关于青浦区中小河道疏浚及底泥处置的探讨

关于青浦区中小河道疏浚及底泥处置的探讨

向赟旭 1 贾易 2

1. 上海市青浦区练塘水务管理所 上海 201715

2.上海市青浦区徐泾水务管理所 上海 201702

摘 要：河道疏浚是青浦区中小河道整治的重要内容之一，但中小河道疏浚对水生态系统的破坏不容忽视，河道底泥处置也困难重重。文章分析了当前青浦区中小河道疏浚存在的问题，并对国内外河道疏浚及底泥处置研究进展进行综述与分析，可为将来青浦区中小河道疏浚及底泥处置提供参考。

关键词：中小河道；疏浚；底泥；环保；利用

Discussion on small to medium-sized rivers’ dredging and sediment disposal in Qingpu district

Abstract：River dredging is one of the key measures for the small to medium-sized watercourse renovation project in Qingpu district. However, the water ecosystem destruction and sediment disposal associated with river dredging deserved more attention. This paper analyzed the existing problems in medium-sized rivers’ dredging in Qingpu district, and reviewed the research progress of river dredging and sediment disposal, which could provide a reference for the future river dredging and sediment disposal in Qingpu district.

Key words: Small to medium-sized rivers; Dredging; Sediment; Environmental protection; Utilization

青浦区位于上海西部，地处太湖流域下游，属于典型的平原感潮地区。域内水系发达，河网交错，全区共有河道1934条2408公里，河网密度为3.6km/km²，其中镇村管中小河道1910条2182公里。随着经济社会的发展，青浦区中小河道水环境面临严峻考验。近年来，青浦区加大中小河道治理力度，其中河道疏浚是中小河道整治的重要内容之一。同时，中小河道疏浚对水生态系统的破坏不容忽视，河道底泥处置问题也是当前面临的重大难题。

1. 中小河道淤积原因及影响浅析

1.1 淤积主要原因

据初略统计，青浦区镇村级中小河道年平均淤积厚度约0.2—0.3m左右，不同区域淤积速度存在一定差异。造成淤积的原因分析如下：

1） 河道岸坡冲刷、坍蚀造成的水土流失

青浦区农村地区中小河道一般无结构护岸，多为自然土坡，受降雨冲刷、潮位变动等，导致岸坡泥土入河，引起河道淤积。农村地区还有在岸坡翻垦种植的现象，土壤翻垦后，进一步加快了水土流失。

2） 径流雨水、农田排水带入泥沙

径流雨水、农田排水均含有较多的泥沙、悬浮物等杂质，流入河道后，由于河道流速较慢，泥沙、悬浮物沉淀，产生淤积。随着郊区城市化建设步伐加快，大量的基建工程大开挖，破坏了原有土壤植被，一定程度也加速了水土流失。

3） 水生植物的腐烂、沉积

青浦区中小河道水体质量总体较好，河道中水生植物丰富，对净化水质有积极作用，但是水草疯长后，或冬季腐烂后未及时打捞，水草将在河底腐烂、沉积，不仅污染河道，同时造成河道淤积。

4） 其他人为因素影响

一些违法违规行为，如建筑泥浆非法排入河道，居民生活垃圾、农业生产废弃物（秸秆、茭白叶等）倾倒至河道，若未及时发现、处置，也是导致河道淤积的重要原因。

1.2 淤积后的影响

一是产生防汛安全隐患，中小河道淤积后，调蓄能力大大下降，遇到强降雨时容易产生内涝，影响人们群众的生命财产安全；二是加重水体污染，河道变浅后，断面流量减少，但排入河道的污染物总量并未变化，导致水污染浓度增加，同时淤泥中有机物不断腐烂，又形成次生污染，影响河道生态环境；三是河道淤积影响农业用水，枯水期灌溉泵站取水不畅，对区域农业灌溉及其他生产用水造成很大影响^[1]。

