陈 勇，方建国，陶小飞，王青峰，许传贝

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

随着我国社会的快速发展，城市经济及人口不断增长，产生的废（污）水迅猛增加，同时监管制度不完善、监管力度不足，导致大量废（污）水未经处理即排入河道中，使河道内的水质受到严重的污染，局部河道污染严重，形成黑臭水体，部分污染物沉积在河道底部，形成黑臭淤泥[1]。黑臭水体不仅恶化了城市的生态环境，同时也使城市形象受到较大的影响，甚至会对饮用水源造成污染，从而危害流域内居民的身体健康和正常生活。河道清淤技术在我国水利行业已经得到普遍的应用，且取得了一定的成果。如陈阿萍等[2]对常州城区河道清淤所遇到的问题进行研究，在清淤技术、生态修复及改善水环境等方面提出相关工作建议；胡玉等[3]对城市河道清淤的水下清淤、排干清淤及淤泥处理等清淤疏浚技术的应用要点进行了说明；赵博文[4]给出了城区小河流清淤的多种施工方案。但在城市密集构筑物区的暗涵清淤效果评估领域，我国现有的研究相对匮乏。而清淤效果评估对清淤工程及后续河道运维具有极其重要的作用，因此研究并完善城市密集构筑物区黑臭暗涵清淤效果评估技术及评分体系，显得尤为重要。掌握城市密集构筑物区黑臭暗涵清淤效果评估关键技术对水质达标、安全生产、工程进度、质量管控和节约成本等预期目标有着极其良好的影响。

1 工程概述

2018 年以来，宁德市中心城区开展了黑臭水体全面整治工作。宁德市中心城区水系综合治理工程位于宁德市蕉城区和东侨经济技术开发区，本项目包括3 个流域片区，分别是金涵片区、金港片区、铁基湾片区。水系由21 条溪流组成，总长约72 km。受客观基础条件制约，目前中心城区还存在污水管网不完善、终端污水处理能力不足、内河生态补水缺乏等问题，还不能实现水体长治久清。一个重要问题是内河清淤中暗涵清淤问题尚未完全解决，主要包括坪塔溪、后岗溪、古溪、后山溪等暗涵段以及东湖塘北港段等尚未彻底清淤的河道，暗涵总长约6 400 m，最长约2 000 m，最短约300 m。

该工程暗涵长度大、埋深大、覆盖物复杂、周边分布城市道路及建筑物，暗涵内部空间大小未知，探测困难，暗涵内部空间有限，淤泥深度未知，检查井少、通风设施少、空气不易流通，照明困难，且需要大量排水与封堵，暗涵清淤难度较大，水质达标要求高。

2 清淤效果评估的重要意义

国内关于城市密集构筑物区黑臭暗涵清淤现有的研究鲜有涉及对清淤效果的评估，且未形成相应的评估体系。但效果评估在工程中具有十分重要的意义。效果是衡量工程经过实施活动所达到的预定目标和指标的实现程度。效果评估主要是分析和评价目标和指标的实现程度，目的在于对项目计划的价值做出科学的判断。通过对整个工程成果进行效果评估，可以确定工程是否达标以及找出工程开展过程中的不足，从而为后续工程运维提供科学的依据，并且为今后相关工程的更好开展积累经验及提供标准。

3 清淤效果评估体系

该工程对清淤后暗涵水流的通畅性、清洁度以及暗涵结构的安全性提出了要求，因此本文从暗涵水流通畅性、水流清洁度及暗涵结构安全性3 个方面提出评估技术及评分标准，从而构建城市密集构筑物区黑臭暗涵清淤效果评估体系。

3.1 暗涵水流通畅性

由于淤泥的流动性以及暗涵空间的局限性，使得淤泥难抓铲，工作难开展，极易导致淤泥清除不彻底从而使水流的流动受阻，因此可从淤泥的清除度以及暗涵水流速度对暗涵水流通畅性进行评估。

暗涵淤泥的清除度评估主要是通过人工观察进行初步评估，局部采用管道机器人、潜望镜等复核[5]。在检查井较密集且暗涵空间较大、通风良好的区域采取人工检查，查看是否存在淤泥堆积等影响暗涵输水功能的情况存在。同时在进行人工检查时要采用开敞式进行持续通风，利用风机加快通风速率，并对气体浓度进行实时监测，分析空间内气体浓度变化情况，合理安排单次人工检查时间，确保检查人员安全性。对于检查井分布稀少、空间较小或无检查井不适合或者无法进行人工检查的区域，采用CCTV 全地形管道机器人对淤泥的清除情况进行复核。CCTV 全地形管道机器人由笔记本电脑、电缆盘、两栖机器人3 部分组成。操作笔记本电脑，可控制两栖机器人在暗涵内行走、漂浮，并将拍摄到的暗涵内部图像传输到笔记本电脑进行实时显示和存储，且可连接声呐作为两栖检测一体机设备使用，实现水上摄像头与水下声呐的监测。与人工相比，该机器人灵活多用且更为安全，适合环境复杂的暗涵检测，可利用该机器人对淤泥的清除情况进行复核。暗涵淤泥清除度的评分准则见表1。

