山平塘清淤及其生態(tài)環(huán)境治理研究

盛 豐 胡國華 方 妍

（長沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院 長沙市 410114）（湖南新華水利電力有限公司 長沙市 410007）

湖南省是一個以丘陵山地為主的省份，境內(nèi)星羅棋布分布著180多萬口山平塘，灌溉著湖南省近60%的耕地。然而，由于當前的山平塘多數(shù)都是20世紀60、70年代，工程規(guī)劃、設(shè)計和施工不達標，并且修建時用的材料相對較差，部分塘壩甚至在開始運行時就是“不完全工程”，加之年久失修、缺乏必要有效的水土保持措施，塘壩周圍的田地隨著長時間的雨水沖涮，流入塘中，造成塘底的土壤堆積過多，淤積嚴重、儲水量減少，嚴重淤積使得山平塘灌溉效率逐年下降，嚴重威脅到種植業(yè)的發(fā)展和糧食安全、危及水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、制約了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整[1]。為提高農(nóng)業(yè)灌溉、供水和養(yǎng)殖效益，增強農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，必須對淤積的山平塘進行清淤處理，釋放山平塘庫容。此外，還應(yīng)當采取水土保持等生態(tài)環(huán)境治理措施，改善和恢復(fù)山平塘周邊生態(tài)環(huán)境，減小水土流失，從而減小和消除山平塘的淤積，改善塘區(qū)水質(zhì)和水生生物生存環(huán)境。

1 山平塘清淤技術(shù)

山平塘的清淤方式主要有干塘清淤和水下清淤兩種。干塘清淤是先把山平塘抽干，然后用高壓水流將淤泥沖成泥漿，通過泥漿泵將淤泥抽送出池塘，或用其它專用機械通過泥斗將淤泥送到堤上。水下清淤則是在不抽干池塘水的情況下作業(yè)。特點是全年均可進行作業(yè)，不影響正常的魚蝦養(yǎng)殖工作，清淤成本低，消耗勞力少。山塘清淤主要采用干塘清淤方法，平塘清淤主要采用水下清淤方法。

1.1 干塘清淤

干塘清淤是在將水庫完全排空后進行清淤。其優(yōu)點是能較好控制清淤厚度（可見坑底，也能準確了解邊坡的清淤量），工作面平整；能保證環(huán)保方面對清淤質(zhì)量的要求，不產(chǎn)生回淤和擾動非清淤土層現(xiàn)象，不會發(fā)生兩工作面間土埂和其它漏清現(xiàn)象，避免水下清淤設(shè)備受吃水深度影響對近岸邊的淺水區(qū)無法作業(yè)的矛盾；能徹底清除所有游離狀淤泥，并配合人工將壩底所有垃圾雜物一并清除；清淤選用水力沖挖機組進行清淤施工時，清淤速度快、泥漿濃度高，能提高淤泥的輸送排放效率；清除的淤積料可直接運走和堆放，不需采取特殊的措施；能隨時隨地進行檢驗清淤質(zhì)量，監(jiān)測清淤厚度的合理性，及時調(diào)整清淤厚度；可使影響湖水能見度的藻類滅絕，對水質(zhì)的改善有很大幫助。

干塘清淤方法本身沒有弊端，只存在不可估算的風(fēng)險。如下雨時，現(xiàn)場機械裝置無法操作；很難估計淤泥深處的排沙速度，這會導(dǎo)致工程開工時間的不確定性；由于受清淤厚度的限制，無法使水力沖挖機達到最佳生產(chǎn)效率；在整個清淤過程中塘壩必須停止運行，清淤結(jié)束后補水工程量大；水生動物如魚、蚌、螺不復(fù)存在，底棲類和少量的水生植物也會受很大影響。

1.2 水下清淤

水下清淤是在塘底蓄水淹沒淤泥的情況下，用泥漿泵將水下淤泥抽出池塘。該方法一般用于塘內(nèi)積水不宜或不能排干的平塘。

水下清淤全年均可進行作業(yè)，不影響正常的魚蝦養(yǎng)殖工作，對水生動植物生長的影響較小，清淤成本低，消耗勞力少。但水下清淤施工難以滿足所規(guī)定的超深和欠挖要求，其工作范圍受清淤設(shè)備受吃水深度影響；水下清淤的泥漿濃度低，需要較大的場地堆放清出的泥漿，泥漿排水固結(jié)時間長；此外，由于塘底淤泥表面呈游離狀態(tài)，且夾有大量的易漂浮的雜物，用水下清淤機械施工，很容易產(chǎn)生二次污染。山平塘水下清淤設(shè)備目前主要有傳統(tǒng)動力清淤設(shè)備和振蕩脈沖射流氣舉清淤設(shè)備兩種。

（1）傳統(tǒng)動力清淤設(shè)備。傳統(tǒng)清淤設(shè)備包括抓斗式、絞吸式、翻斗式、耙吸式挖泥船等[2]。該類清淤設(shè)備因未配備防擴散裝置，施工攪動的懸浮泥沙量大且影響范圍廣，造成施工后回淤量較大。在施工過程中為達到設(shè)計標準，往往采取超挖的辦法。該方法既破壞了原狀土，又無法徹底清除污染物，同時擴散的污泥對水體造成了二次污染。但這類清淤船構(gòu)造相對比較簡單，購置費用和運行費用相對較低；設(shè)備能在水面上邊航行、邊吸納、邊排送連續(xù)作業(yè)，吸漿濃度大、輸送距離遠，提升揚程高；具有投入資金少、生產(chǎn)效率高、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)移方便、特別適合流動作業(yè)等特點。

