城市河流作为城市的命脉,不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能,而且还能调节温湿度、改善城市小气候,健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。下面,我给大家介绍一下关于河道治理的方案 范文 4篇,欢迎大家阅读。
河道治理方案1
黑臭河道的治理 方法 :
城市河流作为城市的命脉,不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能,而且还能调节温湿度、改善城市小气候,健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。城市“因水而生、因水而兴”,然而随着经济的快速发展和城市化的加快,我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出,甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此,解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。以下为黑臭水体治理方法:
1.物理方法:
①引水换水 用“以清释污”方法对污染水体进行稀释,可以使水体黑臭关键性水质指标总磷和有机物污染指标、高锰酸盐指数浓度等有所下降。但对于蓄水量较大的水域,补水量太小起不到净化效果,而提高补水量又造成水资源的大量浪费,费用高昂。所以“引水释污”只是起到一个“治标不治本”暂缓效果,对于富营养化严重的湖泊,采用“引水释污”不是一个长久之计。
②底泥疏浚 “清淤挖泥”可减少积存湖内的大量有机碳、氮、磷等营养物质,增大湖的蓄水量,是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径和 措施 。但是大规模清淤,可能会破坏湖泊原有的生物种群结构和生境,削弱其自净功能,对生态修复带来负面影响。
2.曝气复氧法:
曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果已被国内一些实验室试验及河流曝气中试所证实。其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质(H2S,FeS等还原物质)之间发生了氧化还原反应。对于长期处于缺氧状态的黑臭河流,要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程,水体曝气复氧有助于加快这一过程。由于河道曝气复氧具有效果好、投资与运行费用相对较低的特点,已成为一些发达国家如美国、德国、法国及中等发达国家与地区如韩国、香港等在中小型污染河流污染治理经常采用的方法。对于污染情况严重,污染长期排入的水体需配合生物方法及生态措施,因此,可做为辅助生物—生态修复的方法之一。
3.化学方法:
化学絮凝处理技术是一种通过投加化学药剂去除水层污染物以达到改善水质的污水处理技术。近年来,化学絮凝处理技术在强化城市污水一级处理的效果方面得到了越来越广泛的研究与应用,而随着水体污染形势的日趋严峻,对严重污染的水体如黑臭水体的治理,化学絮凝处理技术的快速和也显示其一定的优越性。但是由于化学絮凝处理的效果容易受水体环境变化的影响,且必须顾及化学药物对水生生物的毒性及生态系统的二次污染,这种技术的应用有很大的局限性。
4.生物方法:
Bacto-Zyme 1011系列生物复合酶 是一系列天然有机的、含多种酶类的复合产品,并结合非离子表面活性剂和其他天然成分的蛋白质及无机营养物合成的一种复合酶类净化剂。
河道治理方案2
在人口密集的城市,由于缺乏自然水源补给,污水厂排放的中水成为主要的河湖水源,加之多源径流污染,导致氮磷营养盐超标、生境缺损、水体自净能力减弱等问题,于是水体污染黑臭、富营养化、藻类爆发频繁出现,导致河道成为了城市的“露天排污道”。
城市河道污染,严重影响人民的生活质量和身心健康,导致各地民怨不断。治理修复水生态、净化回用水资源、确保生态水的质量,是经济可持续发展的需要,也是整治当前经济发展环境的重点,更是构建美丽中国、进行生态文明建设所必须的举措。
山东恒远利废技术股份有限公司以“环保”为己任,改变传统“头疼医头,脚疼医脚”的生态治理方式,在积极引进国内外先进技术的基础上,利用“交叉学科”手段,系统整合多项技术,对城市污染河道的生态修复系统进行科学规划,建立起了拥有自主知识产权的城市河道生态综合治理整体解决方案。做为国内城市生态治理解决方案提供商,我公司依托全面的技术优势,可以提供项目咨询、工程设计、设备制造、项目建设、运营管理的一条龙综合服务,从而系统地保证城市生态系统的可持续发展。
