隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程加速，城市河湖水環(huán)境污染問題愈加突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國80%以上的河湖水環(huán)境均受到了不同程度污染，其中很多都出現(xiàn)了季節(jié)性或常年性的水體黑臭現(xiàn)象和水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的逐步重視，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及政策頒布和實(shí)施，河湖水環(huán)境綜合整治已經(jīng)成為水行業(yè)最為熱點(diǎn)工程之一。河湖污染治理主要包括外源污染阻斷和內(nèi)源污染控制，其中底泥疏浚是內(nèi)源污染治理的主要措施之一。
本文著重從內(nèi)源控制技術(shù)研究現(xiàn)狀和生態(tài)疏浚的效果差異出發(fā)，介紹生態(tài)疏浚設(shè)計(jì)流程和疏浚的效果差異原因，以期能為我國城市河道底泥污染控制工程提供技術(shù)借鑒和參考。
生態(tài)疏浚技術(shù)概述
上世紀(jì)90年代，我國實(shí)施首例大型水域生態(tài)疏浚工程-滇池草海污染底泥疏挖及處置工程(I期)實(shí)施，標(biāo)志著生態(tài)清淤正式作為內(nèi)源污染控制的成熟技術(shù)手段，同時也取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和示范效應(yīng)。隨后在2000年廣西省南寧市對南湖實(shí)施了底泥疏浚工程，并對污染底泥采取了分散堆存封閉的處置方法;西安興慶湖、南京玄武湖和安徽巢湖等也進(jìn)行了底泥疏浚工作。生態(tài)清淤相對于水利清淤有著明顯的不同(見表1)，它是河道生態(tài)系統(tǒng)中底泥受到污染的前提下運(yùn)用發(fā)展生態(tài)理論實(shí)施的生態(tài)修復(fù)工程，其本質(zhì)是以工程、環(huán)境、生態(tài)相結(jié)合的方式來解決城市河道水體的可持續(xù)發(fā)展或稱河道“生態(tài)位”修復(fù)。該技術(shù)的核心是注重河湖原有生物多樣性的保護(hù)，以不破壞水生生物自我修復(fù)繁衍為前提，同時又為生物技術(shù)介入提供有利條件。
生態(tài)疏浚方式可分為干法疏浚和帶水疏浚，干法疏浚適用于雨源型河流和小水量河流，主要是直接挖掘或者是圍堰導(dǎo)流后挖掘，其疏浚的底泥含水率一般較低。帶水疏浚適用于大流量的河道內(nèi)源污染治理，疏浚底泥含水率較高。兩者的區(qū)別在于疏浚底泥的含水量及后續(xù)設(shè)計(jì)單元不同，帶水疏浚的底泥量大，在運(yùn)輸和進(jìn)行下一步處置時，需要進(jìn)一步脫水，并對余水進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。底泥含水率是進(jìn)行下一步處理處置的關(guān)鍵影響因子，而底泥如何高效率脫水是目前技術(shù)設(shè)計(jì)和工程實(shí)施的難題之一，也是降低工程成本的有效途徑之一。
生態(tài)疏浚的核心技術(shù)指標(biāo)包括：疏浚范圍及深度設(shè)計(jì)、疏浚形式及配套技術(shù)、施工方式設(shè)計(jì)、清淤設(shè)備選定、堆場的余水處理、隔離防范設(shè)計(jì)、疏浚底泥處置和清淤后河底基質(zhì)修復(fù)設(shè)計(jì)等。
1.疏浚范圍及深度確定
河湖疏浚方案設(shè)計(jì)首先要考慮河道底泥污染特性和范圍，其一般從現(xiàn)場調(diào)研摸排和采樣檢測著手，且主要以底泥檢測數(shù)據(jù)作為方案設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因此科學(xué)設(shè)置取樣點(diǎn)和準(zhǔn)確獲得檢測數(shù)據(jù)是確定疏浚范圍和深度的關(guān)鍵。河湖底泥的污染物是隨著水力條件變化和經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)生物過程而沉積的產(chǎn)物，其分布極不均勻且毫無規(guī)律。通過密集底泥采集測試可以獲得污染底泥的準(zhǔn)確分布，但其成本太高，在實(shí)際工程不可考慮，疏浚范圍難以精確。
疏浚深度是生態(tài)疏浚的核心參數(shù)，其能直接影響疏浚工程量及疏浚底泥處置方式。其需要根據(jù)河道水文水質(zhì)特征、底泥分布情況、底泥污染物含量及垂直分布特征等諸多參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析、評估來確定。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，一般依據(jù)底泥污染物含量垂直分布來確定其疏浚深度，但由于河道污染底泥一般有多種污染物同時超標(biāo)，且垂向分布的變化趨勢又各不相同，難以確認(rèn)準(zhǔn)確、合適的疏浚深度。同時含量變化特征與底泥污染物釋放特征相關(guān)性不強(qiáng)，底泥中污染物含量高低不能完全代表污染物的釋放速率，高含量的污染物不一定釋放或者釋放快。而利用垂向分層取樣進(jìn)行實(shí)際條件下的模擬釋放試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)和時間成本太高，并且實(shí)際情況下得到的釋放數(shù)據(jù)是一個平均值，保守設(shè)計(jì)將帶來超量設(shè)計(jì)和大量疏浚底泥處置的難題。
2.工程實(shí)施質(zhì)量
河道疏浚效果不明顯，除了疏浚條件不成熟外，以水利清淤代替生態(tài)清淤也是一個很重要的原因。我國底泥疏浚設(shè)備研制落后，多采用常規(guī)清淤設(shè)備，施工過程中易造成底泥劇烈擾動，造成細(xì)顆粒物懸浮現(xiàn)象嚴(yán)重。在帶水疏浚連接管泄露是引起水體顆粒污染物的另一個原因，當(dāng)然在干法疏浚的過程中不會出現(xiàn)此種現(xiàn)象。常規(guī)疏浚設(shè)備的垂直精度只能控制在10~20cm，在實(shí)際疏浚過程中經(jīng)常出現(xiàn)漏挖、欠挖和超挖，漏挖和欠挖是部分治理工程疏浚一段時間后水質(zhì)變差的主要原因之一，具體原因是在疏浚后原上層底泥在新生界面上的殘留將使新生表層底泥在較短時間內(nèi)“如接種式”地得到生物活化，而新生底泥含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而使得底泥釋放速率進(jìn)一步得到解放，最終使得水質(zhì)惡化。疏浚的漏挖和欠挖是疏浚設(shè)備精度不足而導(dǎo)致的另一影響疏浚效果的因素。超挖對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建影響也較大，特別是河湖土著微生物和其它生物的影響。
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