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我國的河流分布廣、數量多,流域面積達到10000萬m2以上的中小型河流有50000多條[1],城市中小河流擔負著防洪排澇、景觀旅游、生態平衡等多種功能,是城市建設的重要組成部分。但是隨著城市化進程速度的加快,城市經濟發展迅速,人口快速增長,城市中小河流的污染、淤積情況也在不斷加劇,水質不斷降低,主要有以下表現:(1)許多中小河流長期接納城市污水,城市河道淤積嚴重,局部地段河底較高、甚至封堵,淤泥污染嚴重,河水生態系統遭到破壞,不利于水體的自我修復;(2)由于城市中小河流上游截流等原因致使補給水源較為匱乏,客水量小,所以稀釋能力差,加上水流不暢,交換能力和自凈能力下降,致使污染物大量沉積,形成淤泥,淤泥中污染物長期淤積于河床底部又再次釋放引起內源污染。同時,河道淤積也會導致河道的行洪能力降低,災害風險提升,一旦到了汛期,遇到大雨暴雨時,極有可能引發雨水漫溢,甚至導致洪災[2]。因此城市中小河流清淤工作刻不容緩。
2清淤技術分析
城市中小河道的清淤方法與大江大河、港口航道的清淤方法有所不同,其具有河道窄、河水淺、單個斷面清淤工程量小、河道兩岸建筑物多、大型機械船通行困難、清淤對象含有各種垃圾等特點。根據這些特點,常被用于城市中小河道清淤的施工方案有搭設圍堰排干河水的干槽清淤和利用船只進行的水下清淤,其中,干槽清淤又根據設備的選擇分為干挖法清淤、泥漿泵法清淤和水力沖刷法清淤,水下清淤根據設備的不同分為絞吸式挖泥船清淤、抓斗式挖泥船清淤及斗輪式挖泥船清淤[3]。分類如圖1所示。
2.1干槽清淤
干槽清淤,指通過構筑臨時圍堰,將部分河道水流排干,在干槽區域進行施工。其中,適用于對干槽進行清淤的施工方式又分為干挖法、泥漿泵法及水力沖挖法[4]。2.1.1干挖法清淤干挖法清淤指采用挖掘機對排干水后的作業區直接進行開挖,挖出的淤泥直接由渣土車外運或者放置于岸上的臨時堆放點。淤泥含水量較大的情況下,采取晾曬或摻土攪拌的方法使淤泥含水量得到控制。干挖法清淤的優點是清淤直觀、徹底,對于設備、技術要求不高,產生的淤泥含水率低,易于后續處理。2.1.2泥漿泵法清淤泥漿泵法清淤指在實施人工簡單清理河道垃圾后,利用泥漿泵直接將淤泥打運至沿岸棄土場。泥漿泵法清淤適合用在斷面窄的河道,其優點是設備調遣方便,挖運吸一體,施工質量較好,不足之處是,前期必須進行人工清理河道垃圾,否則會影響設備運行。2.1.3水力沖刷法清淤水力沖刷法清淤指采用高壓水槍沖刷底泥,使泥漿匯集到事先設置好的低洼區,再由泥漿泵吸取、管道輸送,將泥漿輸送至岸上的堆場或集漿池內。水力沖刷法清淤尤其適合做過河底硬化的河道,可以保護硬化的河底不被機械破壞。但是這種方法相較于干挖清淤,其形成的泥漿濃度低,不便后續處理。綜合上述3個施工方式,干槽清淤適用于流量較小的河道,其優點是施工狀況直觀、質量易于保證,也可以解決清淤對象中含有復雜垃圾的情況。缺點是,由于要排干河道中的流水,很多河道只能在非汛期進行施工,工期受到一定限制,同時,增加了臨時圍堰施工的成本,機械、車輛的進出對河道邊坡和生態系統也會造成一定影響,需要增加后期恢復邊坡的成本。
2.2水下清淤
水下清淤,指具備一定水深的情況下,由船只作為施工平臺,將清淤設備裝配在船上,在水面上操作清淤設備進行淤泥開挖。水下清淤可以通過絞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、斗輪式挖泥船進行。2.2.1絞吸式挖泥船清淤絞吸式挖泥船利用裝在船前的橋梁前緣絞刀的旋轉運動,將河床底泥進行切割和攪動,并進行泥水混合,形成泥漿,通過船上離心泵產生的吸入真空,使泥漿沿著吸泥管進入泥泵吸入端,經全封閉管道輸送至堆場中。絞吸式清淤是一個挖、運、吹一體化施工的過程,采用全封閉管道輸泥,不會產生泥漿散落或泄漏,但泥漿濃度偏低,導致泥漿體積增加,會增大淤泥堆場占地面積。2.2.2抓斗式挖泥船清淤抓斗式挖泥船通過挖泥船前臂抓斗伸入河底,利用油壓驅動抓斗插入底泥并閉斗抓取水下淤泥,之后提升回旋并開啟抓斗,將淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的駁泥船中,開挖、回旋、卸泥循環作業。清出的淤泥通過駁泥船運輸至淤泥堆場。抓斗式挖泥船靈活機動,不受河道內垃圾、石塊等障礙物影響,適合開挖較硬土方或中央帶較多雜質垃圾的土方,但抓斗式挖泥船對極軟弱的底泥敏感度差,容易造成表層浮泥經攪動后又重新回到水體之中。2.2.3斗輪式挖泥船清淤斗輪式挖泥船利用專用斗輪挖掘機開挖水下淤泥,開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進入輸泥管道。經全封閉管道輸送至指定卸泥區。同絞吸式挖泥船類似,采用全封閉管道輸泥,不會產生泥漿散落或泄漏,但斗輪式清淤在清淤工程中逃淤、回淤情況嚴重,清淤不夠徹底,容易造成大面積水體污染。綜合上述3個施工方式,利用機械船進行的水下清淤適合泥層厚度大的河道,其優點是施工過程不受天氣影響,清淤過程不會對河道通航產生影響,施工精度高;缺點是因強烈攪動底泥,容易造成底泥中污染物擴散,同時逃淤、回淤現象也比較嚴重。總體來說,在有條件可以將河道部分排干的情況下選擇干槽清淤,清淤效果最為顯著,在不能夠排干的情況下,通過小型清淤船清淤也可以成為一種選擇。
3施工應用
3.1工程概況
清河發源于北京西山碧云寺,流經海淀區、朝陽區、昌平區,橫跨中關村科技園區,緊鄰五環路和奧林匹克森林公園,在順義區境內入溫榆河,全長23.6km,流域范圍北至西三旗,南至西直門外,西至玉泉山,東至溫榆河,總流域面積21000萬m2,是北京市北部主要城市排水河道。主要支流為北旱河、萬泉河、小月河及仰山大溝、東小口溝等。清河規劃20年一遇洪水流量為158~556m3/s,50年一遇洪水流量為190~690m3/s。經過多年運行,河道內出現了大量渣土垃圾及淤泥,嚴重影響河道行洪安全,影響景觀環境,為了治理和還清清河,保障過流能力,營造良好的水環境,建設宜居生態環境,需要對清河進行清淤工程建設。
3.2清淤方案分析
本次主要工程任務是對清河淤積較嚴重的5段進行清淤,恢復河道設計斷面。確定施工方案考慮以下幾個因素。1)工期:施工工期為2014年4月11日~2014年5月20日,為北京市的非汛期。2)河流情況:清河是北京市北部主要城市排水河道,河水較淺,流速緩慢。3)淤積情況:工程段淤泥平均厚度為45cm,河道內含有大量渣土垃圾及少量生活垃圾,淤泥情況復雜。4)排泥場:施工所在位置附近無法落實排泥場,需要將清除的淤泥直接裝到渣土車進行外運。5)對外交通:工程對外交通線路自巡河路可連接至八達嶺高速、北五環、黑泉路,主要外來物資、施工機械可通過上述道路運抵施工現場,同時將淤泥通過上述道路轉運到棄料場。根據上述河道特點和施工條件,此次清河清淤工程選擇搭設圍堰,排干部分河道,進行干槽清淤,同時也采用干挖清淤法,利用挖掘機進入河道直接對淤泥進行開挖。
3.3施工
各段清淤時均采用機械為主人工配合的方式清理,此次施工,在前期工作:測量定點、修建河道兩岸施工馬道及洗車池、搭設圍堰及圍堰內抽水結束后,先由挖掘機將淤泥集中(人工配合將零散淤泥集中),再由裝載機運輸到馬道附近集料,由挖掘機按淤泥∶土=1∶0.5摻拌土,最后由車輛運輸到渣土消納場所。為保證車輛運輸不對市區環境造成污染,施工現場車輛出入口分別設置洗車槽,同時鋪設無紡布,并安排專人進行車輛清洗工作,對每輛渣土外運車輛須經打掃車輪、車廂后方可放行。在渣土運輸的區間段內安排清潔人員,隨時對車輛散落下來的土塊、泥塊進行清掃,并安排專人進行巡視、值班、組織路通。
4結論
城市中小河道的清淤工程既有傳統清淤的“疏通”目的,也就是解決排澇、防洪、灌溉功能保障的目的,也有改善河道水質,促進生態系統健康,提升河道景觀的深層目的。因此,從清淤的前期工作、方案制定、工藝選擇、工程實施的所有環節中,必須保證這種“多目的”清淤的特征。在清淤方法多種多樣的情況下,依據清河河道、水流等的特點,進行各方面的分析論證,成功地利用“干挖清淤法”的清淤方式,實現了清河清淤的目的,取得了很好的效果,實現了“水清岸綠,循環流暢,生態健康,人水和諧”的目標。為城市中小河道清淤積累了經驗。
作者:王亞閣 單位:北京翔鯤水務建設有限公司
【參考文獻】
【1】張曉蘭.我國中小河流治理存在的問題及對策[J].水利發展研究,2005(1):68-70.
