挖槽疏浚在太湖生態(tài)清淤中應(yīng)用研究

沈愛春

（太湖流域管理局水文水資源監(jiān)測局，214024，無錫）

太湖水環(huán)境綜合治理作為國家工程已被提上議事日程，措施正在逐項(xiàng)落實(shí)。出于治理太湖局部內(nèi)源需要，修復(fù)水生態(tài)的底泥清淤試點(diǎn)工作已經(jīng)展開。太湖湖底大量的流泥應(yīng)是清淤的重點(diǎn)，但是由于生態(tài)清淤技術(shù)的成本較高、規(guī)模較小、占用大量堆場、淤泥再次污染等問題，建議太湖清淤與挖槽疏浚并舉的模式，以克服上述諸問題，并擴(kuò)大內(nèi)源治理的效果。

一、太湖污染底泥特點(diǎn)

污染底泥分布廣泛。水利部太湖流域管理局《太湖污染底泥疏浚規(guī)劃總報(bào)告》（以下簡稱總報(bào)告）研究表明，太湖底泥淤積面積1547 km2，占全太湖面積的66%，底泥總蓄積量為19.1億m3，其中淤泥量 16.8億 m3，流泥量2.33億m3，流泥量占總蓄積量的12%。

污染物富集于底泥表層的流泥中。總報(bào)告的研究結(jié)果同樣表明，底泥污染物質(zhì)含量較高的是竺山湖、梅梁湖、貢湖、東太湖等湖灣，在這些湖灣，底泥污染物分層含量一般呈上高下低的趨勢，并且集中在底泥淺層0～20cm的區(qū)域。這個(gè)分層區(qū)域基本為流泥。

流泥極易受風(fēng)影響懸起，對水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。太湖北湖心區(qū)水面開闊，長年風(fēng)力要大于周邊地區(qū)，沒有淤積，湖底幾乎為硬底。根據(jù)太湖流域管理局水文水資源監(jiān)測局現(xiàn)場調(diào)查情況，由于太湖是典型的淺水型湖泊，在大風(fēng)天氣下，太湖湖水透明度會明顯降低，出現(xiàn)全湖性水質(zhì)變差的情況，在大風(fēng)天氣過去1～2天后，監(jiān)測太湖水質(zhì)，全湖水質(zhì)有時(shí)仍會出現(xiàn)異常情況。由于太湖水面開闊、水流緩慢，全湖區(qū)短歷時(shí)的水質(zhì)變劣，可以斷定和入湖河口的水質(zhì)沒有太多的關(guān)聯(lián)性，主要是大風(fēng)天氣產(chǎn)生波浪，攪起湖底表層富含污染物質(zhì)的流泥所致。南京地理與湖泊研究所研究認(rèn)為，太湖中幾乎所有的“湖泛”問題均有底泥的參與。

在風(fēng)力作用下，流泥“行蹤不定”，風(fēng)力助推流泥向下風(fēng)湖區(qū)聚集。太湖盛行東南風(fēng)，富含污染物的流泥有向北、向西等下風(fēng)湖區(qū)移動的趨勢。太湖底泥以有機(jī)污染為主，處于風(fēng)向下風(fēng)的竺山湖、梅梁湖、貢湖等北部湖灣底泥中有機(jī)質(zhì)、總磷、總氮相比全湖均值含量要高，其最大值約為全湖平均值的7～8倍。北部湖灣內(nèi)源的過度積累，除沿岸河道的輸入外，還有湖灣位置及構(gòu)造特點(diǎn)易于接納上風(fēng)湖區(qū)輸入的污染物。太湖富營養(yǎng)化嚴(yán)重，北部湖灣以及西部沿岸區(qū)大量聚集的藍(lán)藻并非全為原位生長，至少有一部分是從風(fēng)向的上風(fēng)湖區(qū)吹過來的。

二、太湖生態(tài)清淤理念

1.生態(tài)清淤的特點(diǎn)

早期，利用生態(tài)清淤技術(shù)清除底泥富含污染物的上覆層難以取得理想的效果。1997年東太湖清淤時(shí)，水色渾濁，透明度一度降到5cm以內(nèi)，并且渾水大范圍擴(kuò)散，而在清淤前，100cm水深左右的湖區(qū)可以清澈見底，河口透明度可達(dá)100cm以上。利用生態(tài)清淤技術(shù)清除湖底上覆層底泥（一般選擇40cm左右，亦即富含污染物質(zhì)的表層底泥），出發(fā)點(diǎn)是有效去除表層的污染物質(zhì)，達(dá)到去除多年累積于湖底污染物的目的。生態(tài)清淤時(shí)，機(jī)器的動作，極易攪動湖底表層流泥，清淤機(jī)械在吸走部分泥漿水的同時(shí)，也加劇了流泥的迅速懸起和擴(kuò)散。生態(tài)清淤相比河道拓浚，對湖底的攪動作用已降低了很多，這也是生態(tài)清淤的關(guān)鍵技術(shù)要求，但是攪動問題是無法避免的。近年，生態(tài)清淤技術(shù)著力于如何避免機(jī)械動作對表層流泥攪動影響的研究，并取得一定效果。但是，生態(tài)清淤技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模作業(yè)。