2. 青浦区常用疏浚方式及优劣势分析

2.1 干河施工

干河施工一般适用于村级小型河道，河道断面较小，水流较慢，且河道一般无防汛行洪、通航需求。具体施工有两种方式：

一是水力冲挖。施工前，在河道两端设置拦河围堰，将河水抽干再进行施工，施工时采用高压水枪进行冲刷，淤泥由污泥泵抽送至输送管道，最后排入排泥场。

二是干河挖掘机开挖。施工前，在河道两端设置围堰，将河水抽干后，使用挖掘机开挖淤泥，然后直接送至岸边的运输汽车，运送至排泥场。

2.2 干河施工优劣势分析

优势：河道冲挖施工操作简单，且清淤断面、河道边坡容易控制。河底淤泥集中清理后河道再通水，可以防止污染物扩散。

劣势：打坝、抽水等施工成本较高，而且会阻碍周边水体流动，影响水质。该施工方式不适用于有防汛行洪、或有通航需求的河道。

干河施工容易导致河道物理结构的破坏，由于河道抽水后，河道岸坡受力状态发生变化，冲淤时岸坡容易发生坍塌，严重时将影响护岸的稳定性。此外，自然形成的历史较长的河道，在底层形成了良好的天然防渗层，如果在底泥疏浚过程中处置不当，将导致这个天然防渗层的破坏，进而发生管涌、渗漏等。

水生态环境影响方面，由于河道长时间断流，疏浚后对底栖生态系统严重破坏，而在底泥完全疏浚后，新的底栖生态系统建立前，整个河道生态系统比较脆弱，很容易爆发水华等情况。如20世纪末北京对于河道的疏浚，随后爆发了大规模的水华事件^[2]。

2.3 带水疏浚

带水疏浚一般适用于镇级及以上河道，河道断面较大，水流较快，且河道一般兼有防汛行洪、通航的需求。该施工方法不用抽干河水，而是将挖泥船开到河中，采用抓斗式挖泥船开挖淤泥，再由运泥船运将淤泥运送到排泥场。

2.4 带水疏浚优劣势分析

优势：适用范围较广，不需要对河道断流，不影响水体流动，施工成本较低。

劣势：清淤断面、河道边坡难以控制，带水作业时底泥扰动扩散，不仅造成局部水域的浑浊，同时还会释放出氨、磷化物等，使水质富营养化风险增高，容易引起浮游生物、藻类大量生长，导致水体缺氧，水质恶化。此外，如果水底沉淀物中含有重金属等有毒物质，被扰动并重新悬浮，对当地的水生物造成潜在的危险^[3]。

3 关于环保疏浚的探索

3.1 环保疏浚的概念

以改善环境为目标的疏浚，称为环保疏浚^[4]。邳志、马金柱^[5]指出，环保疏浚，是指在挖泥、输送、弃土处理等过程中，对环境及周围水体影响最小的一种疏浚技术与工艺属于疏浚技术范畴，无地域性。

3.2 青浦区探索环保疏浚的必要性

青浦区现在常用的两种疏浚方式，对水生态环境方面的负面影响都不容忽视，而且大量的带水泥浆处置也是目前面临的重大难题，为了进一步降低河道疏浚的负面影响，需要加快探索环保疏浚模式。

3.3 环保疏浚工艺研究方向

1） 水力吸泥—离心脱水疏浚工艺

根据底泥污染特征及建成区河道疏浚施工的条件，采用水力吸泥，并在疏浚泥浆现场脱水的疏浚组合工艺，其优点有：①水力吸泥能有效地疏浚有机质含量高、比重与水接近且具流动性的污染富集底泥；②现场离心脱水可大幅减少需外运消纳的疏浚物料量，适合中心建成区的施工环境；③离心脱水固有的剪切与颗粒水力分级作用，可使离心脱水后物流按污染程度分流，由此能显著减少需处置的物流量^[6]。

2） 绞吸式挖泥船的精确改进

采用绞吸式挖泥船是较为先进的环保型疏浚方法，这种方式是直接由管道在泥泵的作用下吸起表层沉积物并远距离输送到陆地上的排泥堆场。高精度的卫星数字化全球定位系统RTK—DGPS和水下摄像等技术正在发达国家的疏浚领域中逐步得到广泛应用。通过加强精确定位、现场监控和实时显示在疏浚工程中的应用，探索采用“数字化疏浚原理”实现污染底泥清除的全过程控制^[7]。

3） 机械脱水固结一体化法

机械脱水固结一体化法通过FSA泥沙集沉剂对疏浚泥浆进行调理，降低其比表面积、降低其比阻，扩大其渗水通道，再通过施加外力对调理后的疏浚泥浆进行挤压，使泥浆中的自由水在短时间内大量外排，降低泥浆含量。武汉市外沙湖成功采用该工艺处置污染底泥40万m³淤泥，泥饼含水量仅为30-35%，相比水下淤泥体积减量30-50%，提供了很好的参考^[8]。