【2】包建平.中小河道治理中的清淤及淤泥處理技術[J].水資源保護,2015,31(1):56-68.
[關鍵詞]環保理念;港口航道;疏浚作業
[DOI]1013939/jcnkizgsc201619056
1引言
港口航道疏浚作業主要指的是對航道周邊水域內或者是港口中所包含的砂石等材料進行合理的挖掘以及處理,從而使得港口以及航道的水域情況得到極大的優化。然而在開展港口航道疏浚作業時,由于機械設備的運用,會導致港口航道周圍原有的生態平衡受到一定的破壞,從而導致岸灘出現相應的變化。例如,進行海上回填會導致海岸整體形態出現或多或少的變化,若是不能對挖掘沙石進行合理的處理,會導致附近的生態環境受到破壞、污染。所以在開展港口航道疏浚作業時,必須融入環保理念,將環境保護放在重要的地位上。
2在港口航道疏浚作業中環保理念的具體運用
現在綠色、環保理念已經融入人心,由此有必要將綠色、環保理念也融入到港口航道疏浚作業過程中,通過綠色環保的新手段的有效運用,可以在確保水域生態得到保護的情況下,推動港口航道疏浚作業正常、有序開展。由于不同港口航道的情況各異,所以更需要根據不同的時期,以及項目的具體情況,使用相應的處理手段,一方面使得施工作業效率得到保障,另一方面達到環保的目的。具體來說,需要做到以下幾點。
1基于環保理論,科學地劃分出項目開工的時間以及季節港口航道疏浚作業通常是在改造、優化水域海底地貌的前提下開展的,因此在施工之前,需要科學確定開工的時間以及季節,防止水生生物受到過大的不良影響,確保水域海底地貌能夠保持原狀,實現可持續發展。通過相關施工經驗,冬季是開展港口航道疏浚作業的最佳時節,這是由于在冬季大部分的水生生物已經遷徙,在此時開工不會對水生生物造成過大的不良影響。除此之外,在施工之前還需要考慮到海水潮汐情況,這是由于潮汐的出現會導致水流的流速不斷變化,從而導致懸浮顆粒物更迅速地擴散,所以應避免在潮汐現象出現時開展施工作業。
2必須做好實地勘察,從而保證施工方案的可實施性
由于各個水域均存在其獨特的生態地貌,所以在開展港口航道疏浚作業時,應當考慮到各個水域情況對港口航道疏浚作業的影響。另外,由于各地的港口航道所處環境不同,其受污染情況也是各異,所以有必要開展實地勘察工作,對各個航道的污染情況進行系統化的分析,從而深入的了解航道現階段的受污染情況,以及施工措施、工程規模、工作范圍等,以保證施工方案的有效性。
3實時地監督控制港口航道疏浚作業
由于港口航道疏浚項目的作業量相對較大,所以其施工工期是相對較長的,在實際施工過程中常常會出現各種各樣的問題,因此一定要全方位的控制以及檢測港口航道疏浚作業,從而及時地了解以及掌控項目的施工動態與其進度,以防止發生無法挽回的損失。一般來說,需要對水下污染沉積物的處理進行嚴格的控制,也就是不可過多的攪拌沉積物,從而防止污染物出現再次擴散或者是泄漏等事故。另外,還需要對污染沉積物進行科學、有效的清理,確保其可以得到降解或者是凈化處理,防止周圍的水域受到二次污染。
24科學確定棄土處理方案,使棄土得到二次利用
由于港口航道疏浚作業往往會產生大量的棄土,基于環保理念,可以通過有效的技術手段對這些棄土進行處理,使其得到二次利用,做到可持續發展。例如,可以將棄土作為項目回填置換用土,或者是當作建筑材料,或用其補建海岸線,從而使得海岸線得到更好的保護,避免其受到海水的侵蝕。需要注意的是,在利用棄土之前,一定要對其進行嚴格的處理凈化,避免棄土中所包含的污染物引發其他污染問題。
3在港口航道疏浚作業中環保理念的運用實例
現以某港口航道疏浚項目為例,該項目河流屬于人工河道,主要用于灌溉、防洪以及通航。在航道示位標西側大約五百米處,集結了七道岔河,這七道岔河均和本航道交匯。因為該交匯處受到了多年泄洪淤積,導致本航段河底高程不斷的提升,造成航道通航能力不斷的減弱。為了增強河道通航能力,應對該航道施以疏浚處理,總航道治理長度為382米,疏浚總土方量為9640立方米,另外本航道的寬度可以達到30米,其底標高大約是5米,通過對航道進行疏浚處理,有效保證了其通航能力。
1科學設計施工方案
為了保證施工合理性,首先需制定科學、有效的施工方案。另外在方案制定過程中,需要對該河段的實際情況進行深入的考察。如在確定爆破方案時,需要考慮到河道開挖作業情況,選擇常規普通爆破手段或者是非常規
普通爆破手段,一般需選擇后者,從而保證河道原壩的安全性與其穩定性。另外,還應當解決河道的施工作業周期與施工設備的安全,考慮選用少裝藥以及密打眼的形式,從而防止施工作業質量受到飛石或者是震動的不良影響。除此之外,炮孔以及壩腳之間的間距至少為五百毫米,炮孔在裝藥的過程中,不僅需要詳細的確定以及計算裝藥量,同時還需要分段間隔裝藥。
2對施工技術進行嚴格控制
一般來說,需以實際的需求為基礎確定單位耗藥量K,一般應在025~040kg/m3左右。在確定具體的藥量時,需要詳細計算藥量,同時針對巖石進行1~2次的試爆實驗,并基于試驗數據結果確定K的具體數值大小。現以飛石運行方向為基礎,將最小抵抗線W的數值確定為10~12米,由于本河道段中包含若干堅硬巖石,所以現將孔距設計為a=(08~09)W(m),同時把排距設計為b=(085~10)a(m)。另外為了增強施工的質量,現將鉆孔深度確定在20~25米,同時基于不同河道段對鉆孔深度進行適當的調整。由于考慮到本項目的實際情況,在布孔方式上選擇使用梅花形布孔。
3科學計算施工數據
首先需對齊爆最大藥量進行合理的計算。現使用Q表示單段可以使用的最大齊爆藥量,就此可得到公式 Q=R3?(V/K)3/α。在該公式中,R指的是爆源中心以及保護物之間的距離,在本項目中該距離為15米;α指的是衰減指數,現將其確定為15;V則指的是建筑物所在區域可被允許的質點振速,現將其確定為28cm/s;K指的是介質相關系數,在本項目中將K值確定為100。通過計算可以獲取數值084kg,即齊爆最大藥量。其次需對飛石安全距離展開科學計算。現用R1表示飛石可被允許的最大安全距離,通過該公式,也就是R1=20n2?W(m),可以得出R1數值為128米。其中W指的是首排炮孔所具有的最小抵抗線;n指的是爆破作用指數,在本項目中取值為08。
