城市河道生態(tài)清淤技術(shù)探討

王曉東 孫承福

(1.山東省膠東調(diào)水局，山東 濟南 250100；2.山東省水利勘測設(shè)計院，山東 濟南 250013)

城市河道生態(tài)清淤技術(shù)探討

王曉東1孫承福2

(1.山東省膠東調(diào)水局，山東 濟南 250100；2.山東省水利勘測設(shè)計院，山東 濟南 250013)

城市河道清淤是治理城市水環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，是城市社會經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的要素。本文從生態(tài)清淤技術(shù)概況、存在的主要問題和展望等方面，介紹了城市河道底泥生態(tài)清淤的基本情況，意在為我國城市河道生態(tài)清淤提供一定的理論基礎(chǔ)。

生態(tài)清淤；城市河道；底泥

城市河道清淤是個系統(tǒng)工程，需要綜合考慮經(jīng)濟、技術(shù)和生態(tài)環(huán)境等因素，同時應(yīng)選擇合適的技術(shù)方法，并運用科學(xué)的實施策略。以往的清淤通常采用“人海式”作業(yè)，不僅清淤效率低下、勞動強度大，并且作業(yè)環(huán)境惡劣，極大影響了施工人員的健康。隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快和經(jīng)濟的高速發(fā)展，造成河道淤積、阻塞，污染也愈加嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)遭到極大的破壞。為促進(jìn)水資源可持續(xù)發(fā)展，國務(wù)院提出了“清淤疏浚”的口號，旨在恢復(fù)河道的抗洪能力和生態(tài)功能，改善人們的生存環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

生態(tài)清淤作為近20年來發(fā)展起來的新興技術(shù)，不僅能夠降低底泥中的污染物濃度，還可為水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

1 城市河道存在的普遍問題

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國大部分城市河道受到不同程度的污染，河道淤塞嚴(yán)重，致使河床抬高，泄洪能力降低，造成防洪標(biāo)準(zhǔn)降低，防洪能力降低。水質(zhì)較差是沿岸生活垃圾無序傾倒、生活污水和工業(yè)污水無組織排放的結(jié)果。

河道底泥中含有幾十種重金屬、有機污染物等有害物質(zhì)，較大地影響了水質(zhì)和水生態(tài)環(huán)境。夏季高溫時污染底泥上翻浮于水面，造成水質(zhì)惡化和水體視覺感官效果較差。只有通過多種渠道綜合治理，才能從根本上解決城市水環(huán)境問題。

2 生態(tài)清淤方案

2.1 清淤方案比選

河道清淤目前主要有干河清淤、水下清淤、沖水清淤等方案，下表為幾種方案的比較結(jié)果。

清淤方案比較表

根據(jù)上述比較，水下清淤既滿足河道生態(tài)要求，又不破壞河道兩岸高標(biāo)準(zhǔn)的綠化帶，不造成河道停航而影響旅游觀光，不產(chǎn)生黑臭淤泥上翻，不影響市區(qū)市民生活和生產(chǎn)秩序。

2.2 水下清淤設(shè)備種類

2.2.1 鏈斗式挖泥船

鏈斗式挖泥船是利用挖取的淤泥與挖斗之間的摩擦力將淤泥帶出水面直接裝入運輸船。鏈斗式挖泥船比較適合挖取較堅硬的泥土或密度較大的物質(zhì)，對于沉積的淤泥功效不高，工程成本較高；且船舶設(shè)備龐大，調(diào)遣不便，不宜在小型河道施工，不宜靠近河岸施工，對開挖斷面控制困難，施工噪音特大。

2.2.2 射吸式挖泥船

射吸式挖泥船是利用高壓水槍將沉積的淤泥沖散，形成泥漿水，再利用真空泵將泥漿水吸出。采用噴吸式挖泥船形成的泥漿水含水率較高，一般在85%左右，運輸成本較高，且船舶設(shè)備龐大，調(diào)遣不便，不宜在小型河道施工，施工噪音較大。該型挖泥船只適用于吸取水下砂質(zhì)和無黏性的土體，以及較松軟易于流動的泥漿，故該挖泥船多用于河道的維護(hù)性疏浚及河口的維護(hù)性清淤。

2.2.3 絞吸式挖泥船

目前在清淤工程中運用較廣泛的一種船舶即為絞吸式挖泥船，它的工作原理是在吸水管前端周圍裝設(shè)旋轉(zhuǎn)絞刀裝置，切割并攪動河底淤泥，再經(jīng)吸泥管將絞起的淤泥物料借助強大泵力輸送到預(yù)定場區(qū)。該挖泥船的優(yōu)點為挖泥、運泥、卸泥等工作過程可連續(xù)進(jìn)行，效率高、成本低，是良好的水下挖掘機械，其含水率比射吸式挖泥船較低，其缺點是絞刀容易被生活垃圾纏繞，從而影響設(shè)備功效，工程成本較高。傳統(tǒng)的絞吸式挖泥船因為船舶龐大，施工噪音大，調(diào)遣不便，一般僅應(yīng)用于大江大河及湖泊沿海等區(qū)域施工。

2.2.4 耙吸式挖泥船

耙吸式挖泥船利用轉(zhuǎn)耙將沉積的淤泥與水?dāng)嚢璩赡酀{，再利用真空泵站將泥漿吸出。耙吸式挖泥船設(shè)備龐大，調(diào)遣不便，不宜在小型河道施工，特別是河床兩側(cè)邊坡開挖難度較大，設(shè)計斷面難以控制和保證。

