中小型湖泊环保清淤技术探讨
1 工程概况
南荡漾位于湖州市东部新区的核心区—西山生态景区东南部，湖泊范围东起经五路，西至西山漾，南至纬二路，北至水城路，水面面积2.5km2。经过多年自然淤积及养殖沉积，湖泊内存在大量的污染底泥，高温季节对水质形成严重的影响，致使蓝藻频发。本次设计通过清淤消除内在污染源，促使水系畅通，还湖泊清洁，改善水质，促进水生生物的繁衍、改善生态系统。
2 清淤标准及要求
本工程清淤标准为：以清除漾内污染底泥为主，消除湖泊水体富营养化状态，促进湖泊水环境的良性循环。
污染底泥清淤工程是一个环保、生态的系统工程，其本身需要结合淤泥环保开挖技术、淤泥环保输送技术、平面及深度控制技术、余水环保处理技术等。本工程实施过程中还需要满足以下要求：
（1）环保性
以生态清淤为目的，注重成效，重视对挖掘工艺和措施的选择，注重生产过程对水环境、声环境、周边环境的影响，做到环保清淤，绿色施工。
（2）安全性
以安全施工为前提，确保施工不干扰周边环境，减小安全隐患。
（3）经济性
本工程选用的方案及设备应在满足有效地清除污染底泥、环保施工的前提下，做到投资最小。
3 施工方案
湖泊生态清淤工程不同于一般疏浚，它是一种工程、环境、生态相结合的修复技术，具有系统化施工的特点。在施工过程中包含底泥开挖、底泥运输、底泥处置和余水处理等主要技术环节，各个技术环节上可供选择的技术方法较多。由于南荡漾采用断水作业，目前国内在断水清淤环节上有挖掘机干挖和水力冲挖两种技术方法，通过对组成清淤系统工艺的各个技术环节进行方案比选和经济性比较，选择最佳施工方案。
方案1：挖掘机干挖，汽车运输至弃土场
设计在南荡漾内以湖中老塘埂作为分界线，分为东西两个施工区进行开挖。施工时首先在与外界相通处修筑施工围堰，围堰必须满足安全、防渗及防汛的要求，之后再抽干湖水，对湖床进行晾晒，待淤泥层晒干后采用长臂挖机分区、分块进行开挖。采用本方案清淤的优缺点如下：
优点：开挖直观，清淤彻底，弃土场尾水较少，简单处理后可直接排放。
缺点：需排干湖水，排水量很大；而且湖床淤泥层厚度为1.5m左右，淤泥晒干需要一年以上时间，且时间受气候影响较大；湖水排干后，岸坡易失稳坍塌；湖区内地质条件差，且可能存在老河道，挖机施工中容易陷车；同时为满足淤泥运输，需修筑大量的临时施工道路，完工后还需挖除，很不经济；汽车运输流量大，现场作业场面狭小，工作效率低，而且在项目实施过程中，投入的开挖及运输设备数量繁多，噪声大，与周边环境不协调，也不安全；运输过程将对周边环境造成破坏，尤其对道路破坏严重。
方案2：水力冲挖
设计在南荡漾内以湖中老塘埂作为分界线，分为东西两个施工区进行开挖。施工时首先在与外界相通处修筑施工围堰，围堰必须满足安全、防渗及防汛的要求，之后再抽干湖水，采用水力冲挖机组冲挖淤泥，冲挖后的淤泥通过小口径软管输送入接力池内，再通过大功率输送泵将淤泥输送至弃土场。采用本方案清淤的优缺点如下：
优点：开挖直观，清淤较彻底，施工也较安全。
缺点：需排干湖水，排水量很大；湖水排干后，岸坡易失稳坍塌；分块交叉施工，以保证水泵能就近抽取足够水量进行冲挖，需修筑大范围的临时围堰，使投资增加；施工用电量很大，仅依靠柴油机自发电很难满足，需全区架设电网电，政策处理难度增加；生产效率低，输送距离短，施工成本高，且工期易受天气影响；经测算，一套PL-250水力冲挖机组月产量约8000m3，有效排距约600m。
各清淤方案比较表
方案 挖掘机干挖，汽车运输至弃土场 水力冲挖
施工方式 挖掘机干挖，汽车运输。 水力冲挖，管道输泥。
安全评价 易陷车，噪音大，不安全。 设备多，干扰大。
工期评价 工期较长且难以保证，受气候影响大，需投入大量设备 工期受气候影响较大，投入设备数量大。
质量评价 能有效清除淤泥 能有效清除淤泥