我公司提供的生态综合治理方案分为四个技术环节,可以实现闭环衔接,达到消除污染、 变废为宝 、生态循环的效果。
零扩散疏浚技术
受污染湖泊河流,大量重金属、有机质等沉积到水体下底泥中,我公司通过高精度、零扩散的整套设备不仅实现了水下底泥精确疏浚,并且消除了传统疏浚带来的二次污染。
该技术是我公司在引进国际先进技术装备、结合国内河湖现状进行优化、改进的新型环保疏浚方法。与传统的清淤方法相比具有以下优势:
1、零扩散,无二次污染
新式疏浚方法可根据疏浚要求选用多种设备组合施工。在施工过程中,环保疏浚盒可将水下待疏浚区域密封,通过渣浆泵产生的负压作用将底泥吸入密封设备内。整个疏浚过程对底泥及水体扰动小,基本无二次污染物产生。
密封设备可以与多种清淤船、挖掘机、长臂吊车配套使用,实现不同工况下的“零污染”疏浚。
2. 疏浚效率高
其核心设备采用美国技术,由机械机构和疏浚盒内射出水流同时扰动河底底泥,负压作用直接将底泥抽出,避免了传统搅吸头作业大量抽水做无用功,从而使其疏浚效率比传统疏浚方法提高30%。
3. 定位精度高
从美国引进高精度水下传感器及RTK定位系统。RTK基站固定在岸边,可覆盖半径10公里的施工区,移动端固定在施工船上同时接受基站及GPS卫星信号,使施工船舶水面定位精度达到厘米级。
高精度水下传感器弥补RTK系统水下定位不足的缺陷,可对水下施工点进行精确定位。系统配备可视软件,船员在船舱中即可直观掌握水下施工点的详细状况。
此系统定位精度高、适用范围广,可以免受浪涌、天气等不利条件的影响。
4. 可控分选
此功能适用于被重金属污染的底泥及生活水源地清淤。施工过程中依靠高精度的定位装置可精确控制施工深度,其核心设备可对施工区域内的物质进行有效分选,如重金属底泥清淤施工,只清理施工区域内含有重金属的底泥,不含重金属的砂石经高压水流清洗后,留存在河底原位净化水质。
底泥脱水净化技术
底泥通过疏浚系统运至下一环节的底泥脱水干堆环节。经净化处理的水达到排放标准后回到河湖内,同时对脱水后的底泥进行资源化利用。
目前针对底泥的脱水净化主要有两种处理方法:
1、土工管袋法
土工管袋底泥处理法,可实现原位脱水,减少底泥体积和含水率,便于后续的资源化利用。
清淤系统将河底底泥通过管道混合器与相应的药剂充分混合后冲入土工袋中。清洁达标的水从土工管袋中渗出,固体颗粒留存在土工管道中。
此工艺全封闭式施工,不易形成二次污染,并可实现底泥的无害化处理。
2、机械脱水法
机械脱水法可实现整个脱水工艺的模块化设计,实际中可以根据泥性及工况条件,选用不同的模块。
疏浚设备将底泥输送至泥沙分离机,可将底泥中的河砂按需分离用于销售或土木施工。分离后的泥浆充入沉降箱进行初步脱水,清洁水流排出,底部浓浆加入药剂充分混合后,进入离心机或板框压滤机等设备进行脱水。脱水后的底泥可由输送带或运输车输送至指定地点进行后续处置。
此方法具有工艺紧凑、吞吐量大、功耗小、减量明显的优势。
底泥资源化利用技术
脱水干堆的底泥经处理后,重金属及有机质与药剂发生反应,进行固化。同时因大量的底泥占用土地,长期存放风吹雨淋仍是污染隐患。我公司经过长期科研攻关,研发的底泥协同固废生产陶粒轻骨料技术是解决这一难题的最优选择。通过高温焙烧将底泥变为具有广泛用途的陶粒轻骨料,并将底泥中的有机质和重金属固结在陶粒内部,彻底解除了二次污染的隐患。
生态修复技术
利用底泥生产的陶粒因具备多孔、质轻、保温、隔音的特性,具备广泛的用途。例如超轻通孔的陶粒由于孔隙分布均匀,渗透能力强、吸水性强,可用于微生物、绿色植物的栽培,进而应用于浮床生态系统,湿地生态系统等的建设,既有利于植物根系生长,还可净化各种水系,是处理富营养化水体的理想方式。
同时,通孔陶粒可广泛应用在城市街道铺设、绿化带建设等市政工程,能吸收并锁住大量 雨水 ,且可吸附尘土,是消除城市内涝,减轻城市热岛效应,改善环境的明智之选。现在国家正大力推行海绵城市建设,如将水体治理-底泥资源化-生态修复运用等闭环衔接,既能消除污染变废为宝,又能改善民生美化环境,可以实现经济和社会效益的双丰收,拥有广阔的发展前景。
河道治理方案3
大自然的产物河流为地球上非常珍贵的自然资源之一,据统计全球约10%的面积属于河流,在水资源总量中河流占比为0.1‰。虽然其占比微乎其微,然而在为人类生存和经济发展中提供了必不可缺的物资条件。
