淺談城市建設(shè)中的環(huán)保疏浚

高 軍 賈金斗

巢湖污染底泥疏挖及處置工程（一期）是巢湖污染治理項(xiàng)目的重要組成部分，旨在清除長(zhǎng)期沉積在巢湖底泥中的污染物，解決巢湖的內(nèi)源污染問(wèn)題。本工程內(nèi)容主要有污染底泥疏浚、堆場(chǎng)圍埝建造、堆場(chǎng)外泄余水處置及堆場(chǎng)內(nèi)快速植草。工程實(shí)施后，疏挖區(qū)巢湖水質(zhì)得到明顯改觀，達(dá)到了預(yù)期效果，為合肥市創(chuàng)造了良好的城市環(huán)境，為我國(guó)湖泊環(huán)保疏浚起到了示范作用，并取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

一、巢湖現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.巢湖現(xiàn)狀

巢湖是我國(guó)著名的五大淡水湖之一，位于合肥市東南。平均水深3.06m，最大水深10.9m，水域面積755km2。巢湖流域?qū)倌昶骄鶜鉁?6.0℃；每年干季為11月至次年5月，濕季為6月至10月，多年年平均降雨量1133.0mm；相對(duì)濕度76%；主導(dǎo)風(fēng)向NE，平均風(fēng)速2.4m/s。巢湖水位變化不大，年平均水位6.5m。

2.存在問(wèn)題

由于巢湖沿岸地區(qū)曾經(jīng)排放過(guò)大量含金屬工業(yè)廢水，多年來(lái)在巢湖底泥中沉積了一定數(shù)量的重金屬污染物，主要有 Pb、Cu、Cd、Zn、As。調(diào)查結(jié)果表明，巢湖底泥中重金屬及砷均表現(xiàn)潛在生態(tài)危害，污染底泥層已受到重金屬及砷的嚴(yán)重污染，其中，砷與鎘在全湖范圍內(nèi)已處于強(qiáng)于極強(qiáng)生態(tài)危害。

巢湖底泥中TN和TP含量比較高，N含量為0.63%～2.43%，P含量為0.04%～0.41%，造成草海水質(zhì)異常重富營(yíng)養(yǎng)化，藍(lán)藻、水葫蘆瘋長(zhǎng)，水體黑臭。

二、巢湖底泥特征

1.沉積特征

巢湖底泥是由周?chē)恿骷八亮魇?lái)的沖積物為主的沖積湖積物，其底部沉積物保持著湖區(qū)周?chē)寥滥纲|(zhì)的巖相特征，由于湖體較淺，曾發(fā)育繁茂的大型水生植物群落。目前，草海底泥垂直向具有十分明顯的分層，按其顏色、含水量、密度、有機(jī)質(zhì)含量、氣味等劃分為三層：第一層（頂層）為污染層，第二層為草煤層，第三層為正常湖泥層。第一層為本工程的疏挖層。

2.巢湖底泥主要物理、力學(xué)指標(biāo)及污染物含量情況

（1）主要物理、力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

（2）顆粒組成見(jiàn)表2。

（3）粘土礦物組成。巢湖污染底泥中晶體約占50%左右，其余為非晶體物。晶體主要有石英、蒙脫石和白云母。巢湖晶體約占60%。

（4）有機(jī)質(zhì)組成。巢湖底泥中有機(jī)質(zhì)含量比較高。有的層次可達(dá)73%，其垂直分布特征為：過(guò)渡層＞污染層＞正常湖泥層。

（5）污染底泥中污染物含量見(jiàn)表3。

三、工程施工技術(shù)要求及特點(diǎn)

1.施工技術(shù)要求

本工程為國(guó)內(nèi)大型湖泊環(huán)保疏浚工程，在施工中要防止與減少二次污染，充分體現(xiàn)環(huán)保疏浚的特點(diǎn)。工程施工技術(shù)要求：

（1）為了防止由于絞刀旋轉(zhuǎn)而引起細(xì)顆粒擴(kuò)散造成對(duì)周?chē)虻亩挝廴?，要求在距絞刀20m范圍內(nèi)的水域懸浮物含量不得超過(guò)5%（與本底值相比）。（2）堆場(chǎng)外泄余水中懸浮物含量要滿足水質(zhì)要求才能排入巢湖。（3）堆場(chǎng)底面及側(cè)面要考慮防滲措施，防止泥漿滲漏造成對(duì)地下水及巢湖水體的二次污染。（4）堆場(chǎng)吹填完畢后，要對(duì)堆場(chǎng)底泥進(jìn)行封閉處理。（5）為了有效保護(hù)草煤層而徹底清除污染底泥，要求不能有欠挖，最大允許超深30cm。（6）管線在施工期間不能泄露。（7）由于巢湖為旅游水域，施工管線不能對(duì)旅游船舶造成影響。

表1 巢湖底泥主要物理、力學(xué)指標(biāo)表

表2 巢湖底泥顆粒組成表

表3 污染底泥中污染物含量表

2.工程特點(diǎn)

（1）本工程是環(huán)保疏浚工程，目的是清除污染巢湖水質(zhì)的內(nèi)源，疏浚巢湖污染底泥。（2）巢湖歷年水位在6.5m，設(shè)計(jì)挖泥底高程在之間3.20～4.50m之間，因此，要求挖泥船滿載吃水小于2.0m。（3）由于堆場(chǎng)分散，挖泥船要滿足不同排距的要求。（4）圍場(chǎng)圍埝建造區(qū)存在一層高孔隙比、高含水量、高壓縮性、低承載力的草煤層，對(duì)圍埝建造非常不利。（5）疏浚水域面積大，而挖泥厚度薄。