4結論
現在生態保護質量直接關系到社會經濟的前進、發展,所以以環保理念為基礎開展港口航道疏浚作業具有非常重要的現實意義。通過環保理念的融入、運用,不僅能夠使得生態環境得到更好的保護,同時還可以促使港口航道疏浚項目獲得更好的經濟效益,從而做到經濟以及環保的雙贏。另外,在環保基礎上開展港口航道疏浚作業,可以使得疏浚企業獲得更多的經濟效益,進而使得該行業得到持續、穩健的發展。
參考文獻:
[1]宋賀好港口航道疏浚工程中的斷面法挖槽土方量的計算分析[J].港口科技,2008(12):23-25
[2]張浩文港口與航道疏浚工程成本管理[J].中國水運,2015(11):22-23
[3]呂巧志港口航道施工工藝探討[J].科協論壇(下),2013(6):1-3
一、總體思路
以加強我鎮農村環境及農業面源污染綜合治理項目的申報和管理為目的,嚴格項目的實施和管理,規范我鎮農村環境及農業面源污染綜合整治項目工作,達到項目應有的生態功效。
二、整治目標
通過綜合整治項目工程的實施,即農村分散生活污水處理工程、河道清淤疏浚工程、河道氮磷攔截工程、農村生活垃圾收運體系建設工程,徹底改善農村環境質量,真正使綜合治理村莊走上環境優美、生產發展、生活富裕、鄉風文明之路。
三、規范要求
1、規范申報管理。本項目具有綜合性強、總投資大、規劃分期實施的特點,各村應指定專門人員,仔細研究項目申報要求,認真開展所轄范圍內的調查摸底工作。鎮主管部門應根據實際情況和特點,合理劃分片區,以片區為單位編制年度實施計劃,分階段推進全鎮的綜合整治工作。在調查摸底的基礎上招聘有資質的單位編制可研報告和實施方案,經市發改局組織相關部門對可研報告和實施方案進行初評,初評合格后再向上申報。
2、規范工程實施。切實加強工程的建設管理,嚴格落實項目“四制”,即法人責任制、招投標制、合同制和工程監理制。農村分散式生活污水處理工程的建設應遵循“誰建誰管護”的原則,選擇工程施工單位不僅考慮工程的建設質量,更要考慮工程長效管護監管的可操作性,因此投標單位應是有資質、質量高、信譽好的專業施工單位。在工程建設階段,鎮主管部門及各村應加強工程進度督促,嚴把工程質量,嚴格要求中標單位按照合同的建設要求按期完成建設任務。
3、規范資金使用。鎮主管部門及各村應嚴格規范資金使用程序,設置單獨科目獨立核算,堅持專款專用,不得擠占、挪用、截留工程款,確保工程資金使用規范、合理、有效。同時加強對工程建設的跟蹤審計,確保工程按要求全面實施到位。鎮財政將根據市級撥付資金的比例及時撥付工程款。
4、規范臺帳建設。臺帳是項目檢查和驗收的重要依據,因此鎮主管部門及各村在項目申報、建設和后期管護中,應做好臺帳資料的收集和整理工作,確保臺帳資料規范、齊全,以便日后的檢查和驗收。工程臺帳要收集整理工程的可研報告、設計方案、施工方案、施工圖紙、招投標文件、建設合同、影像資料、水質檢測報告、監理報告、工程審計報告等資料。資金臺帳要收集好資金管理辦法、報帳申請單、資金下達文件、相關票據、資金審計報告等資料。
5、規范長效管護。堅持“建管并重”的原則,對建成后的治污工程建立長效管護機制。農村分散式污水處理工程在通過上級驗收后納入村長效管護范疇;河道生態攔截工程建成后三年內由施工單位負責管護,管護期滿后納入村級長效管護范疇;垃圾收集處理工程由鎮創建辦進行監督考核。
四、保障措施
1、加強組織領導。鎮主管部門及各村要把農村環境及農業面源污染綜合整治工作作為農村環境整治重點工作來抓,通過健全工作網絡,成立綜合整治工作領導小組,來推動項目的實施。鎮政府成立由鎮農服站、財政所、環保、創建辦(太湖辦)、城管中隊、審計所等部門組成的工作領導小組,具體負責項目的實施、檢查、驗收等工作。鎮領導小組由鎮主要領導和分管領導分別任正、副組長,鎮環保、農業、城管、財政、審計、創建(太湖辦)等部門負責人為成員,統籌、協調綜合整治的各項工作的開展和實施。
2、明確部門職責。各部門要按照分工合作、上下聯動的原則,形成合力,明確項目總體建設目標。鎮農業部門負責組織對分散式農村生活污水處理工作、河道生態攔截工程的建設、指導和監管。鎮創建辦負責垃圾收集房的建設和垃圾日常收集處理工作。鎮財政所負責制定資金的管理和使用辦法,核算工程款并及時撥付。鎮審計部門按照相關規定負責指導項目的招投標、工程審計和財務審計等相關事宜。
【關鍵詞】中小河流治理,格賓石籠;防沖計算;施工方案
格賓石籠是一種生態格網結構,近年來被廣泛用于交通、水利、市政、園林、水土保持等領域。格賓石籠作為一種新型材料結構,在防止河岸或構造物受水流沖刷中提供更強壯穩定的侵蝕控制防護, 因而在云安縣佛洞河治理工程中,被應用于堤腳防護工程中。
1 工程概況
佛洞河位于廣東省云浮市云安縣高村鎮,屬西江流域西江水系,流域面積196.72km2,主河道長度39.80km,主河道平均坡降4.13‰。佛洞河小流域地處山區,坡陡流急,且降雨集中,一旦發生強降雨,極容易暴發洪澇災害。根據佛洞河小流域的主要特點,通過興建防洪堤、河道清淤等、山塘加固、小型農田水利工程措施等,可以有效地改善當地防洪安全,提高河道排泄洪水能力。
項目的堤防工程位于高村鎮佛洞村委所在河段,干流起止斷面為(從上游至下游)樁號0+150.0~3+050.0,從佛洞電站引水陂起至下游覃村止,治理河段全長2.9km,左岸堤防長2.7km、右岸堤防長2.9km。
格賓石籠主要應用于堤腳的防沖設計中。
2 基本參數
2.1 工程等級
根據《防洪標準》(GB50201―94),結合本流域山洪破壞性大的特點,本次中小河流治理洪水標準村莊及鄉鎮防洪標準為20年一遇。根據《堤防工程設計規范》(GB50286-98),本堤防工程等別為IV等,堤防設計標準為20年一遇。
