河道清淤治理及施工方案設(shè)計(jì)

朱秀全，許慧澤

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司，合肥 230601）

1 河道清淤治理技術(shù)

1.1 清淤治理的主要內(nèi)容

河道清淤治理是指通過人為干預(yù)的方式，采取一系列技術(shù)手段，清除河道中的淤泥和雜草，使河道恢復(fù)正常水流，提高河道的水動(dòng)力特性，并保護(hù)河道的生態(tài)環(huán)境。清淤治理的定義中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了清除淤泥和雜草，恢復(fù)河道水流和提高水動(dòng)力特性的目標(biāo)。淤泥和雜草是河道中常見的問題，會(huì)堵塞河道，減小河道的輸水能力，導(dǎo)致洪水泛濫，甚至對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)造成影響。清淤治理通常包括多種技術(shù)手段，如機(jī)械清淤、人工清淤、生物清淤等。機(jī)械清淤是利用各種工程機(jī)械設(shè)備，將淤泥和雜草清除出河道，以恢復(fù)河道的通行能力；人工清淤則是借助人工勞動(dòng)力，通過手工清除淤泥和雜草，適用于一些較小的河道；生物清淤是指利用生物技術(shù)，如蘆葦生物濾池，通過植物的吸收和分解作用去除污染物質(zhì)，達(dá)到清淤的目的。在清淤治理中，還需要考慮河道的地質(zhì)、水文、水力條件等因素，不同的河道特點(diǎn)會(huì)對(duì)清淤治理方案的選擇和實(shí)施產(chǎn)生影響。例如，河道的寬度、水流速度、底質(zhì)等會(huì)影響清淤工藝和設(shè)備的選擇；水文條件則會(huì)影響清淤施工的安全和效率。因此，在清淤治理設(shè)計(jì)中，需要全面考慮各種因素，并制定相應(yīng)的施工方案。

1.2 清淤治理的目標(biāo)

河道清淤治理是為了解決河道淤積問題，并恢復(fù)或改善河道的水文、水力和水質(zhì)條件，從而實(shí)現(xiàn)河道的正常運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。清淤治理的目標(biāo)主要包含如下幾個(gè)方面。

1）保證河道的通航能力。河道淤積會(huì)導(dǎo)致航道水深減小，從而限制船只的正常通行。這不僅會(huì)給航運(yùn)業(yè)帶來不便，也會(huì)影響貨物的運(yùn)輸效率和安全性。因此，清淤治理的目標(biāo)之一是通過淤泥的清除，恢復(fù)和維持河道的水深，以保證船只的順暢通行。

2）恢復(fù)河道的水力條件。河道淤積會(huì)改變河道的水流狀況，增加水流的摩擦阻力，降低水流速度，導(dǎo)致水流的淤積和污染問題。清淤治理的目標(biāo)是通過清除淤泥，恢復(fù)河道的橫剖面和縱向剖面形態(tài)，改善水流的通暢性和穩(wěn)定性，提高水流的流速，減少淤積和阻力，以實(shí)現(xiàn)河道的正常水力條件。

3）改善河道的水質(zhì)條件。河道淤積不僅會(huì)引起水流的淤積和污染，還會(huì)導(dǎo)致底泥中的污染物釋放到水體中，進(jìn)一步惡化水質(zhì)。清淤治理的目標(biāo)是通過清除淤泥中的污染物，減少污染源的釋放，提高水體的水質(zhì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性

4）提高河道的應(yīng)對(duì)洪水和排洪能力。河道淤積會(huì)減少河道的有效容積，導(dǎo)致洪水過程中的洪峰上升，增加洪水的威力和危害。清淤治理的目標(biāo)是通過清除淤泥恢復(fù)河道的容積和截面形態(tài)，提高河道的輸沙能力和排洪能力，減少洪災(zāi)的發(fā)生和影響[1]。