环保评价 干湖对环境影响面大，汽车运输流量大，噪音大；与周边环境不协调，余水处理量小。 干湖对环境影响面大，设备多，噪音较小。
经综合比较，并结合类似工程经验，本工程选用方案2：水力冲挖施工方法。
4 尾水处理方案
采用水力冲挖的施工方案，弃土场内有大量尾水排出，为消除环境污染，尾水必须经过处理后才能达标排放。
方案1：物理干预
湖区冲挖的淤泥吹填入弃土场后要排出大量的尾水，由于尾水中夹带大量的淤泥质颗粒，直接排放会污染附近河道。工程中通常采用物理干预处理的方法，即通过格埂干预、退水口退水高程调节进行控制，利用堆场空间最大程度实现淤泥的自然沉淀，以降低尾水中的SS值（固体悬浮物颗粒含量指标），SS值一般可控制在500~1000mg/L。但实际工程中常由于弃土场容量不够大，沉淀空间不足，尾水的SS值往往会成倍上升，特别在弃土场吹填后期富余空间变小，吹填中的淤泥会随尾水直排，SS值含量根本无法控制。因此，如果本工程仅采用物理方法进行尾水处理，将难以满足环保要求，造成对河道的二次污染。
方案2：物理干预结合药剂投放
为较好解决本工程弃土场尾水二次污染问题，设计在物理干预的同时对尾水进行药剂投放处理。施工时在弃土场附近设置一个沉淀池，布设二级退水口，在弃土场尾水进入沉淀池的一级退水口处布设专用的尾水处理装置。尾水处理装置由溶药储药罐、药剂添加计量装置、搅拌机和自动控制系统等组成，可根据尾水SS值实施对超标余水的混凝剂（该混凝剂已在多个工程上使用，经环保部门检测，对水体无污染，不含对养殖、取水等造成影响）变量投放处理。
混凝剂原理是在混凝过程中加入带正电的混凝剂来中和尾水中淤泥质颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”，颗粒间通过碰撞、表面吸附等作用，互相结合变大，促进颗粒沉淀和泥水分离，经处理后的尾水SS值含量可控制在100~150mg/L以内。目前该方法已在宁波东钱湖清淤、溧阳天目湖生态清淤、太湖生态清淤等工程实践中运用，并取得了较好的效果。
尾水处理方案比较表
方案 物理干预 物理干预结合药剂投放
优点 利用弃土场自身条件进行简单处理，工艺简单。 尾水处理效果好，利于水土保持，可有效避免水环境污染。
缺点 尾水处理效果较差，弃土场容量不足时，冲填的淤泥会随尾水大量直排，造成环境污染，后期无法正常连续施工，并将增加大量的格埂修筑费用。同时会对周边养殖及河道造成污染，政策处理费用大。 需额外增加药剂处理费用，但可减少格埂修筑数量。
技术指标 前期SS值可基本控制在1000mg/L以内。 SS值可长期控制在100mg/L以内。
经济评价 难以计算，特别是对周边养殖及河道造成的损失难以计算。 约3元/m3。
经综合比较，并结合类似工程经验，本工程选用方案2：物理干预结合药剂投放处理方案。
5 结语
目前，我国经济正处在高速增长期，人们在分享经济增长带来的成果、便利的同时，各种环境问题也随之出现。城市中小型湖泊作为作为一个城市的“绿肺”，对改善城市水环境起着尤其明显的作用。但由于湖泊的多年自然淤积，造成水体富营养化，严重影响水质及鱼类等的生长繁殖，水环境遭到了严重破坏。为改善这种状况，对湖泊进行清淤成为必然的手段。
本文就湖州市南荡漾环保清淤的工程实例，提出了一个行之有效的施工和尾水处理方法，实践证明，该方法是成功的，其经验可供其他类似中小型湖泊环保清淤时提供借鉴和参考。
参考文献：
[1]郑杰.城市湖泊清淤工程的探讨[J].湖北：中国农村水利水电，2010.
[2]刘鸿亮等.湖泊底泥环境疏浚工程技术[J].北京：中国工程科学，1999.
[3]张风霞.环保疏浚在我国的应用前景[J].北京：中国水利，2004.
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