河流与人类社会发展间具有密切的关系,河流不仅可为人类生存发展、农田灌溉以及养殖业等提供水资源,而且还具有一定的观赏性功能从而满足人们对宜居生活的要求。然而,随着工业原材料和大机器时代的出现,世界范围内的河流均在一定程度上受到污染。特别是随着经济社会与城镇化的推进,河流中被排入生活污水、垃圾随意堆放等污染问题日趋严重,河流水质不断下降[1]。根据世界卫生组织有关统计资料,目前人类社会与经济可持续发展已受到河流污染的严重影响,并已成为人类治理的主要内容之一。水资源分布不均衡、水质持续恶化以及河道生态破坏严重等问题在我国河流中也同样存在。中科院统计资料表明,全国约436条大中型河流均受到一定的污染,其中受污染河流占统计数量的82%以上,全国5个主要大尺度流域的受污染问题较为突出。据报道,部分地区的河流水质已无法满足饮用水要求。由此表明,解决我国河流水污染问题已经处于刻不容缓的地步。
近年来,为保护河流水体环境和生态自然条件,我国建设实施了一系列的河道整治项目并提出了水污染防治措施[2]。在河道治理措施及方案优选方面许多专家开展了相应的研究,为河道整治和生态保护提供了理论支持。因此,探讨分析河道生态治理模式及其建立原则,不仅可为治理效益评价和整治方案的优化决策提供理论参考,而且有助于实现人水和谐相处及河水资源的科学有效利用。
生态河道概述
西方国家于20世纪60年代逐渐开始重视本国河流的水污染问题,并从多方面整治河道。随着生态环境学的提出和应用,许多地区逐渐以生态学基本原理作为河流生态治理的依据,在该背景下下“近自然河道”的理念被提出应应用于河道整治。基于生态学理论许多学者提出了河道生态治理的概念,目前在学术界能够得到普遍认可的生态河道治理概念为:在确保河流安全的情况下,为实现人类社会与河流生态的协调发展以及保证河道的生态系统平衡,有必要建立一个持续稳定、健康开放的生态系统[3]。
生态河道作为一个完整的系统工程具有微生物、动物、植物等较为丰富的物种,通过多种复杂的生物链作用系统内的各类物种能够实现物质的交换与能量传递,从而确保了系统的动态平衡与稳定。河流的外界环境与内部体系之间存在较为密切的作用关系,外界的降雪、降雨等作用可补给河流水资源,从而确保了水源的稳定性和持续性。另外,人类社会活动作为外界条件开发利用水资源。所以,外界条件与河流水系间具有相互作用、密不可分的作用关系,在长期作用下处于动态平衡。
2生态河道治理模式探讨
2.1生态河道治理存在主要问题
我国河流分布较为广泛且南北地区气候环境存在较大差异,加之不同流域的水环境受污染程度不尽相同,从而使得河道治理模式多种多样,对于具体的河流应因地制宜的选择适宜的治理模式[4]。结合我国河道治理实际情况和相关文献资料,提出河道生态治理存在的不足。
1)河道淤泥堆积、防洪能力差。
通过现场实地调研发现,辽河流域许多河流的两侧河堤规模较小、形式单薄,甚至未采取相应的护岸措施,大部分河道均为达到河流防洪标准和设计要求。许多具有航运能力的河道,河岸、河堤长期的在风浪侵蚀和行船影响的作用下均受到一定的破坏,部分河段存在大面积坍塌现象。另外,许多河道两岸水土流失严重、岸坡植被较少,生态环境破坏较为严重。在降水径流作用下地表土壤被冲刷进入河流,不仅抬升了河床的整体水位,而且在河低淤积甚至可造成河道的堵塞。野蛮式的开发建设为城市河道较为常见利用模式,由此进一步侵占了河道宽度,加之生活垃圾及城市污水的随意排放使得河流水污染问题更加突出。上述各因素不仅严重影响着河道的泄洪能力,而且给河道生态治理带来了较大的困难。
2)水污染问题突出。
随着城镇化的推进和国民经济的发展,许多固体垃圾、生活污水、工业废水以及化工原料等污染物在处理不达标或未处理的情况下被排入河流,这不仅打破了河道的生态系统平衡,而且使得河流水质不断下降[5]。
3)护岸形式结构单一。
为确保城市河道防洪安全,通常会对城市河段两岸作加固处理,从而实施相应的护岸措施。然而实地调研发现,许多河流的护岸形式往往采用较为单一的现浇混凝土、干砌或浆砌石结构。这些护岸形式以保护河道防洪安全为主要目标,但是阻断了河流系统与外界环境的交流,对水系统中的植物、动物等生产条件产生了极为不利的影响。
4)人为的改变河道形态。
防洪功能仍然为现阶段河道治理最主要的目标,因此在治理过程中为保证河岸安全采用大量的块石堆砌或钢筋混凝土结构。另外,尽可能的以直线型河流走势替代原先的弯曲河道,对河道原有的平衡与功能产生了严重的破坏作用[6]。
2.2生态河道治理原则
从生态学的角度分析河道治理,不仅要满足传统的泄洪安全要求,而且要考虑河道的娱乐、生态景观等功能作用。在河道治理过程中应尊重河流的自然属性,始终遵循生态平衡的原则保护水系统的物种多样性,提高河流的生态修复与自我调节能力。
1)尊重自然、敬畏自然。
在生态河道治理过程中树立尊重自然、敬畏自然的理念并将认为是最基本的原则,尽可能的维持河流的原有自然形态和原始属性。另外,从生态学的角度充分发挥河流的自我净化、自我清洁的功能作用。对于部分临河建筑物可按照水利工程防洪要求的水位、宽面宽度进行拆除,划定河道蓝线与扩宽河道,确定保护范围与管理区间,应尽可能的避免使用水泥或浆砌石等硬化措施作为河岸护坡形式,所选择的护坡材料应有利于提升湿地和植被率、提高河道的垂向连通性、有助于坡面植被的生长与修复,河道治理的选择应考虑河道的亲水性和多样化原则[7]。
