策處理費(fèi)用大。 需額外增加藥劑處理費(fèi)用，但可減少格埂修筑數(shù)量。
技術(shù)指標(biāo) 前期SS值可基本控制在1000mg/L以內(nèi)。 SS值可長(zhǎng)期控制在100mg/L以內(nèi)。
經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 難以計(jì)算，特別是對(duì)周邊養(yǎng)殖及河道造成的損失難以計(jì)算。 約3元/m3。
經(jīng)綜合比較，并結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，本工程選用方案2：物理干預(yù)結(jié)合藥劑投放處理方案。
5 結(jié)語(yǔ)
目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速增長(zhǎng)期，人們?cè)诜窒斫?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的成果、便利的同時(shí)，各種環(huán)境問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。城市中小型湖泊作為作為一個(gè)城市的“綠肺”，對(duì)改善城市水環(huán)境起著尤其明顯的作用。但由于湖泊的多年自然淤積，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，嚴(yán)重影響水質(zhì)及魚類等的生長(zhǎng)繁殖，水環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞。為改善這種狀況，對(duì)湖泊進(jìn)行清淤成為必然的手段。
本文就湖州市南蕩漾環(huán)保清淤的工程實(shí)例，提出了一個(gè)行之有效的施工和尾水處理方法，實(shí)踐證明，該方法是成功的，其經(jīng)驗(yàn)可供其他類似中小型湖泊環(huán)保清淤時(shí)提供借鑒和參考。
參考文獻(xiàn)：
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