义乌湖泊清淤淤泥处理设备
刘佳佳
[摘 要]随着经济社会飞速发展，内陆湖泊面积不断缩减，同时工农业生产和城市居民生活生产的废水、污水对湖泊的污染不断加剧，湖泊生物的多样性受到威胁，严重影响湖泊生态平衡。为此，各级政府均加大了湖泊保护力度，制定湖泊保护条例，划定湖泊保护范围，采取对周边排污口进行截污，保护范围内的陆地及鱼塘进行清除等一系列处理措施。但是，在长期受污染情况下，湖泊底泥污染严重，若不进行清除，湖泊水质很难得到明显好转。本文章以武汉市川江池为例，简要介绍了淤泥处置在城市湖泊清淤中的运用。
[关键词]有效清淤；规范处置；环境保护；实际运用。
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0204-02
1 绪言
滨江滨湖的武汉，素有“百湖之市”美称。随着城市经济建设快速发展，城市规模不断扩大，人口快速增长，湖泊保护工作日趋严峻。为了遏制湖泊面积锐减的势头，武汉市接连制定了多部地方性法规，并成立了市委书记带头的”铁腕治湖”小组。为了挽救正在迅速消失的湖泊，2002年3月，武汉颁布实施了《湖泊保护条例》，这是我国第一部对湖泊进行全面、综合性管理的地方性法规。条例将武汉所有湖泊都列入保护名录，明确表示要打击围湖建设、填湖开发等行为。条例还要求水务部门实施湖泊执法巡查制度、湖泊审批听证管理办法等，制定中心城区湖泊保护规划，设立湖泊保护蓝、绿、灰“三线”，并对湖泊进行勘界立桩，严厉打击非法填占湖泊行为。随后在2005年，武汉又颁发实施了《武汉市湖泊保护条例实施细则》，2010年出台了《武汉市湖泊整治管理办法》，现全市166个湖泊将全部划定“三线一路”保护圈，遏制了填湖占湖现象。但由于湖泊长期受污染情况下，已经影响到人们的生活，威胁到武汉人民的用水安全，急需对湖泊水体进行综合性整治，改善水环境，促进人水和谐，推进武汉市经济社会可持续发展。
近年来，武汉市加大湖泊整治力度，采取截污、湖泊清淤、生态治理、水体连通等措施，改善水环境，但在项目的实施过程中存在诸多问题，本文章以武汉市川江池为例，对湖泊清淤情况及在清淤过程中所需注意问题进行探讨。
2 川江池基本概况
川江池位于军山组团东荆河南岸，位于智慧城的生态功能片区，是该片区排水体系及城市排渍防灾的重要组成部分，也是该片区重要的湖泊环境生态资源。虽然川江池湖泊保护范围线以划定，但现状川江池周边较杂乱，在现场难以明确湖泊范围，为了避免在智慧城的建设中，造成占湖及污染等情况，需对川江池岸线进行整治，以及对湖泊范围内污染严重的污泥进行清理，解决湖泊内源污染问题。从而，改善湖泊水质及区域生态环境、落实《三线一路保护规划》、提升区域功能和促进区域经济发展。
由于川江池周边尚未开发，湖泊内水质较好，根据武汉市环保局发布的湖泊水质监测评价结果显示，川江池水质现状为IV类，水质管理目标为IV类，营养状况为中营养，水质达标，无超标项目。根据《三线一路保护规划》，湖泊周边部分鱼塘划入湖泊保护范围内，需对该区域鱼塘进行清理，避免后期智慧城的建设中侵占湖泊。由于现状川江池水质较好，周边鱼塘在长期养殖生产的情况下，鱼塘内的水质较差，富营养化严重超标，若将鱼塘直接并入湖泊，势必造成湖泊水体污染，为此，需先对湖泊保护范围内鱼塘进行清理后，再并入湖泊内，降低对湖泊水体的影响。
3 清淤及疏挖范围