2)可持续发展理念。
在现代化生态河道治理中可持续发展属于河流治理的基本原则之一,也是河道整治必须考虑的重点内容。因此,为实现经济社会、生态环境、人类发展与河流的协调可持续发展以及改善河流的整体生态环境,河流生态治理必须要有能够保证河道正常流通的水容量与水源[7]。
3)植物合理配置措施。
实践表明,将足够的树木 种植 在河道附近不仅能够提高河流的调节能力,而且可有效改善河道的水体环境。树木在调节区域小气候方面具有重要作用,树木的枯枝落叶可增大降雨径流时间和土壤入渗量,在保持水土和拦蓄径流方面具有显著作用。另外,河岸植物还可与水系统中的动物、植物产生交换,有利于增大水体的物种多样性和河流的净化能力。
4)协调统一性。
在生态河道治理中还要考虑艺术设计、生态学及美学等多学科理论,从而使得治理后的生态系统与河流生态协调统一,并为附近居民提供宜居的自然环境[8]。
2.3生态河道治理模式
“重建设、轻治理”的传统治河理念已无法满足现代化河道治理的要求,因此应明确生态河道的治理目标、详细内容并改变传统的理念方法,从而构建科学、合理的治理模式和治河体系,可从三个方面建立河道治理模式。
1)河道治理机构。
我国河流分布范围广泛且大小河流众多,因此治理过程繁琐且难度高,需要城建部、环境部、水利部等多个部门的协调工作。这就要求在治理过程中各部门应具有明确的分工与责任目标,在河道治理中充分融入生态治理、环保理念[9]。
2)河道治理制度。
科学、规范的制度是保障河道生态治理的重要基础,规范化、系统化的治理制度是保证各项治理措施步入正规的重要依据,在河道治理中真正落实各项措施。
3)治理措施。
不同区域的河流其治理模式存在一定差异,总体而言就是以轨迹化、数量化、流程化标准实施治理措施。轨迹化是指为便于查询追踪应建立河道治理台账,并确保资料的完整性;数量化是指为使得治理效益更加应量化河流治理标准;流程化是指需要建立标准的河道治理流程,从而避免工作疏忽和人为随意性干扰[10]。另外,为确保各项生态治理措施落实的到位并发挥其功能效应,河道治理部门应制定科学合理的考核办法,对治理工作人员及其工作进行严格的监督管理并实施奖励惩罚制度[11]。
河道治理方案4
城市河流作为城市的命脉,不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能,而且还能调节温湿度、改善城市小气候,健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。城市“因水而生、因水而兴”,然而随着经济的快速发展和城市化的加快,我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出,甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此,解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。
城市的景观河道水体污染主要是污染源的侵入,如天然降雨、大气中的扬尘、生活垃圾的侵入,长期积累的河底淤泥及淤泥释放的有害物质。加上水体缺少必要的循环,溶解氧过低,缺少水生动、植物生存的环境,使水体逐渐失去自净能力,加上河道底泥长期未清,使底泥不断释放分解为N、P等营养盐,导致水体富营养化,水体逐渐变绿,藻类疯长,最终导致“水华”现象,产生异味,容易发黑发臭。
开展河道综合整治是恢复提高河道基本功能的根本措施,是提高水资源承载能力,改善生态环境的有效途径,是打造绿色生态河道的客观需要。
在整治过程中,应遵循以下基本原则:
(1)安全性:河道整治的目的不仅仅是为了防洪排涝安全,更重要是为了供水安全、生态用水安全和水环境的质量安全。水安全体系是构成河道生态系统的基础条件。
(2)生态性:生态性是指河道整治应满足生物的生存需要,保证河道生态的健康发展为基础。河道整治应以生态性为基本原则,尽量保留原有的生物群落及其栖息地,促使水体自然循环与净化,实现河道生态系统可持续发展。
(3)自然性:蜿蜒曲折是河道的天然属性,因此在河道整治中,应尽量保持河流的自然地貌特征,维持自然的水文过程,为水体自然流势创造条件。
(4)地域性:不同区域具有不同的特点,这种地域的差异性和特殊性要求人们在进行河道综合整治过程中不能照搬照抄,要因地制宜选择适应的整治措施。如流经城镇居民区的河段在整治过程中宜注重景观功能,满足人们回归、亲近自然的要求,把水利工程和城镇景观结合起来,造当地浓郁的人文气息。
河道黑臭水体的治理方法主要有以下几种:
