嘉善縣湖蕩清淤及淤泥資源化探析

王兵華

（浙江省嘉善縣太浦河管理所，浙江 嘉善 314100）

隨著嘉善縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程加快，區(qū)域環(huán)境問題日益突出，水體及底泥受到不同程度的污染，對水體生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。淤泥經(jīng)過長時(shí)間沉積，以及物理化學(xué)生物作用，具有含水率高、黏度大、強(qiáng)度低、成分復(fù)雜、伴隨難聞氣味的特征，對水環(huán)境影響尤為突出；其次，淤泥堆積阻塞河道行洪斷面和航道，削減湖庫有效蓄水容積。為改善水體的自然環(huán)境，恢復(fù)水系正常功能，必須有計(jì)劃地開展大規(guī)模河湖疏浚清淤工程[1]。

目前，國內(nèi)各地陸續(xù)展開河湖清淤工作，在清淤技術(shù)上積累一定經(jīng)驗(yàn)，但淤泥挖掘后未得到有效處理。疏浚淤泥多以露天堆放為主，淤泥中有害物質(zhì)嚴(yán)重污染地表環(huán)境，造成二次污染，且釋放惡臭氣體，影響人畜健康。因此，淤泥后處理顯得尤為重要，必須因地制宜選擇合適的方法和技術(shù)，對淤泥進(jìn)行資源化再利用[2]。

本文在嘉善縣近年來的河湖清淤工作基礎(chǔ)上，總結(jié)平原湖蕩清淤的主要技術(shù)路線，并對淤泥后處理技術(shù)進(jìn)行探討。

1 研究區(qū)底泥概況

本文研究范圍為嘉善縣14個(gè)湖蕩，清淤總面積8.270 km2。湖蕩清淤工程規(guī)模見表1。

表1 湖蕩清淤工程規(guī)模表

淤泥分為污染層、過渡層、正常湖泥層。污染層以浮泥為主，部分為流泥，湖蕩污泥平均含水率為161.4%，最高含水率258.8%，最低含水率為109.3%，黏粒含量平均為17.2%，膠粒含量平均為13.2%；過渡層土含水率離散性較大，以流泥和淤泥為主，極少淤泥質(zhì)土，平均含水率為92.0%，最高含水率133.7%，最低含水率為52.3%，黏粒含量平均為19.2%，膠粒含量平均為14.9%；正常湖泥層以淤泥質(zhì)土為主，部分為淤泥，平均含水率為47.0%，最高含水率為62.3%，最低含水率為38.7%，黏粒含量平均為17.8%，膠粒含量平均為14.1%。湖蕩淤積層平均厚度為0.50 m，最大淤積厚度為0.75 m，最小淤積厚度為0.32 m。

2 清淤方式

河湖底泥生態(tài)清淤是一項(xiàng)集工程、環(huán)境、生態(tài)等為一體的修復(fù)技術(shù)，涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，生態(tài)清淤實(shí)施過程中對河湖底泥疏浚的精度和疏浚設(shè)備的要求嚴(yán)格，與普通的工程疏浚有相當(dāng)大的差別。在實(shí)施前期工作中，需多學(xué)科聯(lián)動(dòng)，多部門配合，才能將河湖底泥疏浚所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)降至最低層度[3]。

清淤方式與土質(zhì)參數(shù)、場地大小和形狀、通航與否、水深條件和作業(yè)環(huán)境等條件有關(guān)，清淤方式根據(jù)作業(yè)環(huán)境可分為干式清淤和帶水清淤。干式清淤需要對湖蕩或是河道斷水，創(chuàng)造無水施工環(huán)境，采用長臂挖泥機(jī)或是高壓水槍沖挖。若采用挖掘機(jī)進(jìn)場挖除湖蕩底泥，則場地內(nèi)強(qiáng)度承載力得滿足挖掘機(jī)進(jìn)場的條件。帶水清淤主要是用挖泥船來疏浚湖蕩底泥，主要有環(huán)保絞吸式、絞吸式、抓斗式、鏟斗式、鏈斗式或是氣力泵式等。一般來說，帶水清淤不需要額外創(chuàng)造施工條件，但是如果施工區(qū)域水深大于清淤設(shè)備的最大工作水深，則需要抽水降低水位。

