城市河道治理中淤泥清淤方法的选择

城市河道治理中淤泥清淤方法的选择

自2008年以来，广州市率先实施了治水工程，全面整治了城市江河湖泊，改善了江河湖泊景观。2012年,广州市启动“生态水城”建设工作,进一步对河涌进行整治,恢复河涌水生态,改善水环境成为了“生态水城”建设的重要工作之一。目前,通过截污工程和补水工程的实施,广州市城区河涌大部分已消除黑臭现象,但河涌淤积问题依然存在,且淤泥已被严重污染。河床淤积不仅降低了河涌的防洪排涝能力,外露的河涌底泥也会影响周边环境,而且淤泥会影响水体置换,污染宝贵的补水资源。因此,对河涌进行清淤疏浚是河涌综合整治工作的重要内容。本文旨在探讨淤泥干清方法与传统清淤方法相比的优缺点,为广州市河涌清淤工作提供理论依据。1广州河特色1.1驳岸的水环境广州市地处珠江三角洲河口区,北依白云山,南有珠江正干贯穿市区,河涌众多,水网纵横交错,构成了具有岭南文化特色的水环境的基本形态。广州市城市河道包括珠江正干和市区河涌,珠江正干分为前、后、西航道,总长63.5km;广州市中心城区共有河涌231条、河涌总长913km。1.2河涌河流类型广州市属南亚热带季风气候区,降雨丰富,年降雨量平均为1624~1890mm,河涌承担着防洪排涝的功能。河涌根据水流情况分为两大类:第一类是北部山溪性河涌,这部分河涌在珠江前航道以北,大多与广州北部山区和丘陵区的水库、河道相连,一般为单向流动。另一类为南部平原河网性河涌,这类河涌在珠江前航道以南,大多与珠江及河口相连,水流随珠江潮位涨落呈双向流动,水流复杂。大多数河涌涌口已建有挡潮闸。1.3环境差,缺少水环境好的鱼2008年以前,广州市中心城区河涌淤积严重,大部分水质处于Ⅳ类或Ⅴ类,有的甚至接近劣Ⅴ类。河涌表观黑臭,鲜有鱼虾生存,水环境较差。2008年以来,广州市政府启动治水工程,对城区河涌进行综合整治,河涌景观得到提升,但要从根本上改善水环境,仍是一项长期、艰巨的任务。2传统的恢复方法2.1清淤后由污泥泵输送至基础法传统的清淤方法又称为带水作业法,即采用挖泥船进行施工,城市河道清淤多采用绞吸式挖泥船,或者以驳船为平台,采用勾机挖掘淤泥。绞吸式清淤主要是通过绞动河底表层20~40cm的淤泥层,然后由污泥泵输送至污泥水池。特点是体积小、功效高、性价比高,较适应城市中小河道的生态环保型清淤。近年来,国内研究出新型多功能挖泥船,该船可通过更换不同施工设备(环保螺旋绞刀、吸泥头、铲斗、耙具)实现环保绞吸施工、吸泥、反铲挖泥及水下垃圾处理。不同施工设备更换简便,挖泥施工摆动区域较大,能满足多种清淤施工方式的要求。此外,螺旋绞刀本身对淤泥扰动较小,可对绞刀周围再加装防护罩,通过调整绞刀角度可进行河道边坡挖泥施工。根据运输条件不同,输送淤泥的方式主要有两种:一是用泥浆泵输送至岸边堆料区,再由陆上运输至指定的弃料场;二是采用驳船水上运输至弃料场。2.2国内泥石流处置的技术现状清理出的河底淤泥一般是带水的粒状或絮状物质,结构疏松,体积庞大,含水率较高,含水率一般在80%~95%之间。淤泥处置以减量化、无害化和资源化为原则,目前淤泥处置的方式主要有以下几种:堆肥、焚烧利用、制造建筑材料、填埋等。淤泥脱水是处理淤泥的关键技术,国内淤泥脱水一般采用自然干化、机械脱水、污泥烘干及焚烧等处理方式。自然干化方式会占用大量的土地资源,对于广州市这样的寸土寸金大城市难以实施应用。目前,多采用机械压滤脱水配合掺添容重较大、含水率低的干燥材料的处理方式对淤泥进行深度脱水,可将淤泥含水率降低至40%左右。干化的淤泥可用作农用、建材利用或焚烧处理。3企业施工国内泥石流、混凝土场地淤泥干清方法又叫做干水作业法,是指在拟清淤的河涌两端修筑围堰,将水抽干,让河底淤泥风干(或加固化剂搅拌)硬化,然后再用机械开挖或人工开挖的方式将淤泥整体清除,达到清除淤泥的效果,此方法在广州市以往的河涌整治工作中得到一些运用,如石井河的清淤。与传统的带水作业方法相比,淤泥干清方法具有明显的优点:可以比较彻底的分离淤泥层;施工质量便于控制;可避免出现超挖、欠挖;不会造成二次污染;并且由于已经对淤泥进行了硬化,淤泥后期处理程序得到简化。但是由于其施工条件与操作流程,结合广州市河涌的具体情况,淤泥干清方法的应用也存在一些局限条件:(1)两端都与珠江相连的南部平原河网性河涌,河涌水体伴随珠江水位每日涨、退潮两次,河涌不能长时间(1-2天)处于高水位或低水位,在此类河涌上修筑围堰会影响河涌的防洪排涝和灌溉取水,因此淤泥干清方法不适用于此类河涌。(2)市区没有合适的弃土场地,清出的淤泥要在陆上用车辆外运到郊区,因此对于河涌密集、河涌沿线道路未贯通的情况下,不适合采用淤泥干清方法。(3)部分河涌断面窄,两岸房屋较多,且房屋承重结构多以河涌堤岸为基础,清挖机械施工难度较大,并且会对河涌堤岸和两岸房屋造成影响。(4)淤泥不容易硬化,加速硬化需加固化剂搅拌,再加上修筑围堰和淤泥在陆上外运,部分河段清挖机械难以通过时需采用人工开挖,这些条件都会增加清淤成本,淤泥干清方法的成本约为湿清方法的3倍左右。4河涌清淤的基础条件淤泥干清方法清淤效果与湿清方法相比具有明显的优势,但由于需要修筑围堰、只能陆上运输淤泥和部分河涌难以采用机械开挖等原因,并非适用于所有河涌,开展河涌清淤工作应因地制宜地采取合适的清淤方法。笔者认为,采用淤泥干清方法的河涌需满足以下几个条件:(1)河涌两端未于珠江相连,或河涌一端与珠江相连,且涌口建有水闸,避免河涌水位受珠江涨、退潮影响。(2)河涌两端有水闸,可借助水闸调节降低水位,避免修筑围堰或修筑低堰,以降低清淤成本。(3)河涌沿岸建筑物和道路条件要满足机械施工及淤泥运输的要求。建议在满足上述条件的河涌,选择枯水期在重点淤积河段采用淤泥干清方法清淤。5河涌清淤疏浚是恢复城市水环随