1. 物理方法:
①引水换水用“以清释污”方法对污染水体进行稀释,可以使水体黑臭关键性水质指标总磷和有机物污染指标、高锰酸盐指数浓度等有所下降。但对于蓄水量较大的水域,补水量太小起不到净化效果,而提高补水量又造成水资源的大量浪费,费用高昂。所以“引水释污”只是起到一个“治标不治本”暂缓效果,对于富营养化严重的湖泊,采用“引水释污”不是一个长久之计。②底泥疏浚“清淤挖泥”可减少积存湖内的大量有机碳、氮、磷等营养物质,增大湖的蓄水量,是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径和措施。但是大规模清淤,可能会破坏湖泊原有的生物种群结构和生境,削弱其自净功能,对生态修复带来负面影响。
2.曝气复氧法:
曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果已被国内一些实验室试验及河流曝气中试所证实。其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质(H2S,FeS等还原物质)之间发生了氧化还原反应。对于长期处于缺氧状态的黑臭河流,要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程,水体曝气复氧有助于加快这一过程。由于河道曝气复氧具有效果好、投资与运行费用相对较低的特点,已成为一些发达国家如美国、德国、法国及中等发达国家与地区如韩国、香港等在中小型污染河流污染治理经常采用的方法。对于污染情况严重,污染长期排入的水体需配合生物方法及生态措施,因此,可做为辅助生物—生态修复的方法之一。
3.化学方法:
化学絮凝处理技术是一种通过投加化学药剂去除水层污染物以达到改善水质的污水处理技术。近年来,化学絮凝处理技术在强化城市污水一级处理的效果方面得到了越来越广泛的研究与应用,而随着水体污染形势的日趋严峻,对严重污染的水体如黑臭水体的治理,化学絮凝处理技术的快速和高效也显示其一定的优越性。但是由于化学絮凝处理的效果容易受水体环境变化的影响,且必须顾及化学药物对水生生物的毒性及生态系统的二次污染,这种技术的应用有很大的局限性。
4. 生态湿地修复法:
生态湿地具有降解污染物,净化水质的功能,使污染水体流过生态湿地逐步降解污染物,提高水质标准。但是生态湿地要求面积大,净化效率低。目前,在上海经济发达的中心城区不具备建造大型生态湿地的条件,而且对于重污染水源无法治理,甚至会使生态湿地遭受破坏,植物死亡产生腐蚀质,释放到水体中,造成更严重的环境污染。
5. 配水、调水方法:
配水、调水对某一城市、区域是一个较为理想的方法,见效快,成本底,但是配水、调水不是真正解决污染水体的方法,只是将污染水体从某一区域转移到另一区域,是上游向下游的转移。如果大家都采用此方法,可以说是污染水体的循环,是一种“恶性循环”,无法从根本上解决问题。
6. 生物—生态水体修复技术
生物—生态水体修复技术主要是利用天然存在的微生物,在人为的干涉下,在一定的生存环境条件下,经过原位培育,增加微生物活性能力,通过微生物生命活动,将有机物转化为无机物,逐步恢复水生生态系统,目标是恢复水体的自净功能。
生物—生态水体修复技术治理污染水体方法很多,如建造人工湿地、生物氧化塘、生物滤床、生物激活剂等,但其核心内容就是利用载体将有益微生物培育成优势群落,激活其活性能力。由于水体污染成因不同,有害物质的成份也多样性,在治理污染水体的技术上采用单一的技术是很难治理污染的水体,必须有针对性的、采用综合性的技术。在实践中将物化(人工增氧)和微生物栽培技术相结合,整治景观河道是比较理想的方法。这在国内外已有很多案例。
河道清淤施工论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家总免不了要接触或使用论文吧,论文是一种综合性的文体,通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。那要怎么写好论文呢?以下是我整理的河道清淤施工论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
河道具有旅游、通航、排涝防洪等众多功能。河道的流畅程度直接影响河道的泄洪防洪作用,尤其是每年的汛期,对于河道流畅程度的要求更高。但是,由于受到河道自身因素、两岸建筑以及架设桥梁的影响,给河道清淤施工增加了很大的难度。因此,为了保证和道德流畅以及保障附近居民的生命和财产安全,应该做好河道的清淤工程,切不可马虎大意。
一、河道清淤工程的意义