1.3 清淤治理的方法

1）物理法：物理法是通過機(jī)械力的作用將淤積物從河道中清除。其中，常用的物理方法包括挖泥船和挖掘機(jī)清淤。挖泥船是利用機(jī)械設(shè)備將淤泥進(jìn)行挖掘、運(yùn)輸和卸載，將淤積物從河道中排除。挖泥船可以根據(jù)沉積物的種類和情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到更好的清淤效果。挖掘機(jī)清淤則是利用挖掘機(jī)對(duì)河道進(jìn)行挖掘以清除淤積物。挖掘機(jī)具有較強(qiáng)的清淤能力，可以有效地清理大量淤積物。

2）化學(xué)法：化學(xué)方法是通過添加化學(xué)藥劑來分解和溶解淤積物，以達(dá)到清淤的目的。常用的化學(xué)方法包括添加氧化劑、酸堿中和等。添加氧化劑可以增加水體中的氧含量，促進(jìn)有機(jī)物的氧化分解，從而降低淤積物的濃度。酸堿中和則是通過調(diào)整水體的酸堿度來改變沉積物的溶解度，使其易于清除?；瘜W(xué)方法具有清淤效果顯著、速度快的特點(diǎn)，但需要選擇合適的藥劑，并且添加適量，以免對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

3）生物法：生物方法是利用微生物、植物等生物體的作用來清理河道淤積物。微生物可以通過降解有機(jī)物減少淤積物的堆積，植物則通過其根系的生物力學(xué)效應(yīng)和吸收作用清理河道。常用的生物方法包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。植物修復(fù)是通過選擇適應(yīng)河道環(huán)境的植物種植，使其根系能夠吸附河道底泥中的污染物，從而清除淤積物，加快河道流速。微生物修復(fù)是利用微生物的代謝作用降解淤積物中的有機(jī)物質(zhì)，減少淤積物的積累。生物方法具有環(huán)境友好、維持生態(tài)平衡的特點(diǎn)，但需要選擇合適的生物體和適宜的環(huán)境條件。

2 河道清淤施工方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)考慮因素

在河道清淤施工方案設(shè)計(jì)中，需要考慮多個(gè)因素以確保施工的順利進(jìn)行和清淤效果。具體包含如下幾個(gè)方面。

1）河道特點(diǎn)：首先需要對(duì)所清淤的河道進(jìn)行全面的調(diào)研和分析，了解河道的地形、水流情況、水質(zhì)狀況以及河道的規(guī)模和長度等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)將直接影響施工方案的選擇和實(shí)施。

2）清淤目標(biāo)：根據(jù)清淤目標(biāo)確定清淤的范圍和深度。清淤的主要目的是恢復(fù)或改善河道的水流條件、減少水流阻力、防止洪水發(fā)生和水質(zhì)污染。因此，在施工方案設(shè)計(jì)過程中需要明確清淤的具體目標(biāo)，以此確定清淤的規(guī)模和深度。

3）清淤方法：確定合適的清淤方法是施工方案設(shè)計(jì)的重要因素之一。常用的清淤方法包括機(jī)械清淤、人工清淤和化學(xué)清淤等。選擇清淤方法時(shí)，需要考慮到河道的特點(diǎn)和清淤目標(biāo)，并綜合考慮清淤成本、工期、環(huán)境影響等因素。

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4）施工設(shè)備和材料：在施工方案設(shè)計(jì)中，需要考慮到所需的施工設(shè)備和材料，包括挖掘機(jī)、裝載機(jī)、清淤船等設(shè)備，以及清淤后的沉淀物處理和運(yùn)輸?shù)牟牧系?。合理選擇設(shè)備和材料可以提高施工效率和清淤質(zhì)量。

5）環(huán)境保護(hù)：設(shè)計(jì)施工方案時(shí)，需要充分考慮環(huán)境保護(hù)因素。施工過程中可能會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)、塵土等問題，對(duì)水質(zhì)和周邊環(huán)境造成影響。因此，需要制定相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

6）安全管理：在施工方案設(shè)計(jì)中，要考慮到施工安全管理措施。清淤施工可能涉及水中作業(yè)、高空作業(yè)等，會(huì)存在一些潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要制訂安全操作規(guī)程和應(yīng)急預(yù)案，保障施工人員的安全。