本次工程通过对湖泊进行水下地形勘测及底泥浮淤厚度测量，并以湖泊“蓝线”为控制线，川江池湖泊水域区底泥平均厚度为0.2m及最深厚度0.4m，湖泊保护“蓝线”内鱼塘底泥平均厚度为50cm及最深厚度为70cm。根据湖泊底泥检测情况，湖泊“蓝线”范围内的湖区底泥较为清洁，且川江池水质较好，通过后期维护管理，可控制底泥污染，故本次无需对湖区底泥进行清淤。湖泊保护“蓝线”内鱼塘在本次整治工程中将退塘还湖，现状鱼塘内底泥污染较重，为避免退塘还湖后影响川江池水域水质，需对该部分鱼塘底泥进行清除后退塘还湖。本次湖泊保护“蓝线”内鱼塘清淤范围面积为9.98ha，清淤厚度约为0.5m，清淤量约为4.99万m3。清淤完成后，根据湖泊管理规定，对湖泊“蓝线”范围内地势较高的旱地及围埂进行疏挖，确保水域范围不被侵占。
4 清淤方案比选
1、翻晒清淤方案
川江池水域范围内的鱼塘清淤采用干塘清淤施工方案，利用现有鱼塘围埂，将鱼塘内水抽干后风干晾晒，并翻晒两遍，直至表面成龟裂状，待充分晾晒干后，采用挖掘机械分层进行开挖，将疏挖出底泥通过自卸汽车运输到堆场。
优点：工程造价较低。
缺点：淤泥经过翻晒历时较长，脱水效果较差，用于周边公园回填后，后期沉降较大，不利于公园广场及道路的建设。
2、脱水固结一体化方法
疏浚泥浆“脱水固结一体化”处理系统是疏浚泥浆经管道输送至调节池，并采用格栅机拦污、粗颗粒自行沉淀后，即可将泥浆泵送至“脱水固结一体化”处理系统进行泥浆的调理与泥水即时分离的处理系统。能将疏浚泥浆体积即时减量90%以上并可根据需要完成对重金属、微生物、细菌等有害物质的消毒、钝化或固结。是一套可与常用疏浚设备直接对接的疏浚泥浆处理系统，特别适合于污染重、施工场地小、周边土地资源稀缺的城市（景观水体）湖泊、河道的生态修复工程中对疏浚泥浆的处理。
优点：工程造价高。
缺点：有大型设备需进场，施工场地占地面积较大，设备进出场费用高，若处理量少，则综合单价相对要偏高。
3、淤泥原位改性固化处理工艺清淤方案
基本技术原理是化学固化技术，即是向淤泥中添加固化材料，通过搅拌混合、养护、碾压密实。使淤泥、水、固化材料发生一系列的水解和水化反應，使得松软无强度的淤泥变成具有一定力学性能的回填土料。
通过固化材料的吸水作用可有效降低淤泥的含水率，另外，包裹着淤泥颗粒的凝结硬化壳可有效降低其中污染物质的活性，从而起到一定的“减污作用”，改性后的淤泥具备一定的水稳定性和强度稳定性。
优点：本次固化剂采用 HAS固化剂，固结体早期强度高，后期强度稳定发展；固化土体耐水性和耐久性好，软化系数大于0.90；抗硫酸盐介质化学侵蚀系数大于1.0；抗冻融循环能力可提高一倍；渗透系数达到10-6～10-8cm/s； HAS固化剂本身有微膨胀性，克服了传统水泥土干缩大、易开裂等问题；HAS固结土体，施工简便易行；HAS固化剂的凝结时间短，能有效缩短施工工期，确保工程顺利进行。
综合以上方案比选，结合本工程工期紧张，处理量较少，且淤泥外运难度大的特点，本次清淤方案推荐淤泥原位改性固化处理工艺清淤方案。
5、淤泥原位改性固化处理工艺
采用专业改性固化材料添加到淤泥中去，进行搅拌混合，制成淤泥固化土，实现对淤泥的吸水、化学固结等作用，来达到提高淤泥物理性状、强度、耐水性等指标，使松软、易流动的淤泥满足运输、回填等工程需求。鱼塘内清淤完成后，对周边围埂及沿岸地势较高处采用机械开挖方式施工。
1、干塘施工
川江池水域范围内的鱼塘清淤采用干塘清淤施工方案，利用现有鱼塘围埂，将鱼塘内水抽干，并在鱼塘内设置排水沟，以利于淤泥滤水。
2、施工拌和
根据场地布置，将场区划分成多个施工单元，每施工单元可配备一套水陆两用拌合机直接在淤泥上作业。对于围埂便道周围，可用长臂挖机进入基坑现场搅拌。将淤泥与土壤固化剂拌和2～3遍，拌和均匀即可，实际施工中通常是沿淤泥一侧或周边开始，逐步向内推进。