2.2 水文設計
洪水計算采用廣東省水文局2003年《廣東省暴雨參數等值線圖》及《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊》,并通過綜合單位線、推理公式法及經驗公式法三種計算方法進行計算。
2.3 流域內水文參數
佛洞河整個流域集雨面積207.77km2,主河道長度35.16km,主河道平均坡降4.13‰;譚翁支流集雨面積16.82km2,河道長度8.78 km,主河道平均坡降11.28‰;黃沙支流集雨面積22.23km2,河道長度14.78 km,主河道平均坡降15.18‰。洪水計算采用廣東省水文水資源局水資源科所編的“推理公式法”和“綜合單位線”軟件。兩種方法計算得到的成果相差較小,說明成果較為合理,從工程安全角度考慮,本次采用較大值綜合單位線計算的設計洪水成果。佛洞河不同頻率設計洪水流量成果見下表1:
3 工程設計
3.1 提防設計
根據河流的流量,結合兩岸的地形條件,從安全、經濟、美觀、環保、盡量少占農田耕地等綜合分析比較,選擇的堤岸的結構型式為埋石砼重力式斷面和復式土堤斷面。
3.2 格賓石籠設計
在堤腳的防護設計上,主要考慮格賓石籠。
根據堤防的設計形式,其在堤腳的防護要求也不同:在埋石砼重力式石堤應用中,主要考慮河流對堤腳的沖刷作用;復式土堤除了考慮沖刷問題,還必須兼顧堤腳的穩定問題。
復式土堤臨水坡坡比為1:2.0,堤防臨水坡坡腳根據削坡點或者河灘地實地高程而定,臨水坡護坡順直段堤腳以下采用格賓石籠防沖。
埋石砼重力式石堤,迎水坡坡率1:0.1,背水坡坡率1:0.4,堤腳擋墻埋深為0.5m,護腳前增加設置4m長網箱石籠防沖。
圖1 直斜結合復式斷面結構示意圖
圖2 直墻式斷面結構示意圖
4 格賓石籠防沖水力計算
4.1 水流平行于岸坡水力計算
河道平直段受水流平行沖刷,在佛洞河(鎮安段)治理工程中采用草皮護坡的型式,為使草皮護坡在水流流速較大時不致使被沖刷破壞,應對草皮護坡經行沖刷校核計算,計算方法采用《堤防工程設計規范》(GB50286-98)中D2.2水流平行于岸坡產生的沖刷計
算公式進行校核:=+[]
其中:
―局部沖刷深度(m),從水面算起;
―沖刷處的水深(m),以近似設計水位最大深度代替;
―平均流速(m/s);
―河床面上允許不沖流速(m/s);
n―與防護岸坡在平面上的形狀有關,一般取n=。
水流平行于岸坡斷面不沖流速計算成果見下表2:
局部沖坑深度計算結果為5.45,大于水深5.0m,故本工程在堤防迎水坡坡腳設置格賓石籠防沖,格賓石籠埋置深度不小于0.5米,長度4.0米;排除地基較差河段,平順河道沖刷不致對河岸造成威脅,因此平直河段,沖刷影響不嚴重。
水流平行于岸坡斷面不沖情況下的格賓籠構造見下圖3:
圖3
4.2 水流斜沖岸坡水力計算
由于河道岸坡受斜沖,使河道水位抬高,岸邊產生自上而下的水流淘刷坡腳,危及邊坡穩定,造成岸坡坍塌失穩。在彎道凹岸處受水流沖刷較嚴重,據水面線計算中的有關河寬、流量等資料,本次設計對這種沖刷較嚴重河段進行驗算,計算公式根據《堤防工程設計規范》(GB50286-98)中水流斜沖防護岸沖刷公式(D.2.2-2)。
=
式中:―從河底算起的局部沖深(m);α―水流流向與岸坡交角(°),取32°;m―防護建筑物迎水邊坡系數,取2.0;d―坡腳處土壤計算粒徑(cm),取8cm;―水流的局部沖刷流速(m/s),取3.15 m/s。
水流斜沖堤防沖刷計算結果見下表3:
從計算結果看,格賓石籠護腳基礎埋深為0.5米,長度為4米,局部堤段斜向沖刷不致對河岸造成威脅;格賓石籠護腳基礎埋深為0.5米,因護腳迎水側墻趾增加設置1米長防
沖網箱石籠,則局部堤段斜向沖刷亦不致對河岸造成威脅。
水流斜沖堤防沖刷情況下的格賓籠構造見下圖4:
圖4
5 施工方案
5.1 賓格網的制作
格賓網是金屬線材編織的角形網制成的網箱,使用的金屬線徑是根據網目的大小而不同。如果是金屬鍍層的金屬線,則使用線徑為2.0mm到4.0mm的金屬線,如果是PVC包覆的金屬線編織的六角網,則使用外徑為3.0mm到4.5mm的PVC(金屬)線,外框邊緣的線則使用比六角網線粗一號的線。佛洞河地處山區,水流湍急,多變化,格賓網網目宜采用較為緊密的尺寸,網線材質宜使用鍍鋅鐵絲。在實際操作中,采用60mm×80mm的尺寸,使用線徑為3.5mm。
5.2 填充材料
填充石籠網的石塊大小應不小于石籠網的網孔,否則石塊太小容易從石籠網箱中掉出。石塊一旦掉出,石籠網箱就會很容易變形坍塌,從而達不到防護效果。
從安全角度以及經濟角度考慮,本工程采用在網箱表面添加一層大塊石,在內部添加小塊石的方法進行材料填充。大塊石直徑不小于80mm,小塊石直徑為20~40mm。
5.3 現場施工
格賓石籠施工時應根據堤防的入土深度和輪廓線長度及寬度等設計要求,開挖基槽,并在提防下面鋪設好土工布后進行格賓石籠護腳的施工,施工時保證提防的基底土質及其密實度;如遇較差的地基土質時,須進行地基處理,處理后的地基承載力符合設計要求。格賓石籠護腳具體施工工藝如下:
基槽開挖地基處理鋪設墊層測量放線鋪設格賓網填充石料箱體封蓋箱體植被施工
6 結論
云安縣佛洞河治理項目在堤防防護方面首次使用格賓網石籠技術,有效地解決了工程防沖、土堤穩定、水生態建設等問題,取得很好效果,體現出了在中小河流治理中工程水利向生態水利的轉變方式、方法,迎合了當今人水和諧、自然生態的時代要求。
參考文獻:
[1]《堤防工程設計規范》(GB50286-98).
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[4]《云浮市水務志》(廣東省云浮市水務局,2005年11月).
[5]《廣東省暴雨參數等值線圖》(廣東省水文局,2003年).
[8]《水利水電工程設計洪水計算手冊》1995.
[7]《水力學》(高等教育出版社,2003年).
