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黎河污染底泥治理和可持续发展的探索

2020-08-04周海明梁秋云王敬

科学导报·学术 2020年35期
关键词:底泥河道厚度

周海明 梁秋云 王敬

引滦入津是将滦河水通过潘家口水库经大黑汀水库调入天津,向天津市区及周边供水的一项跨流域调水工程。滦河水从潘家口水库,经大黑汀水库,穿引滦隧洞,循黎河入于桥水库,经暗渠入输水明渠,注尔王庄水库,再沿暗渠进入天津市区,全长214km,输水设计流量60 m3/s,校核流量75 m3/s。在保证率75%和95%情况下,可分别向天津城市供水10亿m3和6.6亿m3

黎河是引滦输水线路的组成部分,位于河北省遵化,作为天然行洪河道,肩负着行洪和排沥双重功能。黎河输水水质直接影响于桥水库水质,近年来,经过对黎河的不断治理,黎河两岸选矿厂已全部关停、支流入河口生态治理工程已初具规模,黎河输水水质恶化趋势得到了遏制,但是,黎河河床底泥污染一直没有清除。

一、黎河污染底泥表观特征

黎河河道上陡下缓,河底坡降变化大,纵坡由上游的1/137过渡到下游的1/4000。河床深浅变化大,河宽变化大,河床底质变化大,河道弯曲弧度变化大,污染底泥表观特征大致可分为三段。

0+000~22+210段河道平直,河面宽阔,水流缓慢。河道内天然沉积物第四系冲洪积的粗砂和碎石。河道内的污染底泥主要为新近沉积的尾矿砂,在人工分选和河道水流搬运冲刷作用下,该段污染底泥表官特征为青绿色,中砂~粗砂,颗粒呈次棱角状~棱角状,分选较好,土质较均匀,与河流天然沉积物具有明显的表官差异。

22+210~43+112段河流较为平直,河水深度较深,水流缓急变化较大,不再有河心滩分布,部分地段也无河边滩,凸岸淤积,分布有大面积浅滩和河漫滩。该段河道为黎河中下游段,污染底泥中的粗颗粒大部分已在上游沉积,表官特征为青绿色,粉砂~细砂状,颗粒呈次棱角状~棱角状,分选较好,土质较均匀,与河道内人工堆积物和天然沉积物具有明显的表官差异。

43+112~56+950段自王各庄桥至果河桥。该段河流蜿蜒曲折,凹岸受河水侵蚀严重,河水较深,水流较缓,凸岸淤积,分布有大面积浅滩和河漫滩,河面宽度较大。该段河道为黎河中下游段,细颗粒在此段中堆积,表官特征为青绿色,粉土~粉砂状,部分滩地中为淤泥质土状,土质不均,与河道内天然沉积物具有明显的表官差异。

二、黎河污染底泥化学分析

黎河底泥主要为铝尾矿砂,重金属离子是主要的污染物,根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控指标》(GB156-2018),对监测结果进行分析,黎河沿线底泥铜、砷、铅、汞含量全部低于风险筛选质;超过风险值得0.61~1.65,环境质量标准见表:

所有监测数据均低于风险管控值,《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控指标》(GB156-2018)规定:高风险筛选值、低于风险管控值时,可能存在食用农产品不符合质量安全标准等土壤风险通过以上分析,黎河清淤底泥,原则上采取农艺调控、替代种植等安全利用措施,可用于林地、绿地和建设用地等渠道,不会对环境产生危害。

三、黎河污染底泥分布情况

根据底泥分布范围、厚度和沿线地形情况分三段分别进行说明。

0+000~22+210,自炸糕店桥至提举庄桥,该段河道底泥,分别位于河心滩、河边滩和河道水下。河心滩分布于河面宽,水流缓,河水浅的河段内,污染底泥厚度一般10~70cm,局部地段达90cm,分布位置和范围不稳定;该段河边滩均有大范围分布,污染底泥厚度一般20~60cm,局部地段可达100~160cm,分布范围较为稳定,是该段河道污染底泥的主要沉积位置;河道水下底泥一般4~30cm,部分河段厚度较大,达70cm。

22+210~43+112,自炸糕店桥至提举庄桥,该段河道底泥分别位于河曲处的河边滩和河道水下。自提举庄至左阳庄桥段河面宽阔,岸坡陡峭,几乎无河边滩分布,污染底泥厚40cm。左阳庄桥至王各庄桥段河流弯曲程度较大,凹岸侵蚀严重,污染底泥厚度一般60~150cm,分布稳定。凸岸淤积严重,污染底泥厚度一般40~120cm,部分地段分布较厚,大于200cm,分布不均。平直段河边滩污染底泥厚度一般80~120cm,分布稳定。

43+112~55+190,自王各庄桥至果河桥。该段河道底泥分别位于河曲处的河漫滩和河道水下,污染底泥厚度一般40~140cm,部分地段分布较厚,大于200cm,分布不均。凸岸淤积严重,污染底泥厚度一般120~150cm,分布稳定,是该段河道污染底泥的主要分布位置。水面下污染底泥厚度一般30~40cm,分布稳定。

四、黎河污染底泥清除的必要性

为了进一步保障黎河输水安全,改善输水水质,全面提升供水保障能力,需进行黎河污染底泥清除,消除河床底泥中污染物随水流扰动释放造成二次污染问题,基本清除内源污染,累积在底泥中的氮磷及重金属基本清除,恢复河道天然生态系统,基本恢复黎河河道的自净功能。

五、黎河污染底泥清除后评价

1、基本清除内源污染,将底泥中的营养盐及重金属含量基本恢复到土壤的背景值:黎河作为输水河道供水38年来,未开展过清淤工作,历史上黎河沿岸选矿厂以及两岸村落排放的污染物沉积在底泥中,导致底泥污染加剧。污染底泥清除后,基本清除累积在底泥中的氮磷及重金属,基本清除内源污染,将底泥中的营养盐及重金属含量基本恢复到土壤的背景值,消除底泥中污染物随水流扰动释放造成二次污染问题。

2、恢复河道天然生態系统,基本恢复黎河河道的自净功能,保障黎河输水安全,改善输水水质。通过底泥清除,有效改善了河道底质板结的现状,恢复了黎河卵石夹沙质河床,增加底质的通透性,有利于生物与河道本底土壤的物质交换,有利于恢复河道天然生态系统,基本恢复黎河河道的自净功能,将黎河河道的自净功能基本恢复到引滦输水早期的状态,保障黎河输水安全,有利于桥水库的水质安全。

六、经验与建议

为及时了解河道的底泥质量,每年委托具有相应资质的单位对黎河的底泥进行了取样监测。根据监测结果,按照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控指标》(GB15618-2018)相关规定,确定污染底泥清除相关措施。

引滦入津工程是天津市重要的饮用水水源地,黎河是引滦唯一调水敞开河道,河道内源污染负荷减小,水质逐渐得以改善,有利于恢复黎河河道的水生态系统,对保护黎河输水水源具有重要意义。

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