（2）振蕩脈沖射流氣舉清淤設(shè)備。該方法是利用高壓水射流對水下淤積物進行攪拌破碎并由氣舉裝置吸排淤積物。振蕩脈沖射流氣舉清淤裝置由氣舉、射流破碎器（振蕩脈沖噴嘴)、高壓水泵、吸淤管、排泥管、固液分離裝置、卷揚機、空壓機、進排氣管、柴油發(fā)電機、船體等組成清淤系統(tǒng)[3]。和傳統(tǒng)的清淤工藝相比，脈沖水射流與氣舉聯(lián)合作用下的清淤工藝具有工作效率高，運行費用低，操作簡便，部件磨損消耗少，維修簡單等優(yōu)點。

2 山平塘生態(tài)環(huán)境治理

在農(nóng)村種養(yǎng)業(yè)發(fā)展和各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動中，由于缺乏必要有效的水土保持措施，山平塘周圍的田地隨著長時間的雨水沖涮，流入塘中，造成塘底的土壤堆積過多，形成淤積。因此，在山平塘治理過程中，除了要采用清淤方法將淤積的泥沙從山平塘中清除出來，以恢復(fù)山平塘的庫容外，還要采取生態(tài)環(huán)境治理措施，減少和消除匯入山平塘中的泥沙量，以維護山平塘蓄水抗旱功能的長效發(fā)揮。一般而言，在人口相對集中、坡耕地較多、植被較差的地方，水土流失一般比較嚴重，必須開展綜合治理[4]。綜合治理措施包括工程措施和非工程措施。

2.1 工程措施

（1）坡面整治。在土層較厚的緩坡耕地上，采取坡改梯，配套坡面水系，完善田間道路，因地制宜地建設(shè)土坎和石坎梯地，土坎梯地必須采取植物護坎措施；坡面水系工程包括排灌溝渠、蓄水池窖、沉沙池等。由于坡改梯工程是逐年進行，因此，對于暫時沒有進行改梯的坡耕地，要求采取保土耕作措施，減少水土流失。原則上，在5°～15°的緩坡耕地進行坡改糧梯，在15°～25°的坡耕地進行坡改果梯。改梯之后，可以種植糧食作物、經(jīng)濟作物、果樹、藥材以及其它經(jīng)濟價值較高的品種，種植的品種由農(nóng)民根據(jù)市場規(guī)律進行選擇。在生產(chǎn)過程中，全面推廣配方施肥和化肥深施技術(shù)以及高效、低殘留農(nóng)藥和病蟲害綜合防治技術(shù)。

（2）溝道防護。在溝道建設(shè)攔沙壩和谷坊，是防治水土流失、減少入河入庫泥沙非常重要的措施。有條件的地方，可以結(jié)合溝道防護，將低效或無效的寬闊溝道中的劣質(zhì)地改造成高效優(yōu)質(zhì)土地，將其作為培育和增加土地資源的有效途徑。對溝道進行防護要綜合配置，采取谷坊群，結(jié)合攔沙壩進行多層攔蓄，防止溝道下切，對于溝岸擴張和溝頭朔源侵蝕嚴重的溝道，還要輔以刺槐等植物措施，建立一套完整的、全方位的溝道防護系統(tǒng)。

2.2 非工程措施

（1）生態(tài)移民。在偏遠分散、生存條件較惡劣的山區(qū)，采取生態(tài)移民措施。通過小流域治理，在土地資源和水源條件較好的溝道、河谷，建設(shè)高標準的基本農(nóng)田，為安置移民提供必要的生產(chǎn)資料；部分地方還可以結(jié)合移民建鎮(zhèn)規(guī)劃，集中安置移民，將移民后的陡坡耕地全部退耕還林還草，加快生態(tài)環(huán)境改善。

（2）配套政策。主要指各地針對水土保持生態(tài)修復(fù)區(qū)制定的管理辦法、通告、文件等。如陡坡地退耕后實施水土保持生態(tài)修復(fù)的獎勵和鼓勵政策、機制；以小水電、太陽能等替代木材燃料、修復(fù)生態(tài)的投資扶持政策；山丘區(qū)綠色環(huán)保型農(nóng)、林、果產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，促進水土保持生態(tài)修復(fù)的投資政策；生態(tài)移民的安置政策、植被重建投資政策等等。

3 結(jié) 論

本文分析山平塘淤積的原因，指出了山平塘清淤在湖南省農(nóng)田水利工程建設(shè)、促進區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的中的重要性。根據(jù)是否需要放空塘容，將山平塘清淤分為干塘清淤和水下清淤，并對這兩種清淤方式的操作以及各自的優(yōu)缺點進行了評述，同時對目前常用的兩種水下清淤方式進行了分析和說明。本文同時列出了一些常用的工程措施和非工程措施，改善和恢復(fù)山平塘周邊的生態(tài)環(huán)境，以減少水土流失和匯入山平塘的泥沙量，減少和消除山平塘淤積。

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