【關鍵詞】中小河道,治理,清淤,處理技術
1 前言
作為一項工程作業,中小河道清淤工程正式開始前,負責施工的單位必須對清淤河段的地理、地質和水文情況以及其他對清淤施工可能產生影響的因素進行全面勘察,系統收集各類相關信息,為后續工作夯實基礎。
2 中小河道清淤施工技術
2.1垃圾清理外運
中小河道兩旁一般會有不少雜樹、枯枝爛葉或是生活垃圾,甚至建筑垃圾,如果不進行清理,就有可能損傷清淤機器,不利于清淤施工順利開展。因此,為了下一階段的施工,應該對這些垃圾進行清理。對于雜樹、枯枝爛葉和生活垃圾,可以通過人工撿抬后集中處理,切忌當場焚燒,避免污染環境。建筑垃圾可以用挖掘機收集裝車后用自卸車外運。
2.2清淤施工方法
根據中小河道所處的環境不同,常規可以分別采取干水作業和帶水作業兩種方式進行施工。另外,還可以進行生態清淤。通過向中小河道中投放微生物制劑來分解中小河道中的淤泥和污染物,可再投放底泥固化劑,在清淤的同時固化淤泥,能夠起到改善水質的作用。
一是干水作業是將中小河道進行分段并修筑圍堰,之后利用水泵排出中小河道內的水,在將水抽干之后,用高壓水槍加泥漿泵清除河床浮泥,將浮泥用運泥船外運。下部的渣土采用人工清理方式,吊運至岸邊臨時堆放點,后用渣土車外運,這種方式可以較為徹底的清除被污染的淤泥,清淤效果較好,但是對中小河道兩岸護坡安全有一定的影響,對周圍需要靠中小河道進行供水的田地也有影響,且需要修筑和拆除圍堰,因而造價較高。
二是帶水作業則是采用挖泥船加水下沖洗式清淤機吸懸浮淤泥的方法進行施工,常用的設備包括鏈斗式挖泥船、絞吸式挖泥船、鏟斗式挖泥船和兩棲式挖泥船等。鏈斗式挖泥船是利用一連串帶有挖斗的斗鏈,借上導輪的帶動,在斗橋上連續轉動,使泥斗在水下挖泥并提升至水面以上,至斗塔頂部之后倒入泥阱,經溜泥槽卸入泥駁,再將泥駁拖至排泥場卸掉。其挖槽截面較為規則,誤差小,適用于規格要求較為嚴格的工程。絞吸式挖泥船在各種清淤工程里被廣泛應用,其屬于靜態挖泥船,以定位樁為固定支點做圓弧形擺動,基本適用于各種類型的土壤,其安裝絞刀作為挖掘工具,使淤泥在切削之后被吸入,被吸入的淤泥通過水力式吸泥管輸送到排泥場。其一次性連續完成挖泥、運泥和卸泥等過程,效率高,成本低。鏟斗式挖泥船利用吊桿及斗柄將鏟斗伸入水中進行挖掘,然后由絞車牽引將鏟斗、斗柄和吊桿一起吊升至適當高度,由旋回裝置轉至泥駁上將泥卸掉,適合挖珊瑚礁、石塊、粗砂等。兩棲式挖泥船采用液壓驅動履帶在陸地和水中行走,能夠適應淺水區、灘涂區和各類硬土、砂土區的施工要求,且不會影響中小河道中其他船舶的正常航行,操作方便。
2.3邊坡支護
由于城市中小河道上方設有橋梁、河岸建筑物密布,因此進行常規清淤施工時需要對邊坡進行支護。要根據土質、堤防的穩固情況和建筑物情況進行不同的支護,對于兩岸堤腳埋深較淺的,可以使用提高平臺高程的方法。對于基礎較為軟弱或古中小河道,要進行基礎的加固措施,放緩河床的邊坡以確保安全。同時,還應該充分考慮施工中可能產生的超挖現象,預防滑坡發生。在清淤施工中,一旦發現兩岸堤面開裂、沉陷變形或土質變化的情況出現,立即作出相應的應急措施。如若發生滑坡,則不僅要控制滑坡的擴展延伸,還應在滑體穩定后立即對兩岸堤坡進行修復處理。
2.4淤泥處理
中小河道清淤所清理出來的淤泥,如果不做好環保處理,將會造成二次污染,特別是含有有害污染物較多的淤泥,如果隨意堆放在自然環境中,不僅會釋放臭氣導致空氣質量的下降,影響周邊居民的生活質量,還會使淤泥中的污染物在雨水的作用下滲透到地下水中,污染地下水,或影響農作物的生長。因此對于受污染較輕的中小河道淤泥,可以直接堆放在自然環境中,經過自然蒸發脫除水分之后可以用于補充農田土壤或鋪墊道路。而對于受到較為嚴重的污染的中小河道淤泥,則應避免隨意堆放,建筑渣土可以經過干化處理后用于制磚,工業淤泥統一收集后可以進行焚燒,某些有機污染物含量較高的淤泥,也可以進行發酵處理后作為農家肥使用。
3 中小河道清淤疏浚施工技術要點
我國中小河道清淤疏浚施工主要采用真空清淤工藝。該工藝的設備系統包括動力源(高壓水泵或空壓機)、動力管(高壓水管或高壓風管)、混合器、吸泥頭、吸泥管、揚泥管、輸泥管等部分。在工程開工前,要根據工程具體要求選擇合適的清淤器類型,再按照設備類型通過計算得出混合器具體尺寸、各類管道直徑及高壓水泵或空壓機工作參數等系列指標。中小河道清淤疏浚工作使用的混合器,它的高壓水噴嘴和喉管的截面面積比通常情況下要控制在 4 到 10 之間。噴嘴和吸泥管的截面面積比要控制在 15 到 20 之間。喉管橫截面的長度要和直徑保持一致,從而保障管道內的混合泥漿始終處于較為穩定的流動狀態。為了降低泥漿提升過程中能量的損失,從而增加泥漿動能到位能的轉化率,擴散管一般要采用錐形結構設計。在施工時,要注意泥漿的吸入量和所需高壓水的流量保持一致,從而保證二者充分混合稀釋制成混合泥漿。要控制泥漿在管道內的流速,一般以每秒 2 到 3 米較為適宜。還要控制噴嘴位置高壓水的流速,正常情況下控制在每秒30 到 50 米,偏大或偏小都會對處理工藝造成不利影響。氣力清淤是當前較為常用,效果較好的一種清淤方式。氣力清淤機結構中泥漿通過管道截面積較大,便于含有大顆粒、乃至大體積的塊石或卵石的泥漿順利通過,輸送效率高。需要注意的是,采用氣力清淤方式時,壓縮空掛吸泥漿的混合室小孔和管壁交角應控制在 45 度以內。排泥管的曲度變化要盡量緩和,長度也不能太長,否則容易造成管道堵塞。對于管道中的彎曲部分,可以通過采用大管徑和天窗設計來減少堵塞和便于開展管道發生堵塞后的疏通作業。
4 中小河道清淤疏浚設備介紹
中小河道疏浚作業的主要設備種類較多,常見的有清淤設備有旋挖式清淤機,絞吸式挖泥船、噴吸式挖泥船、兩棲式挖泥船等。其中,旋挖式清淤機以其高水平的工作效率和綠色換保的施工作業方式受到中小河道疏浚作業施工單位的普遍好評。旋挖式清淤機以旋挖頭為主要作業工具,泵體采用無堵塞設計,提高了抗堵塞能力,工作效能大幅增強。絞吸式挖泥船包含拖輪、錨挺、排泥管、泥漿泵、120T 運輸船等工作單元,在施工時,首先要將船上主定位裝和挖槽中心對準,然后再由開挖斷面邊線出開始挖掘作業,通過絞刀橋架前部的鋼纜反復收放,控制絞刀橫向移動實現挖掘的效果。在使用噴吸式挖泥船時要求各水系錨位都要設置好復浮標,當挖泥船一次最大挖泥厚度小于開挖泥層厚度時,可以采用分層挖掘的方法進行施工。
結束語
對于水系豐富的地區來說,中小河道既是重要的交通線,承擔著生產、生活物資的運輸,更是城市發展的生命線,中小河道的通暢情況與當地經濟發展和民生工作有著直接且重要的聯系。隨著人類文明的不斷發展,人類在生產過程中與自然的沖突愈加尖銳。
參考文獻
【關鍵詞】生態水利工程;水利建設;現存問題;作用
1水利工程建設中生態水利工程設計的意義
在環境管理和生態設計這一領域中,水利工程生態設計的理念正在悄然興起,并逐漸成為水利工程設計中一項重要的環節。所謂的生態水利工程設計,就是對水利建設過程中,會造成的環境污染以及生態破壞程度進行評估,研究,并根據具體情況調整,改善施工方案,以及采取相關的保護手段,從而將環境污染,以及生態破壞程度,降至最低。生態水利工程設計具有很強的綜合性,相較于普通的水利工程設計,生態水利工程不僅僅要滿足河流綜合治理中總的要求。
2生態水利工程設計在水利建設中的重要性