四、工程實(shí)施情況

本工程選用絞吸挖泥船通過(guò)排泥管線將污染底泥吹填到海岸邊的堆場(chǎng)內(nèi)，泥漿在堆場(chǎng)沉積后余水排入巢湖。

1.污染底泥疏浚

（1）疏浚作業(yè)區(qū)及工程量。一期工程疏浚范圍水域面積2.88km2，共分四個(gè)作業(yè)區(qū)，各作業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)挖泥參數(shù)見(jiàn)表4。

（2）施工主要船舶。本工程共投入挖泥船5艘，其中：荷蘭海貍1600型絞吸船2艘，國(guó)產(chǎn)FJ300A型絞吸船1艘，國(guó)產(chǎn)FJ250A型絞吸船一艘，國(guó)產(chǎn)FJ300C型絞吸船一艘。

（3）施工要點(diǎn)。①均采用分區(qū)、分條開(kāi)挖法，為防止條與條之間漏挖，挖槽與挖槽之間有1～2m；②由于泥薄層，海貍1600型絞吸船采用單層開(kāi)挖法，而其余船舶采用分層開(kāi)挖法；③平面定位采用導(dǎo)標(biāo)定位與DGPS定位相結(jié)合；④為了防止絞刀旋轉(zhuǎn)造成污染物擴(kuò)散，造成二次污染，采取降低絞刀轉(zhuǎn)速方法。經(jīng)測(cè)定，由于泥泵的吸力影響，絞刀攪動(dòng)擴(kuò)散主要在距絞刀中心5m以內(nèi)產(chǎn)生影響，15m范圍外基本未造成擴(kuò)散影響；⑤采用鋪設(shè)水下管方法減少對(duì)旅游船舶的影響；⑥為了防止排泥管線泄漏，在管線連接完畢后均做水密試驗(yàn)。

2.堆場(chǎng)

（1）堆場(chǎng)防滲處理。在堆場(chǎng)底部均存在一層草煤層，該層是一類(lèi)具有特殊化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的高分子化合物，并且擁有巨大的表面積和極強(qiáng)的吸附力，可以有效地防止污染物的滲透擴(kuò)散，因此，堆場(chǎng)底面未進(jìn)行防滲處理，而堆場(chǎng)側(cè)面即圍埝采用了土工膜防滲處理。

（2）堆場(chǎng)圍埝。①結(jié)構(gòu)型式：圍埝結(jié)構(gòu)形式選用重力式土工膜防滲圍埝，共用二種。其一為編織袋裝土圍埝，其二為重壓平臺(tái)—編織袋裝土圍埝；②施工方法：水上人工鋪設(shè)土工布，陸上推進(jìn)法機(jī)械拋填塊石與山皮土平臺(tái)，人工陸上堆砌編織袋裝土，水上（陸上）人工鋪設(shè)防滲土工膜。

表4 各作業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)挖泥參數(shù)表

表5 巢湖疏挖區(qū)疏浚前后水質(zhì)對(duì)照表

（3）防滲效果。經(jīng)施工期間及竣工后對(duì)堆場(chǎng)監(jiān)控井水質(zhì)測(cè)定結(jié)果表明，目前尚未發(fā)現(xiàn)地下水被堆場(chǎng)污染泥污染的明顯征兆。

3.堆場(chǎng)余水處置

在堆場(chǎng)吹填初期，泥漿在堆場(chǎng)內(nèi)沉淀48h后，余水水質(zhì)能夠滿足要求，可直接排入巢湖。在吹填后期，當(dāng)余水水質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)采取以下措施：

（1）一艘挖泥船交替吹填2個(gè)堆場(chǎng)的方法，使泥漿在堆場(chǎng)內(nèi)有足夠的沉淀時(shí)間。（2）采用小型挖泥船吹填的方法，減少吹填流量，延長(zhǎng)余水在堆場(chǎng)內(nèi)的停留時(shí)間。（3）逐漸加高溢流堰高程，增加堆場(chǎng)內(nèi)沉淀水深。

另外，在施工中進(jìn)行了余水加藥沉淀生產(chǎn)性試驗(yàn)及與之配合的小型實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：加藥處理可以明顯提高污染泥漿沉淀效果，縮短污泥沉淀時(shí)間，改善余水水質(zhì)。

五、工程實(shí)施效果

1.有效清除巢湖疏挖區(qū)內(nèi)污染源

一期工程實(shí)施后，積存于污染底泥中的各種污染物從巢湖水體中倍有效移除，經(jīng)測(cè)定共清除總磷1700t、總氮20000t、重金屬 5000多 t。

2.巢湖水質(zhì)明顯改善

疏挖前內(nèi)巢湖水體發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)超過(guò)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅴ類(lèi)指標(biāo)，其中COD為Ⅴ類(lèi)指標(biāo)的3.8倍，總磷為Ⅴ類(lèi)指標(biāo)的7.6倍。一期工程實(shí)施后，疏浚區(qū)水體不再黑臭，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。水體透明度由原來(lái)小于0.37m提高到0.80m，巢湖水質(zhì)部分重要指標(biāo)局部達(dá)Ⅲ～Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。疏浚前后的水質(zhì)改善情況見(jiàn)表5。

3.水生生態(tài)環(huán)境有所恢復(fù)

通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，疏浚區(qū)部分水域已有水草滋生，部分水體發(fā)現(xiàn)沉水植物，如紅線草、狐尾藻、馬來(lái)眼子菜等