2.2 施工工序與流程

清淤施工是河道清淤治理的重要環(huán)節(jié)，其工序與流程主要包括勘測(cè)與測(cè)量、準(zhǔn)備工作、施工工序和清理工序等。

1）勘測(cè)與測(cè)量：其目的是獲取河道底部淤泥的厚度和分布情況，以確定清淤的范圍和深度?？睖y(cè)與測(cè)量可以采用現(xiàn)場調(diào)查和遙感技術(shù)相結(jié)合的方法，通過測(cè)量河道底部的高程和水深，確定淤泥的分布情況。同時(shí)，還可以利用遙感技術(shù)獲取高分辨率的航空或衛(wèi)星影像，通過圖像解譯確定河道底部淤泥的分布范圍。

2）準(zhǔn)備工作：包括施工方案設(shè)計(jì)、設(shè)備和材料的準(zhǔn)備等。在施工方案設(shè)計(jì)中，需要考慮清淤的目標(biāo)、方法和工期等因素，確定清淤的具體步驟和操作方式。同時(shí)，還需要準(zhǔn)備清淤所需的設(shè)備和材料，如挖掘機(jī)、清淤船和清淤管等。

3）施工：是清淤施工的核心內(nèi)容，包括挖泥、運(yùn)輸和處置3個(gè)環(huán)節(jié)。挖泥是指利用挖掘機(jī)、清淤船等設(shè)備將河道底部的淤泥挖掘出來，形成挖泥坑或者挖泥溝。運(yùn)輸是指將挖出來的淤泥通過運(yùn)輸工具，如清淤船或者運(yùn)輸車輛等，將其運(yùn)送到指定的處置地點(diǎn)。處置是指清理工地和處理淤泥的工序，包括對(duì)挖泥溝、挖泥坑進(jìn)行清洗和整理，以及將淤泥進(jìn)行分級(jí)、沉淀、脫水、干燥等處理措施。

4）清理：主要是對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行清理和整理。在清理工序中，需要將施工過程中產(chǎn)生的垃圾、殘?jiān)M(jìn)行清理，同時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行整理，恢復(fù)其原有的狀態(tài)。清理工序的完成標(biāo)志著整個(gè)清淤施工的結(jié)束。

5）安全管理：安全管理措施應(yīng)貫穿整個(gè)施工過程，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志和安全防護(hù)設(shè)施，保證施工人員的安全。同時(shí)，施工人員應(yīng)接受相應(yīng)的培訓(xùn)，具備相關(guān)的操作技能和安全意識(shí)，確保施工過程中不發(fā)生安全事故。

2.3 施工安全管理

1）制訂詳細(xì)的施工方案：進(jìn)行河道清淤施工前，需要制訂詳細(xì)的施工方案，包括工程量、工期、施工方法、施工技術(shù)等內(nèi)容。施工方案應(yīng)考慮安全因素，明確施工過程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，并提供相應(yīng)的安全措施[2]。

2）提供必要的安全防護(hù)設(shè)備：為保障施工現(xiàn)場的安全，必須提供必要的安全防護(hù)設(shè)備。例如，為工人提供安全帽、安全鞋、安全繩等個(gè)人防護(hù)裝備，以及安裝安全網(wǎng)、警示標(biāo)志等施工現(xiàn)場防護(hù)設(shè)備。

3）建立施工現(xiàn)場安全管理制度：建立完善的施工現(xiàn)場安全管理制度，包括規(guī)定施工人員的行為準(zhǔn)則、安全教育培訓(xùn)、事故報(bào)告和處理程序等。管理制度應(yīng)明確責(zé)任的劃分，確保每個(gè)人員都清楚自己的職責(zé)，并意識(shí)到安全管理的重要性。

4）進(jìn)行安全教育培訓(xùn)：在施工前，必須進(jìn)行必要的安全教育培訓(xùn)，使施工人員熟悉施工安全規(guī)范、安全操作要求和緊急處理方法。教育培訓(xùn)內(nèi)容可以包括安全防護(hù)知識(shí)、事故案例分析和施工技術(shù)培訓(xùn)等。