做好河道清淤工作是保证地区防汛安全、地区建设以及经济发展的重要工作。但是,许多地区河道清淤工作存在以下问题:河堤堤脚附近的串钩滩面非常低,当出现洪水漫滩现象时,则会导致在河堤堤脚出现大量的积水,严重的威胁河堤的安全,尤其是土质疏松的地区,在遇到这种现象时,不仅会威胁河堤的安全,同时还会威胁地区的安全;一些砂质土堤岸存在部分沙基,如果水流量过大或者水位过高,都会导致河堤出现溃堤的风险,严重的威胁河堤的安全;淤泥堆积过多,会将河床抬高,影响了河道的泄洪能力,降低河道的防洪标准;缺乏对河槽的治理,导致河道存在许多风险路段。由于河道工程存在上述问题,一旦河道淤积严重导致泄流不畅甚至是不通,将会导致洪水直接冲击河堤,严重的威胁当地居民的生命与财产安全。由此可见,通过做好河道清淤工程,能够有效的减少河道内的淤泥,提高河道的泄洪能力,稳定河槽,消除险情,保证当地居民的生命和财产安全,同时促进当地建设以及经济的可持续发展。
二、河道清淤工程的施工技术分析
(一)前期准备工作
河道清淤工程的前期准备工作主要包括以下几个方面:
1、施工规划
在进行河道清淤工程施工之前,应该做好施工规划工作,施工规划应根据河道的具体状况,严格的按照相关的规定以及要求,合理的安排施工强度、工期以及用地范围等,同时还应该科学的布置安全、卫生以及防火等文明施工工作,防止清淤施工对当地居民的生活带来不必要的麻烦。
2、放样与测量工作
施工测量的准确性对清淤施工的安全性与准确性具有直接的影响,因此在前期准备工作中,监理人员、设计人员应该做好里程桩、工程坐标以及其他相关测量工作,同时做好施工前测量工作的交底。
3、机械器具准备
河道清淤工程施工逐渐的向机械化方向发展,施工机械在河道清淤工程中发挥至关重要的作用,甚至清淤工作无法进行,因此,为了保证河道清淤工程施工能够顺利有序地进行,在施工之前必须根据河道清淤工程的`实际状况准备合适的机械设备,保证设备的维修性、灵活性以及适用性,进而保证河道清淤工程施工能够稳定、高效地进行。
(二)河道清淤工程的常用施工技术分析
河道清淤工程的施工技术应该因地制宜,根据当地的实际情况,综合分析后选择合适的清淤施工技术。目前,河道清淤工程经常采用的施工技术主要包括以下几个方面。
1、抓、运、抽清淤施工技术
对于小型船舶能够顺利通过的河道,通常采用挖运抽施工方案,采用抓斗挖泥船开挖淤泥,抓斗挖泥船挖掘的土方可以直接入停泊在自航泥驳中,当自航泥驳装满之后,行驶至河道的吸泥船,利用排泥管把吸泥船中的土方吸运到指定的排泥场。该种清淤施工技术的优点在于受运输距离的影响相对较小,并且不受排泥场位置的限制。同时,其缺点在于挖运设备在施工的过程中会产生相互影响,施工相对不灵活。
2、小型绞吸式挖泥船施工技术
该种清淤施工技术通常适用于小型船舶能够通行的河道,该种清淤施工技术利用小型绞吸式挖泥船开挖淤泥,采用封闭式管道进行土方输送。该种清淤施工技术的优点在于能够实现挖、运、吸的一体施工,不仅施工效率非常高,施工质量也非常好。同时,这种清淤施工技术的调遣不灵活,受到桥梁、河宽等因素的影响。
3、泥浆泵施工技术
泥浆泵施工技术通常适用于宽度在5~10m左右的河道,这种河道的断面相对较窄,并且河道内存在许多生活垃圾,其他大中型设备行驶不便,针对这种状况通常采用泥浆泵施工技术,在具体施工的过程中应该进行分段施工,分别在河道的两端建筑临时的围堰,然后把该河段内的水排干,先采用人工的方式将河道内的垃圾清理干净,之后采用泥浆泵把淤泥运送至指定的弃土场。该种清淤施工技术的优点在于能够实现挖、运、吸的一体施工,施工效率非常高。同时,缺点在于受排距的影响非常大,并且河道中的生活垃圾以及其他障碍物都会影响泥浆泵的生产效率。
4、湿土上岸施工技术
湿土上岸施工技术是在和堤防外口线3m距离的位置,开挖一条深度为1.5m、底宽约1m的小沟,施工作业利用小型挖土机,根据河道设计的具体状况进行开挖施工,开挖的土方、淤泥等可以用作河堤防护,在开挖施工的过程中应该采用分层开挖的方式,堤防填筑施工应该遵循以下原则:荷载分层、匀速提升、自下而上、交叉作业,严格的按照上述原则进行施工能够有效地解决10m宽河道的治理。这种清淤施工技术同时还能够有效地解决河道挖泥船设备在河道出行不便的问题,在实践应用中具有非常好的效果。
(三)淤泥处理
河道清理出来的淤泥,如果不能够采取有效的措施进行妥善的处理,将会对环境造成二次污染,尤其是许多淤泥中含有许多的有害污染物,如果任意堆放在自然环境中,长时间的尝试会导致有害物质的挥发或者挥着雨水渗入到土壤中,影响居民的生活用水,威胁人们的生命健康,同时还会威胁农作物的正常生长,河道中的淤泥采用挖泥船清理出来后,运送到指定的地点进行处理,而对于河道清理出来的淤泥,通常采用以下两种方式进行处理:一方面,对于污染严重的河道淤泥,应该和经过干化处理之后的用于制砖的工业废渣和淤泥进行统一,然后进行集中焚烧,对于富含有机物的淤泥,通过发酵处理之后,可以用作肥料使用;另一方面,对于没有经受过污染的河道淤泥,将其直接堆放在指定的位置,通过自然风干之后可以用作道路铺垫以及农田土壤补充等。