2.2.5 抓斗式挖泥船

抓斗式挖泥船主要用于挖取黏土、淤泥、卵石、細(xì)砂、垃圾等。該設(shè)備適應(yīng)于水深小于1.2m的淤泥或較大尺寸的垃圾開挖，對水深大于1.2m的深淤泥，該設(shè)備存在欠挖或超挖嚴(yán)重問題，對兩岸建筑物或構(gòu)筑物影響較大，施工噪音較大。

2.2.6 沖挖式河道清淤船

沖挖式河道清淤船利用船只行駛船體附帶的多支高壓水槍將沉積的淤泥沖散，形成泥漿水，迅速與河水稀釋后，再利用水體的流動和船只行駛對水體的作用將泥漿水排到下游或指定區(qū)域。沖挖式河道清淤船工效高，施工進(jìn)度快，船只小，駕駛艙活動，吃水淺，調(diào)遣方便，施工噪音小，適宜小型河道施工；但工作時形成的泥漿水濁度較大，對下游河道水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境影響較大。

2.2.7 旋挖式清淤機

近年來國外發(fā)展較快的新興挖泥船式清淤機械即為旋挖式清淤機。與以往常規(guī)的挖泥船相比，該機在挖泥裝置和挖泥方式上都有較大突破。其體積小、功效高、泥漿濃度可高達(dá)20%～40%等特點，非常適用于中小型河道與城市河道的清淤工作。

2.2.8 小型環(huán)保生態(tài)清淤船

生態(tài)清淤通過小型環(huán)保生態(tài)清淤船完成，挖泥船上設(shè)有三根定位樁，前面兩根定位，后面一根行走，清淤采用新型環(huán)保絞吸式絞刀，絞刀臂通過液壓動力可以上下左右移動，作業(yè)時通過環(huán)保絞吸式絞刀擾動底泥，擾動后的底泥立刻被吸淤泵吸走。

如果橋梁管道太矮，小型環(huán)保生態(tài)清淤船無法到達(dá)河段，利用專用清淤平臺替補完成，清淤采用水力切割和吸淤泵復(fù)合吸取底泥，高壓水通過專用噴口擾動底泥，擾動后的底泥立刻被吸淤泵吸走。

2.3 小型環(huán)保生態(tài)清淤船的特點

小型環(huán)保生態(tài)清淤船既能滿足小型城市河道工作面狹小的客觀條件要求，又能滿足環(huán)保、生態(tài)、不破壞兩岸現(xiàn)有景觀的要求。

小型環(huán)保生態(tài)清淤船先清除河內(nèi)雜物，再進(jìn)行水下清淤，泥漿送到位于河道邊的干化處理站脫水變成干泥，脫水干泥進(jìn)行資源化利用，變廢為寶。河內(nèi)垃圾由環(huán)衛(wèi)公司運送到垃圾焚燒廠處理。

生態(tài)清淤施工工藝，淤泥吸取環(huán)保生態(tài)，淤泥固化后可實現(xiàn)資源化利用，尾水達(dá)標(biāo)排放，工程實現(xiàn)了生態(tài)化清淤、管網(wǎng)化輸送、工廠化處置、資源化利用、信息化管理、企業(yè)化運作。生態(tài)清淤施工工藝集生態(tài)清淤與淤泥快速固化同步處置于一體，裝備機動性強，與國內(nèi)同類技術(shù)相比，具有四大顯著特點：?大規(guī)模生態(tài)清淤無需堆場，淤泥無擾動吸取、環(huán)保型脫水固化同步作業(yè)(日產(chǎn)日清)，無需長時間堆積待固；?裝備移動方便，可根據(jù)工程量及作業(yè)環(huán)境要求快速組合作業(yè)系統(tǒng)；?脫水淤泥便于資源化利用，余水直接達(dá)標(biāo)排放或作為中水回用；?綜合成本低，無需長時間大規(guī)模占用土地，運行成本主要由電費、環(huán)保絮凝劑、人工、設(shè)備折舊及維護(hù)等費用構(gòu)成，比現(xiàn)有其他固化技術(shù)更經(jīng)濟。

3 結(jié) 語

隨著疏浚技術(shù)的發(fā)展，要求在疏浚河道、治理航道、水庫挖淤及河湖清淤實施的同時，要有環(huán)保意識，實現(xiàn)環(huán)保疏浚與環(huán)保清淤。在清淤方法多種多樣的情況下，要根據(jù)自身的特點，選擇合適的清淤方案。筆者認(rèn)為將來城市河湖清淤必須達(dá)到環(huán)保清淤的目標(biāo)，以目前的清淤技術(shù)，城市河湖清淤達(dá)到生態(tài)清淤目標(biāo)是完全可能的。

[1] 許平增.城市清淤設(shè)備淤泥脫水技術(shù)的探討[J].建筑機械技術(shù)與管理,2004(3):64-66.

[2] 王俊宇.河道清淤治理及施工方案設(shè)計[J].科技與生活，2010(24)： 74-74.

[3] 趙曉維.北京城市河湖環(huán)保清淤新技術(shù)[J].北京水利,2000(2):20.

[4] 張立明.淺談城市河道清淤對策[J].江蘇水利，2012(2)：28.

Discussion on Ecological Dredging Technology in City Rivers

WANG Xiaodong1, SUN Chengfu2

(1.ShandongJiaodongWaterTransferBureau,Jinan250100,China; 2.ShandongWaterConservancySurveyingandDesigningInstitute,Jinan250013,China)

City channel cleanout is an importance link for governing city water environment and is an indispensable factor for social and economic development in cities. This article specifies basic condition of ecological dredging for bottom soil in city river through several aspects such as ecological dredging technology survey, the main problems and expectation, in an attempt to provide theoretical foundation for dredging in city rivers in our country.

ecological dredging; city river; bottom mud

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.04.018

TV851

A

1673-8241(2017)04- 0068- 03