眾所周知,傳統的水利工程建設,會對其河流的生態系統造成很大程度的影響甚至是破壞,具體體現在兩個方面:首先是自然河流的非延續性,因為水利工程建設,往往是順河流方向進行的,因此會對河流的延續性帶來影響,原本連續不斷流動的河流,因為水利工程的建設,變成了靜止的湖泊,其生態系統為了適應這樣的改變也會發生一定的變化,不僅如此,河流流速,河水深度都于以往有所不同。而一些長期生活在過去水域環境的動植物,又不得不重新適應新的生存環境,而一些適應能力,調整能力較差的生物,就不得不面臨優勝劣汰這一實際狀況;其次自然的河流變成了溝渠,天然河流被改造成人工湖泊,水利工程對水流進行了攔截,上游的水無法順利流至下游,水量也因此增加,上游蓄水量的增多,迫使上游的水面深度,水面寬度有所增加,于是乎就需要淹沒更多的陸地。
3水利工程建設中的生態水利設計的基本原則
所謂的生態水利工程建設,首先要確保人與自然的和諧,其次要確保資源開發與資源保護的平衡,從而讓水利工程服務于社會,并且改變、調整相關的體制,觀念,使水域環境得到不斷的優化,保證水域安全,讓水域生態得到改善,從而讓可持續發展戰略能夠落實到位。除此之外,還要重視水利工程的防洪安全,必要時,要建設水安全體系,建設防洪工程以及采取其他相關措施,從而提高水安全體系的防御能力。與此同時,還需要對水資源的保護、節約和合理配置等問題提高重視程度,從而在一定程度上,提高水資源治理、保護和改善的承載能力。另外,還要將護岸工程落實到位,做好河道清淤工作,并加強監督管理,從而保證生態水利工程建設的順利開展。
4生態水利工程設計中存在的問題
4.1生態水利工程和水利工程的結合問題
伴隨著社會的快速發展,人們對于水利工程建設的要求也越來越高,首先要確保水利工程建設不會對環境造成污染,生態造成破壞,其次才是確保供水、供電的有效進行。而當前,我國在這些方面上,仍有許多問題等待解決,其中最主要的問題,便是生態水利工程和水利工程結合還不夠充分,進而造成生態水利工程發展受到限制。
4.2水利工程相關設計人員的生態意識還不夠高
當前,人們的環保意識都在不斷的加強,對環境的重視程度也日益提高。為了確保水利工程建設不會對環境以及生態造成影響,相關的設計人員,在工程設計的過程中,應結合當前水域狀況以及周邊環境進行設計,除此之外,設計人員應該提高自身的環保意識和相關環保知識。但當前我國的水域工程設計人員只注重水利工程的實用性,很少結合實際狀況對設計方案進行調整,這些問題,都直接影響到生態水利工程的順利發展。
4.3生態水利工程設計不標準
當前,我國的生態水利工程仍處于剛起步的狀態,相較于其他發達國家,還有很大的進步空間。我國生態水利工程的設計人員在設計方案時,總是參照以前的設計方案來,并未有專門的水利工程設計要求和標準,設計時鮮少從實際出發,導致水利工程在施工時常常會出現不可預估的實際問題。另外,有的生態水利工程在設計時,選擇的地理設計環境與實際地理環境有較大差異,設計方案投入施工時才發現難以開展水利工程,有些設計人員實地考察過,但并不重視環境差異這個問題,選擇繼續保持原有設計方案,有的設計人員甚至忽略實地考察這一過程,直接著手開始設計,導致設計方案并不能在實際環境中運用,造成時間成本和人力資源的浪費,當地的生態結構也因此遭到破壞。
5生態水利工程設計的具體應用
5.1為水生態中的生物提供空間生存和繁衍
在整個生產水利工程中,每一條河道、每一道堤防、每一株河畔植物都屬于一個大整體。在水生態系統中,專門設計了堤防,在堤防底部的護底上,設計人員專門設計了流速不同的變化帶,為魚類提供活動場所,同時,設計人員設計直徑不同的孔隙,專門為生物生長和繁衍準備,加上每條河流兩旁都會建造草叢和綠樹,供鳥類和昆蟲類生長、覓食和繁衍,共同促進水生態系統的循環發展。
5.2增強水體的自凈作用
當水體中有機污染物受到氧化作用的影響,便會直接轉化為無機物,該過程也被成為水體的自凈。在水利工程中,專門設計出流速不同的雨道,在促進魚類繁衍活動的同時,也提高了水中的含氧量,水的溶氧能力不斷增強,水中大量需氧微生物也因此生長。水生態系統中還有一定數量的需無機鹽的營養物,這些物種根上有需要微生物附著的生物膜,所以增大了無機鹽的需求量,也同時增大了有機污染物的轉化需求,整個水體凈化能力得以加強,水系統的水質也因此得到改變。
5.3調整流域尺寸
水利工程在設計時,必須考慮整個生態系統的結構,有的河流在進行生態修復工作前,必須設計出完備的修復計劃,河段的空間尺寸和短期尺寸都不是修復的考慮區域,整個流域的尺寸才是修復的主要內容,這才應當是修復計劃的考慮內容。生態水利工程便很好地掌握了河段流域的性質,注重了整體修復的修復方案,實現修復的長期性和實用性,從根本上提高生態系統的穩定性,盡可能減小人為操作的痕跡,以最大限度地保證生態系統的完整性。
(一)土地利用影響
在進行水利工程施工的時候,不僅會影響水文環境,還會占用一定的土地資源,產生相應的影響。在建設水利工程的時候,工程本身會占用一些土地資源,在施工的過程中,還會產生一些廢渣,并且建設一些臨時水利設施,這些均會占用一些土地資源,出現土地資源的極大浪費。在水利工程中,必然要進行土地的開挖與堆砌,如果不能進行有效的處理,那么必然就是對周邊植被造成影響,出現水土流失、堵塞河道等情況。
(二)生態平衡破壞
在建設水利工程的時候,導致的另外一種生態污染就是生態平衡破壞。在水利工程施工中,一般都會對水生生物的生活環境產生影響,導致一些珍稀物種出現滅絕的情況,破壞了原來的生態平衡,也影響了原來的生態食物鏈,嚴重的情況,甚至還會出現瘟疫等災害。
二、防范影響的有效對策
(一)提高生態環境承載力
要想有效降低水利工程對生態環境的影響,可以通過提高生態環境承載力的方式實現,加強生態環境保護工作的開展。在水利工程施工過程中,改變河道結構與水文條件的時候,一定要確保河流自身需水量的達到,這樣才可以保證生態環境的可持續發展。隨著社會經濟的不斷發展,人們生活水平也在逐漸提升,在建設水利工程的時候,一定要加強移民與耕地補償措施的落實。近些年來,移民與耕地補償的費用日益增加,在進行水利工程規劃的時候,一定要加強因地制宜原則的落實,根據水庫環境的承載能力,選擇適合的開發項目開展工作。比如,在河谷較窄的區域,上游河道坡度較大,經濟發展水平不高,可以進行高壩大庫的修建,有效降低中下游淹沒損失。
(二)強化不同施工階段的生態環境保護工作
在實施水利工程建設的時候,一定要針對不同的施工階段開展不同的生態環境保護工作。首先,在合同簽訂階段,一定要對施工現場環境污染處理、污染物擴散處理的責任進行規定,提出有效的解決方案,制定嚴格的污染指標,并且保證相關工作的全面落實。其次,在施工管理階段,一定要建立環境保護監測機構,對施工過程中的水質、噪音、土壤、大氣等方面進行測定,之后對不同施工階段的測定結果進行比較,明確生態環境的變化情況,結合具體情況,進行相應的調整。最后,在施工后期階段,在保護生態環境的時候,主要就是對破壞植被與景觀的及時修復,避免用地中出現耕地碾壓的情況,及時修復耕地與植被,全面實施綠化規劃,保證生態環境的可持續發展。
(三)提高管理力度
在建設水利工程的時候,一定要提高對生態環境保護的管理力度,結合我國有關環境保護、土地、林業、水利等方面的法律法規,進行協調發展,實現生態環境的有效保護。比如,在實際施工中,強化對毀林占地、水質污染、大氣污染、水土流失、噪音污染等方面的監督與檢查,對一些違規行為進行嚴厲的懲罰,及時調整生態環境中出現的污染情況,采取有效的治理措施,針對具體問題,采取合理的解決方法,實現生態環境的有效保護。
三、生態水利工程的建設
(一)強化與生態環境的結合