拌和作业面应设置的基底硬实的基础上，采用挖掘机或其它搅拌机械拌和。挖掘机拌和至少需翻拌3～5遍，拌和过程中为保证拌和的均匀性，达到颜色一致，淤泥没有漏拌的部位，也没有固化剂过于集中的部位。拌和过程中，对大团粒的淤泥，进行压碎处理，原则上颗粒粒径应控制在6cm以下。淤泥拌和与淤泥转运可以交互进行，转运过程中实现淤泥的拌合处理。
3、焖料固化
拌和后的淤泥，若含水率过大，应自然放置养护至含水率合适范围，养护时间一般24～72h不等，现场以手握成团，两手轻捏即散为宜。
固化养护方法：拌合后的淤泥，根据场地条件，应尽量摊薄处理，养护区域应设有排水明渠，避免因降雨导致雨水汇聚浸泡改性后的淤泥，提高淤泥失水速度。根据不同淤泥性质，分别焖料12-72h，焖料期间禁止扰动。
4、指标检测
焖料结束后，一般需检测固化淤泥含水率，无侧限抗压强度等指标，符合设计要求后可用小型自卸汽车将改性淤泥土转运至预定场地回填或其他资源化利用处置。
5、固化剂参量材料
固化剂采用HAS固化剂，是一种粉末状材料，利用该产品能在常温下固化粉煤灰、工业废渣、各种工业尾矿、含泥石屑、土壤、山渣、城市垃圾、污淤泥等，并具有早期强度高，后期强度稳定发展，水稳定性好，耐久性好，施工方便，施工周期短等特点。
川江池底质主要污染物是有机质、总氮、总磷，按照《土壤环境质量标准》评价其超标倍数不到2倍，同时水体中重金属大多未检出，可见底质中的重金属是以较稳定的化合形态存在的，在环境条件改变不大的情况下，比如土壤酸碱度突变或有强氧化性环境，底质中的重金属不会对环境造成影响。而氮作为植物生长的必要元素，其大量存在正好可以作为土壤有肥力的象征。由于淤泥未经处置前难以清理、运输、堆放及利用，所以必须在再利用之前对淤泥晾晒或进行固化处理，根据本工程底泥检测情况，本次每吨淤泥处理需固化剂掺量拟为60Kg，最终以实际掺量为准。因此清出的淤泥通过固化后可以用于植物种植及填土造地，不会对堆放地造成二次环境污染。
6、固化后堆场选址
在进行工程设计之前，为满足本项目使用要求，对底泥堆场进行调查。根据川江池公园建设规划，公园范围为通顺河大道、设法山路、川江池路和川江池二路所围地块，地块南北宽约1500m，东西长约1200m，面积约77ha。同时，公园位于智慧生态城公共服务片区，以智慧公共服务、商业服务、商务办公、行政办公、文化娱乐为主要功能，是智慧城景观结构的“一心”。根据周围规划的用地性质，将北、东、西、南四个地块分别设计为自然生态区、办公休闲区、会展休闲区及商业休闲区。
根据川江池公园规划用地及现状地形地貌特征，在自然生态区及办公休闲区现状地面高程较低，地面高程普遍在19.50～20.50m左右。结合该四个地块用地性质，将淤泥通过风干晾晒后用于自然生态区及周边低洼鱼塘的回填，旱地及围埂开挖的土方用于护岸加固工程的回填。
7、结语
随着城市的日益发展，湖泊已成为城市中的稀缺资源，发展经济与污染环境是难分难舍的“孪生兄弟”，由于之前无序开发，导致湖泊水环境污染严重，为了加强湖泊的保护，维护生态平衡，需对湖泊进行综合性治理。现如今科技不断发展，各种新技术、新工艺在城市治理过程中应运而生，在治理过程中，结合各湖泊污染类型及程度不同，以及实施区域场地条件，为达到投资小，且对周边市政设施影响小的目标，应合理选择施工方式治理湖泊污染问题，美化城市环境、优化投资环境，提升城市的品位。
參考文献
[1] 《武汉市湖泊保护条例》.
[2] 《湖泊治理的国际比较及其对武汉市的借鉴》，赵健，中南民族大学.
[3] 《武汉城市湖泊水环境现状及综合治理途径》汪常青、吴永红、刘健彤.