4. 疏浚底泥处置与利用

4.1 还田利用

当前，还田利用是青浦区中小河道疏浚底泥处置最主要的途径。还田利用前，按照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）的规定进行疏浚底泥检测分析。检测合格后，主要是将河道疏浚时产生的底泥泥浆，或已经堆置且含水率已降低而形成的底泥土等疏浚底泥运至近期未进行农业生产且相对低洼的农用地进行平整或堆置，对农业生产影响较小，同时也考虑为后续改善农业生产条件、推进农业再生产作准备。

随着农村地区鱼塘复垦、高水平农田建设的推进，低洼农田越来越少，农田对河道底泥的需求及消纳能力逐步缩小。在土地政策的不断收紧的背景下，目前排泥场选址困难重重。

4.2 还林利用

还林利用是疏浚底泥处置的重要途径之一。还林利用按照《绿化种植土壤》（GJ/T340-2016）的规定进行疏浚底泥检测分析，检测合格再用于还林利用。主要用于林地（绿地）建设的造型、平整、植物生长土等用途；或在满足植物、绿化生长且不影响现有林地（绿地）的灌排等基础设施的条件下，运至现有林地（绿地）进行平整或堆置，对现有林地（绿地）影响小，同时也考虑为后续改善林业（绿化）生产条件、推进林业（绿化）再生产作准备。

4.3 作为建材利用

疏浚底泥可用于制造建筑墙体材料、混凝土轻质骨料和硅酸盐胶凝材料。在砖瓦、水泥等各行业都对粘土有着大量的需求，粘土资源的大量开采，已影响到农村耕田的数量和质量。因此，利用疏浚底泥替代粘土会减缓建材制造业与农争土，是疏浚底泥资源化的又一途径。具体包括制作陶粒、制造砖瓦、制作瓷砖等^[9]。这种方法在我国有着广阔的发展前景。

4.4 其他处置方式

主要有低温热解利用、焚烧处理、填埋处置等。其中，填埋处置是国内外常采用的方式，其优点是投资少、容量大。底泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似，需要大面积的场地和一定量的运输费用，需做防渗处理以免污染地下水，并且考虑到填埋底泥的稳定性，对底泥的脱水、填埋场的防渗层和填埋作业有较高要求^[10]。

参考文献

[1]陆卫安.浅谈上海市郊区镇村级河道轮疏的建议[J].城市道桥与防洪，2016(5)：179-181.

[2]贾海峰，马洪涛.城市河湖底泥疏浚对水生态的影响分析与对策探讨[J].北京水务，2006（1）：48-51.

[3]庞启秀，徐金环.河口疏浚对环境的影响[J]．中国港湾建设．2005(2)：8-10．

[4]钟继承，范成新.底泥疏浚效果及环境效应研究进展[J]．湖泊科学，2007，19(1)：l-10．

[5]邳志，马金柱．天津港环保疏浚的探索与研究[J]．港工技术，2009，46（1）：43-44．

[6]何品晶，顾国维，邵立明，等．水力吸泥—离心脱水疏浚过程的环境特征分析[J]．同济大学学报，2002，30(8)：964—968．

[7]张丹，张勇，何岩，等.河道底泥环保疏浚研究进展[J].净水技术，2011,30（1）：1-3,7.

[8]王景芸，刘金秀，李梅.机械脱水固结一体化法在外沙湖底泥疏浚与处置工程中的应用[C].见：中国水利学会.2010年全国城市水利学术研讨会暨工作年会论文集，2011,12：300-304

[9]张旭东，祁继英．疏浚底泥的资源化利用[J].北方环境，2005,30(2)：48-50

[10]田耀金，宋晓光．河道底泥污染及其处置方法[J].中国水利，2007(12)：67

作者简介：

第一作者：向赟旭（1986.1），男，籍贯四川，工程师，学士学位，现任上海市青浦区练塘水务管理所副所长，主要从事水利建设、管理相关工作。通讯地址：上海市青浦区练塘镇练汇街58号；邮编：201715；联系电话：13671546399；E-mail：553212545@qq.com。

第二作者：贾易（1990.8），女，籍贯四川，工程师，学士学位，现任上海市青浦区徐泾水务管理所工程师，主要从事水利管理相关工作。通讯地址：上海市青浦区徐泾镇明珠路800-2号；邮编：201702；联系电话：18101722251；E-mail：413233392@qq.com。