总而言之,河道作为重要的水利,在国民经济发展、地区建设以及防洪排涝等方面发挥着至关重要的作用,加强河道清淤力度,对于提高河道的泄洪、防洪、排灌等能力具有非常重要的意义。由于不同的河道其环境条件、地质条件以及周边建筑等状况都存在一定的差别,为了提高清淤工作效率,应该根据河道的具体状况,做好前期的准备工作,因地制宜的采用合适的清淤施工技术,并做好淤泥的处理工作,防止对环境造成二次污染。
1城市中小河道现状
我国的河流分布广、数量多,流域面积达到10000万m2以上的中小型河流有50000多条[1],城市中小河流担负着防洪排涝、景观旅游、生态平衡等多种功能,是城市建设的重要组成部分。但是随着城市化进程速度的加快,城市经济发展迅速,人口快速增长,城市中小河流的污染、淤积情况也在不断加剧,水质不断降低,主要有以下表现:
(1)许多中小河流长期接纳城市污水,城市河道淤积严重,局部地段河底较高、甚至封堵,淤泥污染严重,河水生态系统遭到破坏,不利于水体的自我修复;
(2)由于城市中小河流上游截流等原因致使补给水源较为匮乏,客水量小,所以稀释能力差,加上水流不畅,交换能力和自净能力下降,致使污染物大量沉积,形成淤泥,淤泥中污染物长期淤积于河床底部又再次释放引起内源污染。同时,河道淤积也会导致河道的行洪能力降低,灾害风险提升,一旦到了汛期,遇到大雨暴雨时,极有可能引发雨水漫溢,甚至导致洪灾[2]。因此城市中小河流清淤工作刻不容缓。
2清淤技术分析
城市中小河道的清淤方法与大江大河、港口航道的清淤方法有所不同,其具有河道窄、河水浅、单个断面清淤工程量小、河道两岸建筑物多、大型机械船通行困难、清淤对象含有各种垃圾等特点。根据这些特点,常被用于城市中小河道清淤的施工方案有搭设围堰排干河水的干槽清淤和利用船只进行的水下清淤,其中,干槽清淤又根据设备的选择分为干挖法清淤、泥浆泵法清淤和水力冲刷法清淤,水下清淤根据设备的不同分为绞吸式挖泥船清淤、抓斗式挖泥船清淤及斗轮式挖泥船清淤[3]。分类如图1所示。
2.1干槽清淤
干槽清淤,指通过构筑临时围堰,将部分河道水流排干,在干槽区域进行施工。其中,适用于对干槽进行清淤的施工方式又分为干挖法、泥浆泵法及水力冲挖法[4]。
2.1.1干挖法清淤干挖法清淤指采用挖掘机对排干水后的作业区直接进行开挖,挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点。淤泥含水量较大的情况下,采取晾晒或掺土搅拌的方法使淤泥含水量得到控制。干挖法清淤的优点是清淤直观、彻底,对于设备、技术要求不高,产生的淤泥含水率低,易于后续处理。
2.1.2泥浆泵法清淤泥浆泵法清淤指在实施人工简单清理河道垃圾后,利用泥浆泵直接将淤泥打运至沿岸弃土场。泥浆泵法清淤适合用在断面窄的河道,其优点是设备调遣方便,挖运吸一体,施工质量较好,不足之处是,前期必须进行人工清理河道垃圾,否则会影响设备运行。
2.1.3水力冲刷法清淤水力冲刷法清淤指采用高压水枪冲刷底泥,使泥浆汇集到事先设置好的低洼区,再由泥浆泵吸取、管道输送,将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内。水力冲刷法清淤尤其适合做过河底硬化的河道,可以保护硬化的河底不被机械破坏。但是这种方法相较于干挖清淤,其形成的泥浆浓度低,不便后续处理。
综合上述3个施工方式,干槽清淤适用于流量较小的河道,其优点是施工状况直观、质量易于保证,也可以解决清淤对象中含有复杂垃圾的情况。缺点是,由于要排干河道中的流水,很多河道只能在非汛期进行施工,工期受到一定限制,同时,增加了临时围堰施工的成本,机械、车辆的进出对河道边坡和生态系统也会造成一定影响,需要增加后期恢复边坡的成本。
2.2水下清淤
水下清淤,指具备一定水深的情况下,由船只作为施工平台,将清淤设备装配在船上,在水面上操作清淤设备进行淤泥开挖。水下清淤可以通过绞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、斗轮式挖泥船进行。
2.2.1绞吸式挖泥船清淤绞吸式挖泥船利用装在船前的桥梁前缘绞刀的旋转运动,将河床底泥进行切割和搅动,并进行泥水混合,形成泥浆,通过船上离心泵产生的吸入真空,使泥浆沿着吸泥管进入泥泵吸入端,经全封闭管道输送至堆场中。绞吸式清淤是一个挖、运、吹一体化施工的过程,采用全封闭管道输泥,不会产生泥浆散落或泄漏,但泥浆浓度偏低,导致泥浆体积增加,会增大淤泥堆场占地面积。