表1 暗涵淤泥清除度评分准则

暗涵水流速度主要通过多普勒流速仪进行测量评估。多普勒流速仪是基于超声波原理，利用多普勒效应，在和被测液体接触过程中，利用多普勒频移测量出被测液体的水流速度。多普勒流速仪采用接触式测量，安装操作简便，精度较高，响应速度快，既可用于瞬时流速的测量，也可用于平均流速的测量，且防水等级高，可长期浸泡于水中测量流速。在暗涵出水口布设多普勒流速仪，对水流速度进行短期及长期监测。取短期监测的平均流速与工程要求的暗涵清淤后流速进行比较，从而对暗涵流速进行评分，评分标准见表2。同时长期监测数据可以为后续的工程运维提供长期数据支撑。

表2 暗涵流速评分准则

3.2 暗涵水流清洁度

暗涵水流的清洁度评估需要对暗涵水质进行监测，监测指标分别为透明度、溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）、氨氮（NH3-N）[6]。水体透明度大小由水体的浑浊程度与色度决定，水体透明度的降低不仅影响感官性状，且会对水中生物产生不利影响；水体溶解氧是水生生物生存的必要条件，同时其含量可以反映水体的自净能力；一个水体的氧化还原体系通常是由多种氧化还原电位构成，监测氧化还原电位有助于了解水体的电化学特征，分析水体的性质；氨氮是水体中的营养素，水体氨氮含量过高可造成水体富营养化，是水体中的主要耗氧污染物，造成水体含氧量降低，对鱼类及某些水生生物有毒害。这4项指标是反映水质状况的重要指标，对其进行监测，可评估淤泥清除效果。评估采用国内先进的城市河道水质在线监测系统，该监测系统采用传感器电极监测方案，成本低廉，且安装维护方便，可节省大量人力财力，同时该系统安装方式多样，可对水质进行实时监测，并通过GPRS上传至水质检测平台，在水质异常时给出提醒，适合各种复杂环境下的水质监测工作。

在暗涵进水口与出水口分别布设监测点，监测指标及限值见表3，监测指标均符合限值一为水质达标。暗涵出水口监测系统长期开启，若出水口水质不达标，则开启暗涵进水口的监测系统，若暗涵进水口水质达标，则说明水质污染是由于暗涵淤泥清除效果不理想引起的；若暗涵进水口水质仍不达标，则说明水流在进入暗涵前就已被污染，此时需上报相关部门查找并消除污染源。暗涵水流的清洁度评分准则见表4，该评分的前提条件为暗涵进水口水质达标。该在线监测系统与传统的方法相比，可长期实时监测暗涵清淤后的水质变化情况，节省大量人力物力，为水质长期达标提供科学依据。

表3 水质监测指标及限值

表4 暗涵水流清洁度评分准则

3.3 暗涵结构安全性

清淤过程中避免对暗涵结构造成破坏以及清淤时对已经受损存在安全隐患的暗涵进行修复是清淤工程的基本要求。存在结构性缺陷的暗涵若不及时进行修复，易发生垮塌等危险，造成暗涵堵塞甚至危及人的生命安全。因此为更加全面地对城市密集构筑物区黑臭暗涵清淤效果进行评估，还需对暗涵结构的安全性进行评估。

首先利用CCTV 全地形管道机器人、QV 潜望镜等初步分析暗涵结构的表面完整性：是否存在破裂、变形、起伏和渗漏等明显缺陷。CCTV 全地形管道机器人小巧方便，配备高清防水摄像头，在不适宜人工作业的环境下仍可查明暗涵结构的表面完整性情况。QV 潜望镜机身轻便，安装操作方便，配备高清摄像头，同时可搭配激光测距仪，可以精准定位缺陷位置。使用这两种设备进行暗涵结构表面完整性的检测，可节省大量人力，提高检测效率，同时为检测人员带来更高的安全性。其次在重点部位（结构较复杂、安全等级较高、结构缝，破坏产生后果较严重或前期探测时已存在较严重缺陷的部位）采用人工调查、钢筋定位仪、钢筋锈蚀仪、超声波探测仪和探地雷达等多种手段对暗涵进行调查，评估其结构的安全性[7]。暗涵结构安全性评分准则见表5。

表5 暗涵结构安全性评分准则

4 结束语

对城市密集构筑物区黑臭暗涵清淤效果的评估应从暗涵水流的通畅性、清洁度及暗涵结构的安全性多方面综合评估，结合相应评分准则进行评分，综合评分8 分为清淤效果良好，符合工程要求；综合评分4～7 分为清淤效果一般，需对评分较低的方面进行检查维护；综合评分低于4 分视为清淤效果较差，需返工重新修改完善清淤方案后再次清淤。同时，清淤效果评估应短期检测与长期监测相结合，保证评估的有效性和科学性，从而为清淤后河道生态的总体恢复及沿河两岸居民生活环境的改善保驾护航。