在建設水利工程的時候,一定要遵循水利工程與生態環境相結合的原則。同時建立人與自然和諧相處的原則,正確分析人類、自然、工程之間的聯系,結合實際情況,進行深入的研究與處理,將水利工程建設對生態環境影響程度降至最小,確保經濟與生態環境的協調發展,促進雙贏局面的實現。在建設水利工程的時候,一定要加強科學發展觀的落實,保證生態環境與社會經濟效益的一致發展,實現水利工程施工管理到施工、安全生產、生態環境的全面管理,在水利工程建設中,實現生態環境保護。
(二)強化施工資源的綜合運用
在水利工程建設過程中,施工資源的綜合運用與循環再生就是生產資料的應用。在實際施工中,一定要加強可再生循環施工材料的充分利用,結合循環再生原則,對施工垃圾展開相應的處理,實現變廢為寶,有效提高工程經濟效益,保護生態環境。比如,在建設水利工程的時候,可以利用廢渣填充溝地,降低水利工程造價,同時還可以有效提高生態效益,保護生態環境。
(三)強化施工與環境互補
在建設水利工程的時候,可以與生態環境保護進行協調發展,實現互補,建立平等的關系。比如,在建設水利工程的時候,會利用一些土地資源,進行工程基礎施工,挖出一些廢渣,如果不能進行及時的運用,就會造成土地資源浪費;在工程生產與運行的過程中,也存在著占用土地資源的情況,進行一些生活場所的建設。如果單獨考慮這兩種情況,就會導致土地資源的大量浪費;如果將兩者進行綜合考慮,就可以實現土地資源的共生利用,這樣不僅可以避免土地資源的浪費,還可以有效減少工程生產成本,實現工程建設的經濟效益與生態效益。
(四)合理利用主體空間
主體空間利用指的就是在水利工程建設中,總體布置施工區域空間組織出現問題。在合理利用主體空間的時候,一定要加強對施工現場土地資源的規劃,控制水流流速,降低工程建設對生態環境的影響,實現水利工程施工的全面規劃,制定合理、科學的施工方案,保證水利工程施工與生態環境保護的協調發展。
四、結束語
關鍵字:城市河道、中小型、環保、疏浚技術
中圖分類號: TV147文獻標識碼: A
一、引言
目前,我國正加大國家的基礎建設的投入,水利工程建設是我國基礎建設的重要組成部分,所以水利工程已經成了我國經濟發展的重要組成部分。污染河道環保疏浚過程中產生的大量污染底泥堆放在底泥堆場,污染底泥含水率高,在自然條件下難以快速脫水干化,尤其是在雨水充足的地區,會長時間占用堆場土地資源,不利于疏浚底泥后續的處理和資源化利用。因此,如何做好城市河道環保疏浚是一個非常嚴峻的工程。
二、環保疏浚的概念、疏挖方式以及疏浚設備
1、環保疏浚的概念
為改善環境為目標的疏浚,稱為環保疏浚。環保疏浚利用機械方法清除江河湖庫污染底泥,為藻類生長提供磷限制條件的環境友好型疏浚技術。
2、疏挖方式
底泥的環保疏浚方式可分為干床疏浚和帶水疏浚兩種基本類型。干床疏浚是疏浚前把水放干,一般適合于規模較小的池塘、水庫或小型河道,其底泥可通過人力清挖、機械(推土機)清挖或水力沖挖(帶浮筒的高壓水槍及吸泥泵)等方式清除。干床疏浚便于人力和機械作業,疏浚較徹底,但對水體生態影響較大,有時還會影響岸線及周邊建(構)筑物的安全。相比而言,帶水作業的應用范圍較廣,江河湖庫的疏浚都可用之。
3、疏浚設備
河道疏浚工程具有技術密集、資金密集、管理密集的特點。河道疏浚工程依賴的疏浚設備即挖泥船屬于高技術含量的非標設備。帶水作業的疏浚設備基本有兩大類:專用疏浚設備與常規挖泥船改造。專用疏浚設備多為國外產品,開發研制時間長,產品比較成熟,疏浚質量好。在常規挖泥船改造方面主要是開發研制疏浚用的環保絞刀。
疏浚設備的選擇需要考慮設備的可得性項目時間要求底泥輸送距離排放壓頭以及底泥的物理和化學特征等,還應根據當地的具體條件選用適宜的設備。
三、城市河道淤積成因分析
淤積的主要原因是城市河道多年沒有疏浚,淤塞嚴重,閘門常年關閉,使水不能自然流動,自凈能力弱。淤泥是一種以含水鋁硅酸鹽為主的(其中底泥包含了大量的BOD/COD/重金屬等污染物質)各種礦物的混合物,是一種資源量豐富和可以大規模開發利用的新類型礦產資源。其礦物晶體中含有長石等多種熔劑型礦物和有機物質,顆粒較細,可塑性高。
1、城市生活污水直接排入河道
沿海城市生活污水一般通過暗渠進行深海排放,內陸城市生活污水排入地下管網后,輸送到污水處理廠,經處理達標后排放。但是當污水泵站進行維修或更新時,污水排放泵會部分或全部停止運行,造成大量的城市污水直接從泵站旁的閘門排入河道,由于河道較寬,河水流速緩慢,致使污水中的懸浮物質沉降于河床。一般對于老舊的城區,沒有規范的河道污水排放渠道,所以出現了混亂的現象。
2、降雨形成的地面沖刷水影響
在雨季,尤其是在短時間里出現較大降雨量時,河道開始行洪,一定流域面積匯水區內的雨水夾帶大量懸浮物質( 地面沖刷的塵土等)進入河道,其中一部分懸浮物質沉積在下游河道中。
3、自然降塵沉積
自然降塵也是河道淤泥形成的一個重要原因,自然降塵直接落入河床形成淤泥,再加上大風揚起的塵土被水面吸附以及上游河段落入的自然降塵隨河水下泄的影響,自然降塵形成的淤泥量不容小視。
4、其它
未能完全截流和跑冒滲漏的污水中含有大量的懸浮物質,因這部分污水長年累月不停地流入河道,且流速緩慢,懸浮物質極易沉降而形成淤泥。這一原因形成的淤泥量也不可低估。
四、河道污染底泥清除的必然性以及污泥對水體的影響
由于河道建設過程中基本沒有考慮環境因素,而僅僅是基于疏通航道的施工,所以所有的疏浚的底泥都不上岸,而是直接堆放在河道的深槽中,這樣對底泥的處置方式有一定的環境安全隱患,底泥在淋溶及浸出條件下,其所含重金屬和氮、磷及有機污染物等可能擴散轉移,對環境造成二次污染。尤其是底泥中的重金屬具有環境持久性,處置不當將造成難以彌補的嚴重后果。一般的小污染底泥長期堆放在河道里,容易引起底床位上升,污染嚴重的底泥不作處理,會對河道里的管道進行堵塞。所以對河道污染底泥的清除是很有必要的。
在施工情況下,由于各種因素的干擾,環保疏浚會對底棲生態系統造成一定的破壞。在疏浚工程完成后而新的底棲生態系統未建立前,河道生態系統較脆弱,極易爆發水華。
五、城市河道疏浚過程中的環保措施
1、注重工程實效, 強化質量管理
在建設過程中,各級水利部門把質量管理貫穿于工程的設計、施工、驗收等每一個環節,嚴格實行施工招投標制、工程質量監理制和項目法人制,完善質量安全管理網絡。市水務局作為全市水行政主管部門,切實加強檢查督促,專門成立了郊區水利建設專項工程驗收考核小組, 購買了專門的檢測設備和儀器對各區縣的區(縣) 級、鎮級疏浚的河道進行抽查復測, 保證工程質量。
2、污染底泥處置與利用
污染底泥處理摒棄了以前單一的作為棄土棄置的方法,逐步向著資源化、減量化、無害化利用的方向發展。主要有堆存封閉法、污染泥集裝化、生物修復和資源化利用等。應該鼓勵在可能的條件下使污泥處置與綜合利用相結合,將廢棄底泥用于以泥換土、制磚、改良土壤和填筑低洼地等變廢為寶,這不僅有利于保護生態環境,還能夠產生一定的經濟效益和社會效益。
3、疏挖泥漿干化
污染底泥屬于含高有機質的淤泥質土類,淤泥質土自然干化固結過程緩慢。當需要加速其干化過程時,可采用人工強化脫水措施。在吹填工程中加速固化的常用方法包括真空預壓法、堆載預壓法、加藥沉淀法、機械脫水法、堆場主動排水法等。土工管袋過濾脫水技術近幾年逐漸被用于江河湖海淤泥脫水處理。
4、加強河道及城市污水排放的管理