2.2.2抓斗式挖泥船清淤抓斗式挖泥船通过挖泥船前臂抓斗伸入河底,利用油压驱动抓斗插入底泥并闭斗抓取水下淤泥,之后提升回旋并开启抓斗,将淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的驳泥船中,开挖、回旋、卸泥循环作业。清出的淤泥通过驳泥船运输至淤泥堆场。抓斗式挖泥船灵活机动,不受河道内垃圾、石块等障碍物影响,适合开挖较硬土方或中央带较多杂质垃圾的土方,但抓斗式挖泥船对极软弱的底泥敏感度差,容易造成表层浮泥经搅动后又重新回到水体之中。
2.2.3斗轮式挖泥船清淤斗轮式挖泥船利用专用斗轮挖掘机开挖水下淤泥,开挖后的淤泥通过挖泥船上的大功率泥泵吸入并进入输泥管道。经全封闭管道输送至指定卸泥区。同绞吸式挖泥船类似,采用全封闭管道输泥,不会产生泥浆散落或泄漏,但斗轮式清淤在清淤工程中逃淤、回淤情况严重,清淤不够彻底,容易造成大面积水体污染。综合上述3个施工方式,利用机械船进行的水下清淤适合泥层厚度大的河道,其优点是施工过程不受天气影响,清淤过程不会对河道通航产生影响,施工精度高;缺点是因强烈搅动底泥,容易造成底泥中污染物扩散,同时逃淤、回淤现象也比较严重。总体来说,在有条件可以将河道部分排干的情况下选择干槽清淤,清淤效果最为显著,在不能够排干的情况下,通过小型清淤船清淤也可以成为一种选择。
3施工应用
3.1工程概况
清河发源于北京西山碧云寺,流经海淀区、朝阳区、昌平区,横跨中关村科技园区,紧邻五环路和奥林匹克森林公园,在顺义区境内入温榆河,全长23.6km,流域范围北至西三旗,南至西直门外,西至玉泉山,东至温榆河,总流域面积21000万m2,是北京市北部主要城市排水河道。主要支流为北旱河、万泉河、小月河及仰山大沟、东小口沟等。清河规划20年一遇洪水流量为158~556m3/s,50年一遇洪水流量为190~690m3/s。经过多年运行,河道内出现了大量渣土垃圾及淤泥,严重影响河道行洪安全,影响景观环境,为了治理和还清清河,保障过流能力,营造良好的水环境,建设宜居生态环境,需要对清河进行清淤工程建设。
3.2清淤方案分析
本次主要工程任务是对清河淤积较严重的5段进行清淤,恢复河道设计断面。确定施工方案考虑以下几个因素。
1)工期:施工工期为2014年4月11日~2014年5月20日,为北京市的非汛期。
2)河流情况:清河是北京市北部主要城市排水河道,河水较浅,流速缓慢。
3)淤积情况:工程段淤泥平均厚度为45cm,河道内含有大量渣土垃圾及少量生活垃圾,淤泥情况复杂。
4)排泥场:施工所在位置附近无法落实排泥场,需要将清除的淤泥直接装到渣土车进行外运。
5)对外交通:工程对外交通线路自巡河路可连接至八达岭高速、北五环、黑泉路,主要外来物资、施工机械可通过上述道路运抵施工现场,同时将淤泥通过上述道路转运到弃料场。根据上述河道特点和施工条件,此次清河清淤工程选择搭设围堰,排干部分河道,进行干槽清淤,同时也采用干挖清淤法,利用挖掘机进入河道直接对淤泥进行开挖。
3.3施工
各段清淤时均采用机械为主人工配合的方式清理,此次施工,在前期工作:测量定点、修建河道两岸施工马道及洗车池、搭设围堰及围堰内抽水结束后,先由挖掘机将淤泥集中(人工配合将零散淤泥集中),再由装载机运输到马道附近集料,由挖掘机按淤泥∶土=1∶0.5掺拌土,最后由车辆运输到渣土消纳场所。为保证车辆运输不对市区环境造成污染,施工现场车辆出入口分别设置洗车槽,同时铺设无纺布,并安排专人进行车辆清洗工作,对每辆渣土外运车辆须经打扫车轮、车厢后方可放行。在渣土运输的区间段内安排清洁人员,随时对车辆散落下来的土块、泥块进行清扫,并安排专人进行巡视、值班、组织路口交通。
4结论
城市中小河道的清淤工程既有传统清淤的“疏通”目的,也就是解决排涝、防洪、灌溉功能保障的目的,也有改善河道水质,促进生态系统健康,提升河道景观的深层目的。因此,从清淤的前期工作、方案制定、工艺选择、工程实施的所有环节中,必须保证这种“多目的”清淤的特征。在清淤方法多种多样的情况下,依据清河河道、水流等的特点,进行各方面的分析论证,成功地利用“干挖清淤法”的清淤方式,实现了清河清淤的目的,取得了很好的效果,实现了“水清岸绿,循环流畅,生态健康,人水和谐”的目标。为城市中小河道清淤积累了经验。
参考文献
[1]张晓兰.我国中小河流治理存在的问题及对策[J].水利发展研究,2005(1):68-70.
[2]包建平.中小河道治理中的清淤及淤泥处理技术[J].水资源保护,2015,31(1):56-68.
[3]沈建强.小河道清淤工程的几种施工方案的探讨[J].浙江水利水电专科学校学报,2011,23(4):45-57.
[4]杨闽.城市中小河流淤泥探测仪的研究与应用[D].安徽:安徽农业大学,2012.
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