5）加強(qiáng)施工現(xiàn)場監(jiān)督管理：對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行定期巡視和監(jiān)督，確保施工過程中的安全措施得到有效執(zhí)行。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全意識(shí)教育，引導(dǎo)施工人員自覺遵守安全規(guī)定，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告。

6）安全事故應(yīng)急預(yù)案：制訂安全事故應(yīng)急預(yù)案，明確事故發(fā)生時(shí)的應(yīng)急措施和責(zé)任分工。同時(shí)，進(jìn)行模擬演練，提高施工人員對(duì)緊急情況的應(yīng)對(duì)能力。

7）防止環(huán)境污染：在施工過程中，要防止對(duì)周邊環(huán)境造成污染。采取相應(yīng)的措施，如在清淤過程中采用環(huán)境友好型的清淤設(shè)備和工藝，合理處理和處置淤泥等。

3 案例分析

3.1 案例概況

某市一條主要河道因?yàn)殚L期的自然堆積和人類活動(dòng)的影響，淤積嚴(yán)重，導(dǎo)致水流通暢性差，水質(zhì)污染嚴(yán)重，河道生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。研究人員對(duì)該河道進(jìn)行了全面的水文地質(zhì)調(diào)查，了解了河道的流量特征、淤積情況和流速等參數(shù)。通過采集并分析大量的水質(zhì)樣品，研究人員還評(píng)估了河道的水質(zhì)狀況，包括懸浮物、有機(jī)物和重金屬等指標(biāo)的濃度。

3.2 方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

綜合考慮了多種治理技術(shù)，包括機(jī)械清淤、人工疏浚和生態(tài)修復(fù)等方法。為了保證治理效果和施工安全，充分研究了河道水流情況、沉積物特性、施工設(shè)備情況以及環(huán)境保護(hù)要求等因素，制訂了詳細(xì)的施工方案。根據(jù)方案，施工人員首先對(duì)河道進(jìn)行了機(jī)械清淤，采用挖掘機(jī)和浮吸船等設(shè)備對(duì)淤積物進(jìn)行了清除。然后，為了進(jìn)一步提高河道的水質(zhì)和生物多樣性，研究人員采取了生態(tài)修復(fù)措施，包括植被恢復(fù)和魚類放流等方法。在施工過程中，還采取了一系列的安全管理措施，確保施工人員的安全和減少對(duì)環(huán)境的影響。

3.3 效果與結(jié)論

經(jīng)過清淤治理后，該河道的水流通暢性得到顯著改善，河道淤積問題得到有效解決。同時(shí)，河道水質(zhì)也得到了一定的改善，水環(huán)境質(zhì)量得到了恢復(fù)。此外，清淤治理還為河道的生態(tài)系統(tǒng)功能提供了良好的基礎(chǔ)，為水生生物提供了生長和繁殖的條件，有利于河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。通過對(duì)該河道的治理措施和效果進(jìn)行分析，得出了以下結(jié)論：機(jī)械清淤是河道清淤治理的有效手段，但需要綜合考慮河道水流情況和沉積物特性等因素；生態(tài)修復(fù)可以提高河道的水質(zhì)和生物多樣性，但需要合理選擇適應(yīng)環(huán)境條件的植被和魚類；施工過程中的安全管理措施是保證施工人員安全和減少環(huán)境影響的重要保障。

4 結(jié)語

在清淤治理中，需要結(jié)合河道特點(diǎn)和水力條件，并在此基礎(chǔ)之上充分考慮各項(xiàng)影響要素，制訂具有針對(duì)性、科學(xué)性、合理性且行之有效的施工方案，以保護(hù)河道的生態(tài)環(huán)境和維護(hù)其正常功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)清淤治理的目標(biāo)。未來，相關(guān)人員應(yīng)進(jìn)一步開發(fā)新的清淤方法和技術(shù)，綜合考慮河道生態(tài)環(huán)境保護(hù)的因素，改進(jìn)監(jiān)測(cè)與評(píng)估手段，以及深入研究不同類型河道的清淤治理方法和技術(shù)的適用性，進(jìn)一步探討清淤施工的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性問題。只有這樣，才能更好地推動(dòng)河道清淤治理及施工方案設(shè)計(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)河道的持續(xù)健康發(fā)展。