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河道疏浚技术在河道整治中的应用研究

2023-01-02李长雨

黑龙江水利科技 2022年2期
关键词:挖泥船淤积淤泥

李长雨

(连云港市灌云县侍庄水利服务站,江苏 连云港 222200)

0 引 言

随着农业建设规模逐渐扩大,我国对河道灌溉的依赖越来越强,疏浚河道不仅能够保护河流的生态环境,更能为农田水利建设提供坚实保障。由于生态环境复杂,人类活动频繁,中国境内河流普遍存在河道淤积问题。以黄河流域为例,其流域面积达79.5万km2,其中水土流失面积高达43.4万km2,超过55%的流域存在严重的水土流失问题,这使得黄河泥沙的淤积率占世界河流中的第一,同时黄河河床不断抬高,在部分地区出现的“地上河”问题也显示出治理河道淤积的重要性。河道淤积会导致河床抬高、洪水宣泄不畅、调蓄能力弱化等多种问题,必须借助现代化的疏浚技术加以解决[1]。

1 河道疏浚技术概述

河道就是河流流经形成的路线,具有通航灌溉、防洪防旱多种功能,更是自然生态景观的重要组成,有着重要的经济和社会价值。然而,受到各种自然因素和人为因素的影响,河道淤积问题越来越严重,为了保障河道的生态功能,降低河道淤积的不安全性,各地开展河道疏浚工程。作为河道治理的主要措施,河道疏浚主要是通过开挖清淤的形式来疏通河道,以加高堤防、挖宽、挖深河道的形式来清理淤泥,并提高河道的通航和灌溉效率。目前采用的河道疏浚技术主要有人工开挖、机械挖掘两种,挖掘机、挖泥船等设备有着广泛的应用[2]。其中机械挖掘主要分为干作业和水下作业两种,施工人员会根据河道淤积的程度、当地的自然环境和施工环境来确定施工方案,并开展相应的河道疏浚测量和质量管理工作。随着信息技术的飞速发展,河道疏浚技术正在迈进自动化、智能化的发展方向。

2 河道疏浚技术措施

2.1 水力冲挖疏浚

水力冲挖疏浚主要采用高压水枪冲挖河道淤泥的形式。河底淤泥和杂物经高压水枪冲击变成泥浆,再经专门的管道排出,通过修筑管道并连接弃泥厂,河道疏浚产生的泥浆能够被源源不断地向外运输。但水力冲挖疏浚对河道条件要求较高,不仅需要事先排出积水,清理河床杂物和垃圾,还需要设置相应的管道。而且由于河道情况复杂,对于淤泥中的杂物难以完全清除。如果断水作业,对区域内水资源调配也会产生一定影响,这给河道疏浚工作带去了一定挑战。

2.2 挖掘机疏浚

挖掘机疏浚也是河道疏浚技术的一种,挖掘机在断水的情况下开展作业,需要施工人员事先修筑拦河坝并排除积水。而为了提高工程效率,最大程度降低河道对设备的不良影响,还需事先对河道中的杂草、废渣等进行清理。在施工过程中,陆运汽车随时将挖掘出来的淤泥运输出去,这种施工不需要设置临时泥库,只需汽车按方案装载到固定的弃泥场。但为保证施工环境的安全性和稳定性,还需要做好河道的排水和堤坝的加固工作,只有在保证河道底部干燥的基础上,才能有序开展河道疏浚施工。就实践操作来看,挖掘机疏浚具有操作灵活、运输方便、成本较低的优点[3]。

2.3 人工疏浚

人工疏浚是传统河道疏浚所采取的主要形式,主要通过人力开挖,其工程量大,时间和人力成本高昂,且适用范围较小,主要是针对一些小型河道疏浚,随着技术的发展,人工疏浚逐渐被机械疏浚所替代。

2.4 挖泥船疏浚

挖泥船疏浚属于水上作业,与挖掘机疏浚相比在操作时间和便利度上都占据一定优势。挖泥船作为大型的疏浚设备,能够长时间持续施工,且其受到的天气、河道水位的影响小,能够持续开挖,工程效率较高。但挖泥船疏浚施工受桥梁管线的影响较大。当桥梁高度较低时挖泥船往往需要借助起重机进行吊移,这就使得挖泥船在城市区域的河道疏浚中受到一定限制。而且,挖泥船需要在较宽的河道开挖,河道宽度最窄不得少于10m,在施工时,需要预先挖出块石、沉船等杂物,并实施分层、分区域施工。其类型有绞吸式、铲斗式、抓斗式等多种挖泥船。