需清淤整治的湖蕩可分為重點(diǎn)小型湖泊、小型湖泊和微型湖泊3類。對于重點(diǎn)小型湖泊和不可斷水的小型、微型湖泊，一般采用帶水清淤方式為主；對于小型、微型且可斷水的湖蕩，可采用干式清淤。本文研究對象中沉香蕩采用干式清淤，其余采用帶水清淤。

3 淤泥資源化的必要性

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，嘉善縣淤泥大部分通過借地堆放方式處置，目前均采用借用3 a農(nóng)地堆放。如果按照嘉善縣清淤量近150萬m3/a的淤泥量估計(jì)，按照堆高2.00 m計(jì)算，1 a的借地面積高達(dá)75.00 hm2（1125畝）。按照應(yīng)疏盡疏的原則計(jì)算的話，全縣應(yīng)疏的淤泥量達(dá)416萬m3，借地面積將超213.00 hm2。而現(xiàn)行對堆放淤泥用田、用地的資金補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為3.60萬元/（3 a · hm2），實(shí)際農(nóng)民每公頃堆地年租金收入為1.50萬 ～ 2.25萬元，同比大棚種植蔬果等收益，對農(nóng)民沒有吸引力。以縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為例，2014 — 2016年，共需要堆泥用地約100.00 hm2，其中75%的堆地需要支付租金，支出租金約506.25萬元。一方面租地資金壓力大，另一方面也面臨無地可租的現(xiàn)實(shí)制約，嘉善縣淤泥資源化利用迫在眉睫。

4 淤泥資源化利用

以往常見的底泥處理方式為直接填埋，但近年來，人們對于環(huán)境要求越來越高，并且土地資源越來越緊缺，堆場尋找困難越來越大，因此必須尋找其他方法代替堆場直接填埋。對于嘉善縣整個(gè)地勢較低，常年發(fā)生內(nèi)澇，湖蕩遍布整個(gè)區(qū)域，在考慮成本、環(huán)保、運(yùn)輸條件及堆場等因素的同時(shí)，結(jié)合土地利用規(guī)劃、城市建設(shè)規(guī)劃等，提出淤泥可用于抬高田面高程、筑堤材料、路基材料、場地回填和綠化材料及制磚等5種資源化利用的方式。

4.1 抬高田面高程

疏浚底泥與城鎮(zhèn)污泥、工業(yè)廢渣等固廢相比，相當(dāng)一部分疏浚底泥的污染物成分簡單、濃度低，且含有機(jī)質(zhì)及豐富的營養(yǎng)元素包括 C、N、P、Si、Ca、K 、Mg 、Fe、Mn、S等植物必需的元素。理化性質(zhì)與土壤接近，非常有利于土地利用的實(shí)施。

農(nóng)業(yè)用土關(guān)系到人的健康和安全，對污染物的限制要求相對嚴(yán)格。用于農(nóng)業(yè)用土的底泥含水率（環(huán)保指標(biāo)）一般控制在60%以內(nèi)，污染物指標(biāo)和pH必須符合GB 15618 —1995《農(nóng)田土壤標(biāo)準(zhǔn)》。必要時(shí)，進(jìn)行堆肥處理和添加營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，具體由農(nóng)業(yè)科研技術(shù)人員指導(dǎo)。

根據(jù)淤泥檢測報(bào)告，本次研究對象中內(nèi)汾湖、門前蕩、蔣家漾、桃花漾、庵前蕩、沉香蕩、北滸蕩、馬斜湖、北祥符蕩和馬鳴漾檢測指標(biāo)滿足土壤環(huán)境二級標(biāo)準(zhǔn)，可直接吹填至湖蕩周邊農(nóng)田，這部分的淤泥量經(jīng)計(jì)算有180.05萬m3（水下淤泥量）。

4.2 筑堤材料

淤泥筑堤是指通過挖泥船或長臂挖泥機(jī)從河道中將淤泥挖起，直接堆放到河道兩岸的堤防上，待河泥干透后，經(jīng)平整加固加高沿岸堤防。堤防填筑需考慮滲透穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，可分區(qū)填筑利用。西滸蕩、北滸蕩、泥魚蕩和馬斜湖等湖蕩的堤防加固7.23 km，脫水處理后含水率在45.0%以內(nèi)，經(jīng)脫水后重金屬等各項(xiàng)指標(biāo)需滿足堤防用土的要求。經(jīng)計(jì)算筑堤所需的淤泥量為40.70萬m3（水下淤泥量）。