建立有效的管理機制,將責任落實到各有關部門和單位,以保證污水徹底截流、淤泥及時清運和壩內蓄水的清潔。建立完善的監督機制,由環境保護主管部門對河道排水系統進行全面的監督,定期檢查沿岸的污水排放、河床淤泥淤積及清理狀況,以保證河岸的環境不被污染。
5、疏浚工程與生態重建相結合
目前,從河道生態保護角度出發,使疏浚與河道生態重建相結合,在確定疏浚區域和疏挖深度時充分考慮大型水生植物的生長條件和分布,是目前國內外河湖富營養化治理的主要研究方向。
6、環境保護措施
在強調節約能源,保護生態環境的今天,對人類生存環境造成的負面影響的生態環境破壞問題越來越突出,越來越受到人們的關注,特別是繁忙的運河航道的生態環境問題。作為航道建設和維護工作的重要手段,河道清淤改善了河道的通航條件和行洪條件,為河道沿線地區防洪、維護城市安全起了積極作用。河道清淤是指利用機械、水力或其他方法,挖掘水下土石方并進行輸移處理的工程,由于當前內河河道大多遭受了一定程度的污染,河道底泥已成為富含污染物的污染源,疏浚工程對底泥的處理還在一定程度上改善了水環境。但河道清淤工程量大、施工周期長、特別是基建性疏浚工程擾動大,難免對環境及周圍水體造成一定程度的不良影響。因此,做好河道清淤工程的生態防護工作具有深遠意義。
六、結束語
總而言之,水利工程已經成了我國經濟發展的重要組成部分,所以就如何加強城市河道的環保疏浚清淤已經成為了人們關注的焦點問題,因為河道的清淤疏浚工作直接關系到水利工程的排洪、排灌能力,已經成為了刻不容緩的問題。雖然隨著我國經濟的發展,技術的進步,河道疏浚清淤工作取得了一定的成績,但是也還存在許多的瓶頸和問題,這就需要工作人員在實際的工作中不斷的探索新的方法,來解決一些實際的問題。同時也要加強對理論知識的學習,不斷的探索提出科學的方法,相信通過不斷的努力,河道的疏浚和清淤工作一定會取得突破性的進展,使水利工程更好的為人們所用。
參考文獻:
[1] 王福林,牛寶昌,鞏富,劉迎:《河道清淤疏浚是解決遼河干流防洪的重要工程措 施》,《東北水利水電》2011年04期
[2] 孫桂喜:《河道清淤疏浚必要性探析》,《東北水利水電》2010年19期
1生態工法基本理論及應用情況
生態工法,又可稱自然工法,是以生態學為基礎的應用概念,是將生物學及地域生態學的知識活用于構造物的建設或保全上的技術[1]。即在充分進行生態調查和分析的基礎上,依托現有自然條件,因地制宜應用生態工程學方法,科學開展構筑物的規劃、設計、施工和維護等工作,最大限度維持工程區生態功能及生物多樣性,追求近自然的和諧統一。生態工法在采用原則上,強調人與環境相結合,就地取材自然資源及天然材料,維護景觀差異,減少混凝土等人工合成材料使用,恢復原有景觀地貌等。自然生態工法源于德國和瑞士,1938年德國Seifert首先提出近自然河溪整治的概念,最初應用于河川的治理、水域的規劃設計以及水土保持工作,近年來逐步延伸至水污染控制、水資源再利用、綠色建筑等領域,并在美國、澳大利亞、日本等發達國家以及我國臺灣地區得到了廣泛應用。國內對自然生態工法的研究和工程實踐,目前主要集中在河道治理工程、水利工程、水土保持工程和公路工程等領域,并出現了一批成功范例,如涼水河干流綜合整治工程作為北京市2004年56件實事之一,在河道護岸建設中運用生態工法理念,避免了傳統的河流人工渠道化,工程主體于2006年完工,經過3年的運行,各項功能均達到了設計預期,效果極為顯著[2]。近年來國內有關土木工程可持續發展和綠色施工技術的研究報道較多,部分成果與生態工法的理念接近一致。
2環境影響評價中引入生態工法評估機制的必要性
2.1發展和完善環境影響評價制度的需要
作為我國環境管理的一項重要制度,建設項目環評在預防和減輕環境污染方面發揮了重要作用,但由于立法僅作出了“對規劃和建設項目實施后可能造成的環境影響進行分析、預測和評估,提出預防或者減輕不良環境影響的對策和措施”的表述,缺少促進規劃和建設項目主動革新以追求親近自然之目標的原則規定,很多項目能通過“合法”性審核僅是做到了達標排放和減少不利環境影響等基本要求,較之生態文明建設的目標要求還遠遠不夠。特別是生態有影響的項目,從方案設計伊始就對其近自然工法水平進行評估,是減少生態環境破壞的根本手段。
2.2促進生態工法應用實踐和推進生態文明建設的需要
作為踐行生態文明的重要技術手段,生態工法發展前景雖然看好,但國內缺少環境保護相關法律法規的支持,加之項目單位普遍沒有追求生態效益最大化的主動性,其應用發展受到很大限制。新《環保法》雖提出了推進生態文明建設立法原則,但未就生產、生活各環節如何具體推進生態文明建設作出系統和原則性的規定,更未提及工程建設如何從設計源頭防治污染、保護生態的制度措施。在環境影響評價中引入生態工法評估機制,則可以通過建設項目環評準入和“三同時”管理措施,倒逼項目單位持續改進設計,采取更為積極的親近自然、保護生態的工程方法。
3環境影響評價中引入生態工法評估機制的可行性
3.1環評導則等環保標準為生態工法評估指標的建立提供了有效技術支撐
生態工法評估指標的建立涉及生態調查、景觀生態和水土保持設計、生態資材利用、生態影響減緩措施、生態環境管理等諸多影響因子之考慮。我國環評制度自確立以來,環境影響評價技術導則、環保驗收技術規范等技術標準體系得到不斷完善和發展,涵蓋水、氣、聲、土壤、生態等各環境要素的現狀調查、影響預測和評價,這些都為生態工法評估指標體系的建立提供了重要的技術參考依據。
3.2清潔生產在環境影響評價中的廣泛應用為生態工法評估機制的引入提供了很好的實踐參考
清潔生產作為環境影響評價報告的重要章節,從生產工藝與裝備要求、資源能源利用、污染物產生、廢物回收利用、環境管理要求等方面給出建設項目的清潔生產水平,并提出持續開展清潔生產水平的計劃措施。生態工法評估機制引入環境影響評價也可借鑒清潔生產工作模式,根據國內外工程實踐標準對工程設計、工程施工方案建立生態工法水平考核指標體系,實行水平分級管理,對處落后水平的工程設計提出改進計劃。
4關于環境影響評價中引入生態工法評估機制的意見建議
4.1鼓勵基礎性研究,加快標準、規范等技術支撐體系建設
與國外相比,國內對生態工法的學術研究、工程實踐遠遠不夠,生態工法的技術規范少之甚少,國家層面缺少統一規劃,沒有制定遠期發展目標。應抓緊制定生態工法評估導則及驗收技術規范,以及相關的工程技術標準,完善與現行環評管理工作的銜接機制,使其相互促進和發展。同時,結合生態系統研究成果,完善生態保護標準體系建設,系統科學解析生態因子,加快其質量標準、工程影響及評價標準、監測方法標準等基礎性標準的研究和制定。
4.2開展生態工法評估試點或立法研究
從建設我國生態文明的高度,展開生態工法評估的立法研究,納入建設項目環境影響評價法律法規體系,明確各方責任義務,制定獎懲條款。法律法規未出臺前,應積極開展生態工法評估試點,發揮其在工程建設中經濟效益、環境效益間的協調作用,并進行典型示范和宣傳引導。
4.3加快人才隊伍建設
生態工法及生態工法評估涉及環境保護、建筑、水利、景觀生態、水土保持等多學科,對工程技術人員知識水平和專業技能要求較高,需要大量懂工程實踐的復合型人才。應鼓勵和支持高等院校、科研院所加大這一領域交叉學科的研究和人才培養。
5結束語
在環境影響評價中引入生態工法評估機制,從促進工程建設改進自身設計,順應自然要求,預防生態破壞角度看,是清潔生產制度的延伸,是生態補償機制的有效補充。因此,開展在環境影響評價中引入生態工法評估機制的研究實踐,對于豐富和發展環境影響評價管理制度,建設我國生態文明具有重要的理論和現實意義。
參考文獻