太湖污染底泥堆放和處理已成為各方關(guān)注的重點(diǎn)。太湖污染底泥清出量大，需要占用很多土地。同時(shí)，為避免二次污染，需要對污染底泥進(jìn)行處理。

2.生態(tài)清淤效果的有限性

受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素制約，太湖可清淤范圍有限。根據(jù)總報(bào)告規(guī)劃，確定的疏浚面積近100 km2，占太湖有泥區(qū)約6%，疏浚區(qū)域包括太湖北部的竺山湖、梅梁湖、貢湖以及太湖東部的東太湖等，疏浚工藝以環(huán)保絞吸式挖泥船為主，并對23個(gè)重點(diǎn)入湖河口開展抽槽疏浚。

生態(tài)疏浚短時(shí)間內(nèi)局部效果明顯，由于生態(tài)清淤的范圍有限，現(xiàn)有生態(tài)清淤理念難以有效去除太湖中廣泛分布、污染物含量較高的流泥。

清淤范圍基本圈定在北部三湖灣和東太湖區(qū)域。特別是北部三湖灣清淤后，由于太湖中流泥不斷的輸入，恐難較長時(shí)間維持清淤初期的效果。

三、挖槽疏浚的思路及其主要優(yōu)點(diǎn)

1.挖槽疏浚的思路

開闊水面挖槽需橫切或斜切東南風(fēng)向。由于太湖水淺，風(fēng)浪對表層流泥有搬動能力，在向下風(fēng)湖區(qū)搬動的過程中，風(fēng)一旦停止，搬動的流泥會就近沉降。橫切或斜切風(fēng)向挖槽，就是要保證盡可能多地使被搬動的流泥能在槽區(qū)范圍內(nèi)沉降。

風(fēng)浪對湖底有一定的作用深度，大風(fēng)天氣作用深度更大。挖槽深度要超過風(fēng)浪對湖底的作用深度，并留有余度，以保證挖槽區(qū)內(nèi)沉降的流泥不至由于風(fēng)力作用被再次懸起。

槽區(qū)除保證一定的深度外，還應(yīng)保證一定的寬度和長度，能夠承接一定量的流泥，否則，一旦歸槽的流泥量比較大，槽區(qū)收集被風(fēng)浪懸起流泥的作用會很快消失。

北部湖灣部可在“口袋”口部挖槽。北部湖灣如“口袋”狀，口朝太湖區(qū)，在“口袋”的口部挖槽，既能維持湖泊的開放性，又能從湖底阻斷部分流泥的輸入。

風(fēng)向下游的近岸區(qū)可局部挖深，起收集流泥的作用。

2.主要優(yōu)點(diǎn)

①挖槽疏浚，收納流泥，可擴(kuò)大清淤效果，有利削減整個(gè)太湖內(nèi)源。挖槽形成的槽區(qū)起到收納、穩(wěn)定流泥的作用。不斷有流泥進(jìn)入槽區(qū)沉淀下來，槽區(qū)一旦淤滿，對槽區(qū)進(jìn)行清淤，可形成太湖持續(xù)“抽脂”的固定模式，可在固定區(qū)域內(nèi)有效去除“行蹤不定”的流泥。槽區(qū)可對其周邊一定范圍流泥歸槽起拉動作用。流泥比較多的區(qū)域，槽區(qū)會在較短時(shí)間內(nèi)淤滿，更加說明挖槽疏浚的必要性。

②清淤技術(shù)簡單。挖槽疏浚不必再顧忌清淤技術(shù)的選擇，可廣泛選擇河道拓浚技術(shù)，進(jìn)行大規(guī)模作業(yè)，清淤成本降低。

③挖槽疏?？山Y(jié)合其他工程建設(shè)大規(guī)模利用土資源的需求，降低生態(tài)清淤的成本，擴(kuò)大挖槽疏浚的范圍。結(jié)合太湖污染底泥治理，合理利用湖盆土資源是緩解建設(shè)用土緊缺狀況的有效途徑。挖槽疏浚，表層淤泥量相對較少，大多是湖底深層硬質(zhì)土壤，清出的有一定含水量的土壤晾干后，可進(jìn)行土資源的有效（或簡單處理）利用。