4.3 路基材料

目前嘉善縣的道路填方一般采用塘渣，回填土從外地采購，且由于嘉善縣的陶莊鎮(zhèn)、天凝鎮(zhèn)和西塘鎮(zhèn)均有道路建設(shè)規(guī)劃，因此這也是不錯(cuò)的底泥消納途徑。河道疏浚底泥經(jīng)過固化措施后可以用作路基填筑材料。根據(jù)《嘉善縣綜合交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，這3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及其周邊涉及的規(guī)劃道路總長約212 km，其中村級道路120 km，一級、二級道路92 km，經(jīng)計(jì)算可以消納底泥約211.76萬m3，考慮到路基需要達(dá)到一定的承載力，因此這部分淤泥采用機(jī)械脫水或真空預(yù)壓的方式處理，經(jīng)過脫水處理后含水率達(dá) 40.0% ～ 45.0%。

4.4 場地回填和綠化材料

場地回填指淤泥經(jīng)處理后作為建設(shè)和開發(fā)用途的地面抬高、回填、地形整理等消納處置方式。場地回填主要包括圍墾區(qū)回填、低洼地回填、公園、綠化帶和開發(fā)區(qū)的地面回填、廢棄礦山修復(fù)回填等。

結(jié)合嘉善縣的實(shí)際情況，將自然堆填晾曬或是真空預(yù)壓的底泥作為低洼地回填材料和綠化填土材料，低洼地建設(shè)面積約18.00 hm2，西塘車站建設(shè)場地回填面積約6.20 hm2，蔣家漾湖蕩周邊綠化用土面積約15.00 hm2，經(jīng)計(jì)算低洼地回填、場地回填和綠化填土的淤泥消納量為96.17萬m3（水下淤泥量）。

4.5 制 磚

4.5.1 墻體空心磚

嘉善縣目前擁有多家磚廠可以制作磚坯。經(jīng)了解，嘉善新型墻體材料公司每年可消納淤泥約14.00萬m3，若平均摻量為30%，可消納底泥4.2萬m3/a（含水率 ≈15.0%），經(jīng)過真空預(yù)壓后含水率降至45.0%運(yùn)送至磚廠，在磚廠溫度較高的情況下堆放1周，經(jīng)計(jì)算，每年可消納底泥11.60萬m3，5 a共計(jì)消納底泥58.00萬m3（水下淤泥量）。

4.5.2 路面透水磚

以底泥綜合利用為宗旨，將河道底泥制成周邊路面透水磚，實(shí)現(xiàn)“就地利用”的效果。經(jīng)調(diào)研，陶莊鎮(zhèn)和天凝鎮(zhèn)涉及路面透水磚（厚6 cm）共計(jì)2127 m3，經(jīng)計(jì)算，可消納底泥約0.60萬m3（水下淤泥量）。

5 結(jié) 語

平原湖蕩區(qū)清淤工作成效顯著，能夠快速增加河湖水體容量，提高區(qū)域防洪排澇能力。本文以14個(gè)湖蕩作為研究對象，結(jié)合嘉善縣新時(shí)期湖蕩清淤工作的整治要求，對清淤方式進(jìn)行總結(jié)，并對淤泥的資源化利用進(jìn)行探索。清淤方式以帶水清淤為主，資源化利用主要有抬高田面高程、用于筑堤材料、路基材料、場地回填和綠化材料及制磚等5種。經(jīng)分析， 5種利用方式均具有較高的可行性，消納底泥約491.10萬m3（水下淤泥量）。

同時(shí)，實(shí)施河湖清淤時(shí)，應(yīng)開展清淤水體生態(tài)系統(tǒng)重建的影響分析，特別是對水生生物的影響，清淤前后應(yīng)對水體進(jìn)行持續(xù)跟蹤監(jiān)測，進(jìn)而評價(jià)清淤工程效果。