3 河道淤泥处理措施

3.1 底泥固化技术

底泥固化在河道疏浚淤泥处理中是最常见的处理措施。通过就地取材,河道淤泥被做成护岸材料添加到堤坝和边坡中,这种自然过渡的方式最大程度上减小了河道疏浚施工对区域内生态环境的影响,当对河道的边坡进行修复后,在淤泥的辅助下,原岸的土壤得到了良好的保护,其透水性和透气性较强,不仅提高了坡岸的稳定性,还能够抵御外界的侵蚀。而且,底泥固化是现场即时施工,能够迅速地处理疏浚产生的淤泥,加固的效果理想,施工成本较低,还能充分利用自然资源,解决运输和再加工产生的环境问题。需要注意的是在运用这种处理技术前,施工人员要对于淤泥的污染物成分进行测量,并开展好清污工作,以减小污染物的影响。

3.2 淤泥焚烧

部分河道生态环境恶劣,开展河道疏浚后产生的黑臭淤泥并不适合回填加固或者制作肥料,对这种淤积物采取的解决措施主要是进行焚烧。由于黑臭淤泥受到污染,会对河道附近的生态环境造成恶劣的影响,因此需要及时进行焚烧。通过焚烧,淤泥中的有机质和有害物质、病菌等被高温破坏,淤泥的体积大大减小,而淤泥中的黏土作为优质的建筑原材料就能被回收和利用。除了河道疏浚施工方进行焚烧外,还可以和热电厂、水泥厂等合作,利用余热发电或者开展其他能源生产活动。一般来说,淤泥焚烧主要针对严重污染的河道,施工人员要开展科学严谨的测量工作以确定焚烧方案。

3.3 淤泥肥田

河道淤积物以淤泥为主,其富含各种营养物质,是制作肥料的优质资源,对此,应当结合当地的环保政策和农业需求,适当利用淤泥以肥田,供园林绿化和农业生产使用。要将挖掘的河道淤泥做生态化处理,在相关技术的辅助下制作有机肥料,供疏浚区域周围的农业生产或者城市绿化建设使用。在对淤泥做除臭和干化处理后,其中蕴含的水分和有害物质将会大大减少,其体积不断缩小,便于运输,相关部门还可以组织肥料加工,制作商品肥贩卖,从而节约疏浚的成本,提高工程的经济效益。

3.4 加高加固堤防

通过淤积干化,河道的淤泥体积减小,同时其含水量降低,是加高加固堤防的完美原材料。施工人员可以在淤泥中添加固化材料,从而提高淤泥的凝结力,对堤防进行加固,以实现废物的再利用。在实践中,受到淤泥性质的影响,对固化材料的选择和使用都十分有限,且其成本较高,对此还需要继续开展相应的技术优化工作。在实践运用中,也要根据当地的堤防建设情况合理地进行选择和使用。此外,将淤泥用作填塘处理也是重要的回收方向。随着各地退渔还林政策的推行,河道疏浚的淤泥还可以用作填塘,不仅有利于恢复林业生产,还能解决河道疏浚产生的土方占用耕地问题。

4 疏浚测量和疏浚验收

为了开展好河道疏浚工作,关于疏浚的测量和后期验收非常有必要。在治理河道淤积时,工程人员需要预先对河道进行测量,疏浚测量一般包括施工控制系统、疏浚河道中心线确定、对水上水下地质环境的监控分析等多个部分。在测量过程中,施工人员需要确定疏浚河床的淤积量,从而制定严密的方案,并选择疏浚技术及方式。而关于河道水深的测量是河道复测的重要内容,为保证疏浚方案的科学性,一般在施工前、施工中和施工后采取的测量方法和标准应当保持一致。河道疏浚工作完成后的验收工作也是至关重要的,必须按照现行的技术标准和法律标准严格执行。此外,对于疏浚工程挖掘的大量河道淤泥等物质要作出妥善的处理,通常以底泥固化、淤泥焚烧和淤泥肥田等形式来再利用淤泥。在解决疏浚难题的同时充分利用了资源,减少了河道疏浚的成本,并收获了更多的社会效益和生态效益。

5 结 论

疏浚技术自古以来便在河道治理中扮演着重要的角色,其工程量庞大、花费时间长,在设计开展疏浚工程时应当充分考察治理地区的生态环境,并从技术、经济和安全性等多个角度做出考量。为了巩固河道疏浚的成果,多地针对河道淤泥治理采取了一定措施,通过底泥固化、淤泥焚烧、淤泥施肥等多种措施保证了河道疏浚目标的实现。未来,政府要继续提高对河道疏浚工程的重视程度,在恢复河道基础功能的同时减小对当地居民生产生活的影响,实现可持续发展。

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