水环境治理生态清淤实践

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一、工程由来

山东省淄博市临淄区是齐国故都、齐文化的发祥地。流经临淄城东的淄河千古流长，两岸风光秀丽。淄河上游建有石马水库、太河水库，两座水库的兴建对下游河道水文特性的影响十分显著。太河水库以下河段河床在枯水季节已经断流20余年，沿途村庄缩河造地，弃地采沙，造成环境生态破坏。为改变城市面貌，改善生态环境和投资环境，为居民提供一个休闲娱乐场所，提高环境质量，2002年实施了淄河临淄城区段综合治理工程。工程完成后命名为“太公湖”，太公湖长2500m，蓄水150万m3，太公湖主要补充水源为临淄污水处理厂净化的中水。太公湖工程的实施提高了水资源重复利用率，实现了污水处理资源化利用。近几年来太公湖两岸沿线修建了大量住宅，河道两岸现已成为人们生活、休闲、娱乐垂钓的好去处，也是临淄区举办大型活动的场所，成为临淄区十大旅游风景之一，并被誉为“山东省生态工程示范区”（图1）。

北方地区因缺水，河道综合整治往往采用层层拦蓄形成水面，多为静止、流动性差的封闭缓流水体。临淄太公湖自建成12年来从未进行过清淤，湖区经过自然淤积及中水、养殖沉积，湖内存在底泥，夏季高温时污染底泥上翻浮于水面,造成水体出现黑苔青苔滋生、水体变味等不同程度的富营养化问题，对周围环境造成一定的污染，水环境状况受到影响。为了巩固前期治理的成果，保证沿湖两岸居民的居住质量和居住环境，消除污染源，改善水质，促进水生生物的繁衍、改善生态系统，保持太公湖“水清，岸绿，鸟多”的生态河廊风貌，开展太公湖水环境治理和生态清淤对带动整个淄博市人工湖的生态清淤具有重要意义。

二、湖区底泥污染物含量情况

对太公湖底泥进行取样监测。太公湖淤泥监测共设采样点10个，采集到底泥样10个，见表1。根据表1上监测数据，除5号、8号点铜的含量，9号点镍含量略超出规定中的一级标准外，其余均符合该标准中一级标准。结果显示，本次湖区淤泥成分直接填埋时不会影响周边居民生产生活及覆土后的绿化种植。

三、生态清淤施工设计

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。底泥未经处置前难以清理、运输、堆放及利用。在施工过程中包含底泥开挖、底泥运输、底泥处置等主要技术环节，每一个湖区有不同的限制要求，针对本次工程的实际情况提出符合本工程要求的清淤、运输、处置的工程设计。

1.淤泥量的确定湖区内淤泥自上而下呈楔形分布，由50mm逐渐增厚到1500mm，在支墩坝前存在大量的砂土堆，厚度为1500mm。根据分布情况确定清淤工程分期分区进行清淤，橡胶坝上游长为500m的范围及湖心岛四周淤泥厚度在0.3～1.5m之间，其余区域淤泥厚度在0.05～0.2m之间。清除底泥，清淤长度为0.5km，宽度为490m，清至太公湖设计河底，同时对湖心岛四周进行局部清淤。本次清除淤泥量为15万m3。

2.淤泥清除设计目前国内清淤方案主要是断水清淤和水下清淤两种。断水清淤是传统的清淤方法，其施工技术要求较低，不留盲区，操作方便，但是易造成二次污染；湖区放空后施工，湖内长期无水，对周边景区产生一定的影响。太公湖水源主要是污水处理厂处理后的中水进行回用，工程完工后补水成本较高，所以选用水下清淤。根据本次工程淤泥淤积厚度、分布的实际情况以及确定的清淤范围，通过方案比选，从环保、经济、社会影响等方面综合考虑后，确定本次清淤措施采用水下组合式液压绞吸式挖泥船清淤和管道运输（图2）。挖泥船通过挖泥泵绞吸水下淤泥，利用水上浮管把淤泥输送到岸边；在湖区右岸沿湖道路铺设钢管进行输送至淤泥处置区。挖泥船施工有效减少了不同的开挖外运清淤带来的粉尘污染、道路损坏、浪费水资源等不利影响。

3.淤泥处置（1）淤泥处置方案选择①土地填埋土地填埋是国内处理淤泥的传统做法，土地填埋首先需选定填埋场地，在选定的填埋场地中开挖填埋基坑，把开挖淤泥填埋在开挖的基坑内，整平，覆土，撒播草种或种植乔灌木进行基地恢复。②生态淤泥处置a.淤泥制砖。利用淤泥制砖是一种变废为宝的处理方法，淤泥烧结复合节能砖以江河淤泥、煤渣、粉煤灰为主要原料，经高压挤切和高温烧结方法，制成建筑节能新型墙体材料。按年生产3000万块砖的砖场，总投资为1000万元（不含砖厂及堆置场占地费用）。本次清淤方量为15万m3,按年产烧结保温砖3000万块计算，只可使用1.8年。因本次清淤为一次性清淤，新建淤泥制砖场时，还应考虑淤泥堆置场地，15万m3淤泥堆置需占地10万m2。投资较大，运行短。b.淤泥焚烧发电。污泥焚烧是将脱水污泥直接送入焚烧炉焚烧。可迅速和较大程度地使污泥达到减量化，既解决了污泥的出路问题，又充分地利用了污泥中的能源。在所有的污泥处置中，焚烧方法产生的剩余物最少，但其投资与处理费用较高。因太公湖淤泥含有的热量成分低，淤泥量15万m3太少，显然不适宜焚烧发电。c.利用淤泥填亚格布植生袋护坡。亚格布植生袋是一种新型的护坡材料，利用生袋填装淤泥进行河道护坡，可以加固堤防，就地取材，使淤泥变废为宝，符合环保理念（图3）。考察本次工程区周围河道，其适宜利用生袋填装淤泥进行护坡的河段距离太公湖较远，生袋方案投资较大。综合考虑了施工、运行管理、投资以及与周边环境相协调等诸多因素，结合本次工程的实际情况推荐选用现状采砂坑填埋淤泥方法。（2）淤泥处置设计通过对太公湖四周的考察，发现天齐渊西北侧有一个乱采乱挖遗留下来的采砂坑，位于太公湖上游约3.5km河道右岸堤防外，东西长约500m，南北宽约190m，深约4m，总容量38万m3,坑内平时干涸无水，且该位置距离城郊较远，四周无居民居住，淤泥填埋后固结时产生气体不会对周围造成影响。填满后淤泥固结后覆土，撒播草种，美化环境变废为宝（图4）。

四、结语

总的来说，目前北方人工湖清淤是以尽量保障水量的前提下，以清除湖内污染底泥为主，消除湖泊水体富营养化状态，促进湖泊水环境的良性循环。但应与工程现状特点为主要依据，不能盲目地采用新型措施，本文结合对临淄区太公湖清淤工程，从湖区生态清淤、底泥处理等问题进行了浅析，希望能为以后的人工湖清淤、底泥处理提供一定的借鉴。

作者：杨艳 王宁 范杰利 单位：山东省淄博市水利勘测设计院