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河湖内源污染控制技术研究现状及疏浚效果差异浅析

2018-03-21    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:本文着重从内源控制技术研究现状和生态疏浚的效果差异出发,介绍生态疏浚设计流程和疏浚的效果差异原因,以期能为我国城市河道底泥污染控制工程提供技术借鉴和参考。
随着中国经济快速发展和城市化进程加速,城市河湖水环境污染问题愈加突出。据统计,我国80%以上的河湖水环境均受到了不同程度污染,其中很多都出现了季节性或常年性的水体黑臭现象和水质不达标问题。随着国家对环境保护的逐步重视,以及相关标准及政策颁布和实施,河湖水环境综合整治已经成为水行业最为热点工程之一。河湖污染治理主要包括外源污染阻断和内源污染控制,其中底泥疏浚是内源污染治理的主要措施之一。
 
本文着重从内源控制技术研究现状和生态疏浚的效果差异出发,介绍生态疏浚设计流程和疏浚的效果差异原因,以期能为我国城市河道底泥污染控制工程提供技术借鉴和参考。
 
生态疏浚技术概述
 
上世纪90年代,我国实施首例大型水域生态疏浚工程-滇池草海污染底泥疏挖及处置工程(I期)实施,标志着生态清淤正式作为内源污染控制的成熟技术手段,同时也取得了宝贵的经验、数据和示范效应。随后在2000年广西省南宁市对南湖实施了底泥疏浚工程,并对污染底泥采取了分散堆存封闭的处置方法;西安兴庆湖、南京玄武湖和安徽巢湖等也进行了底泥疏浚工作。生态清淤相对于水利清淤有着明显的不同(见表1),它是河道生态系统中底泥受到污染的前提下运用发展生态理论实施的生态修复工程,其本质是以工程、环境、生态相结合的方式来解决城市河道水体的可持续发展或称河道“生态位”修复。该技术的核心是注重河湖原有生物多样性的保护,以不破坏水生生物自我修复繁衍为前提,同时又为生物技术介入提供有利条件。
 
QQ截图20180321094416
 
生态疏浚方式可分为干法疏浚和带水疏浚,干法疏浚适用于雨源型河流和小水量河流,主要是直接挖掘或者是围堰导流后挖掘,其疏浚的底泥含水率一般较低。带水疏浚适用于大流量的河道内源污染治理,疏浚底泥含水率较高。两者的区别在于疏浚底泥的含水量及后续设计单元不同,带水疏浚的底泥量大,在运输和进行下一步处置时,需要进一步脱水,并对余水进行处理后达标排放。底泥含水率是进行下一步处理处置的关键影响因子,而底泥如何高效率脱水是目前技术设计和工程实施的难题之一,也是降低工程成本的有效途径之一。
 
生态疏浚的核心技术指标包括:疏浚范围及深度设计、疏浚形式及配套技术、施工方式设计、清淤设备选定、堆场的余水处理、隔离防范设计、疏浚底泥处置和清淤后河底基质修复设计等。
QQ截图20180321094429
 
生态疏浚效果差异原因分析
 
1.疏浚范围及深度确定
 
河湖疏浚方案设计首先要考虑河道底泥污染特性和范围,其一般从现场调研摸排和采样检测着手,且主要以底泥检测数据作为方案设计的主要依据,因此科学设置取样点和准确获得检测数据是确定疏浚范围和深度的关键。河湖底泥的污染物是随着水力条件变化和经过复杂的物理化学生物过程而沉积的产物,其分布极不均匀且毫无规律。通过密集底泥采集测试可以获得污染底泥的准确分布,但其成本太高,在实际工程不可考虑,疏浚范围难以精确。
 
疏浚深度是生态疏浚的核心参数,其能直接影响疏浚工程量及疏浚底泥处置方式。其需要根据河道水文水质特征、底泥分布情况、底泥污染物含量及垂直分布特征等诸多参数进行系统分析、评估来确定。实际工程设计中,一般依据底泥污染物含量垂直分布来确定其疏浚深度,但由于河道污染底泥一般有多种污染物同时超标,且垂向分布的变化趋势又各不相同,难以确认准确、合适的疏浚深度。同时含量变化特征与底泥污染物释放特征相关性不强,底泥中污染物含量高低不能完全代表污染物的释放速率,高含量的污染物不一定释放或者释放快。而利用垂向分层取样进行实际条件下的模拟释放试验的经济和时间成本太高,并且实际情况下得到的释放数据是一个平均值,保守设计将带来超量设计和大量疏浚底泥处置的难题。
 
2.工程实施质量
 
河道疏浚效果不明显,除了疏浚条件不成熟外,以水利清淤代替生态清淤也是一个很重要的原因。我国底泥疏浚设备研制落后,多采用常规清淤设备,施工过程中易造成底泥剧烈扰动,造成细颗粒物悬浮现象严重。在带水疏浚连接管泄露是引起水体颗粒污染物的另一个原因,当然在干法疏浚的过程中不会出现此种现象。常规疏浚设备的垂直精度只能控制在10~20cm,在实际疏浚过程中经常出现漏挖、欠挖和超挖,漏挖和欠挖是部分治理工程疏浚一段时间后水质变差的主要原因之一,具体原因是在疏浚后原上层底泥在新生界面上的残留将使新生表层底泥在较短时间内“如接种式”地得到生物活化,而新生底泥含有丰富的营养物质,进而使得底泥释放速率进一步得到解放,最终使得水质恶化。疏浚的漏挖和欠挖是疏浚设备精度不足而导致的另一影响疏浚效果的因素。超挖对生态系统构建影响也较大,特别是河湖土著微生物和其它生物的影响。
 
 
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