四、流泥歸槽的可能性和在太湖湖底形成流泥堆泥場的設(shè)想

1.流泥歸槽的可能性

太浦河入東太湖河口，1997年抽槽挖深，2003年調(diào)查發(fā)現(xiàn)已有一定程度的淤積，淤泥性狀為灰黑色居多，含水率較高，用抓斗抓上岸倒出后很快在地面上攤開，說明槽區(qū)再次淤積以流泥為主。2003年調(diào)查貢湖時(shí)發(fā)現(xiàn)，貢湖清淤湖區(qū)有回淤現(xiàn)象。

2.在太湖湖底形成流泥堆泥場的設(shè)想

太湖內(nèi)3個(gè)明顯的淤積帶猶如巨型水下堆泥場，泥量占到太湖總蓄積量的2/3。3個(gè)蓄積帶底泥厚度平均超過1.5 m，最深處淤深9 m，假如3個(gè)淤積帶沒有淤泥，則均為相對的深水區(qū)域，南北兩個(gè)蓄積帶并有古河床之說。由于水深達(dá)到一定深度，風(fēng)力產(chǎn)生的湖流就對其失去了搬移能力，沉降于槽區(qū)的流泥不致再被懸起。故而，除槽區(qū)自身對周邊流泥的拉動作用外，在風(fēng)生流作用下，槽區(qū)不斷接納更大范圍特別是湖流上游區(qū)的流泥，顯然槽區(qū)在發(fā)揮著堆泥場的作用。

五、對湖灣水生態(tài)的影響

對湖灣實(shí)施單純的生態(tài)清淤，其生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)能力較強(qiáng)，湖灣受損的水生態(tài)很快會得到太湖大水體的補(bǔ)充。挖槽疏浚在阻斷部分流泥向湖灣輸入的同時(shí)，也一定程度割斷了槽區(qū)兩側(cè)底棲生物的交流與互補(bǔ)，但是，由于湖灣“口袋”口部水面寬闊，湖灣口部挖槽只能是局部的，不會將湖灣和太湖大水體完全割斷，可以設(shè)想的是可能減緩了湖灣生態(tài)修復(fù)的時(shí)間。

六、主要結(jié)論和建議

1.主要結(jié)論

挖槽的目的就是收納流泥，讓“行蹤不定”的流泥有個(gè)穩(wěn)定的“居所”；形成有利于清除流泥的固定場所；或者在槽區(qū)形成流泥堆泥場，使得富含污染物的流泥逐步集中，并穩(wěn)定于湖底，逐步減少流泥大范圍和水體反復(fù)混合的機(jī)會，達(dá)到減弱太湖流泥作用于水體、降低水質(zhì)受流泥作用而惡化的目的。在槽區(qū)淤滿時(shí)亦可采取清淤的方式，將流泥吸出，持續(xù)發(fā)揮槽區(qū)收納流泥、穩(wěn)定流泥的作用。在太湖不同湖區(qū)挖漕后短期內(nèi)不一定能取得明顯的效果，但從長遠(yuǎn)看，相比于生態(tài)疏浚，挖槽疏?；蛟S會在更大范圍、更深層次解決表層淤泥的出路問題，提高內(nèi)源治理的效果，并能更長時(shí)間維持湖灣生態(tài)清淤的效果。

挖槽疏浚比生態(tài)清淤成本低廉，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模作業(yè)。挖出的淤泥中含有大量的硬質(zhì)土，通過土資源的利用可減少堆場，亦不需作防止二次污染的復(fù)雜處理。

2.建議

一般來說，大風(fēng)天氣條件下，無法開展對太湖水質(zhì)的監(jiān)測工作。建議采取必要措施，創(chuàng)新監(jiān)測方式，監(jiān)測大風(fēng)天氣條件下太湖的水質(zhì)狀況及懸浮物含量，進(jìn)一步檢驗(yàn)流泥對太湖水環(huán)境影響的程度和流泥懸浮、移動情況。

進(jìn)一步加強(qiáng)對太湖已清淤區(qū)域的調(diào)查，檢查其回淤情況，對比回淤淤泥和流泥的物理、化學(xué)特性，為持續(xù)改進(jìn)太湖生態(tài)清淤工作提供參考依據(jù)。

[1]水利部太湖流域管理局.太湖污染底泥疏浚規(guī)劃總報(bào)告[R].2007.

[2]成新，江溢，蔣英姿.太湖底泥與污染情況調(diào)查[G].太湖高級論壇交流文集，2004.

[3]水利部太湖流域管理局.太湖底泥與污染情況調(diào)查報(bào)告[R].2006.