山平塘清淤及其生态环境治理研究

盛 丰 胡国华 方 妍

（长沙理工大学水利工程学院 长沙市 410114）（湖南新华水利电力有限公司 长沙市 410007）

湖南省是一个以丘陵山地为主的省份，境内星罗棋布分布着180多万口山平塘，灌溉着湖南省近60%的耕地。然而，由于当前的山平塘多数都是20世纪60、70年代，工程规划、设计和施工不达标，并且修建时用的材料相对较差，部分塘坝甚至在开始运行时就是“不完全工程”，加之年久失修、缺乏必要有效的水土保持措施，塘坝周围的田地随着长时间的雨水冲涮，流入塘中，造成塘底的土壤堆积过多，淤积严重、储水量减少，严重淤积使得山平塘灌溉效率逐年下降，严重威胁到种植业的发展和粮食安全、危及水产业的发展、制约了农村产业结构的调整[1]。为提高农业灌溉、供水和养殖效益，增强农业抵御自然灾害的能力，必须对淤积的山平塘进行清淤处理，释放山平塘库容。此外，还应当采取水土保持等生态环境治理措施，改善和恢复山平塘周边生态环境，减小水土流失，从而减小和消除山平塘的淤积，改善塘区水质和水生生物生存环境。

1 山平塘清淤技术

山平塘的清淤方式主要有干塘清淤和水下清淤两种。干塘清淤是先把山平塘抽干，然后用高压水流将淤泥冲成泥浆，通过泥浆泵将淤泥抽送出池塘，或用其它专用机械通过泥斗将淤泥送到堤上。水下清淤则是在不抽干池塘水的情况下作业。特点是全年均可进行作业，不影响正常的鱼虾养殖工作，清淤成本低，消耗劳力少。山塘清淤主要采用干塘清淤方法，平塘清淤主要采用水下清淤方法。

1.1 干塘清淤

干塘清淤是在将水库完全排空后进行清淤。其优点是能较好控制清淤厚度（可见坑底，也能准确了解边坡的清淤量），工作面平整；能保证环保方面对清淤质量的要求，不产生回淤和扰动非清淤土层现象，不会发生两工作面间土埂和其它漏清现象，避免水下清淤设备受吃水深度影响对近岸边的浅水区无法作业的矛盾；能彻底清除所有游离状淤泥，并配合人工将坝底所有垃圾杂物一并清除；清淤选用水力冲挖机组进行清淤施工时，清淤速度快、泥浆浓度高，能提高淤泥的输送排放效率；清除的淤积料可直接运走和堆放，不需采取特殊的措施；能随时随地进行检验清淤质量，监测清淤厚度的合理性，及时调整清淤厚度；可使影响湖水能见度的藻类灭绝，对水质的改善有很大帮助。

干塘清淤方法本身没有弊端，只存在不可估算的风险。如下雨时，现场机械装置无法操作；很难估计淤泥深处的排沙速度，这会导致工程开工时间的不确定性；由于受清淤厚度的限制，无法使水力冲挖机达到最佳生产效率；在整个清淤过程中塘坝必须停止运行，清淤结束后补水工程量大；水生动物如鱼、蚌、螺不复存在，底栖类和少量的水生植物也会受很大影响。

1.2 水下清淤

水下清淤是在塘底蓄水淹没淤泥的情况下，用泥浆泵将水下淤泥抽出池塘。该方法一般用于塘内积水不宜或不能排干的平塘。

水下清淤全年均可进行作业，不影响正常的鱼虾养殖工作，对水生动植物生长的影响较小，清淤成本低，消耗劳力少。但水下清淤施工难以满足所规定的超深和欠挖要求，其工作范围受清淤设备受吃水深度影响；水下清淤的泥浆浓度低，需要较大的场地堆放清出的泥浆，泥浆排水固结时间长；此外，由于塘底淤泥表面呈游离状态，且夹有大量的易漂浮的杂物，用水下清淤机械施工，很容易产生二次污染。山平塘水下清淤设备目前主要有传统动力清淤设备和振荡脉冲射流气举清淤设备两种。

（1）传统动力清淤设备。传统清淤设备包括抓斗式、绞吸式、翻斗式、耙吸式挖泥船等[2]。该类清淤设备因未配备防扩散装置，施工搅动的悬浮泥沙量大且影响范围广，造成施工后回淤量较大。在施工过程中为达到设计标准，往往采取超挖的办法。该方法既破坏了原状土，又无法彻底清除污染物，同时扩散的污泥对水体造成了二次污染。但这类清淤船构造相对比较简单，购置费用和运行费用相对较低；设备能在水面上边航行、边吸纳、边排送连续作业，吸浆浓度大、输送距离远，提升扬程高；具有投入资金少、生产效率高、体积小、重量轻、转移方便、特别适合流动作业等特点。

（2）振荡脉冲射流气举清淤设备。该方法是利用高压水射流对水下淤积物进行搅拌破碎并由气举装置吸排淤积物。振荡脉冲射流气举清淤装置由气举、射流破碎器（振荡脉冲喷嘴)、高压水泵、吸淤管、排泥管、固液分离装置、卷扬机、空压机、进排气管、柴油发电机、船体等组成清淤系统[3]。和传统的清淤工艺相比，脉冲水射流与气举联合作用下的清淤工艺具有工作效率高，运行费用低，操作简便，部件磨损消耗少，维修简单等优点。

2 山平塘生态环境治理

在农村种养业发展和各类基础设施建设活动中，由于缺乏必要有效的水土保持措施，山平塘周围的田地随着长时间的雨水冲涮，流入塘中，造成塘底的土壤堆积过多，形成淤积。因此，在山平塘治理过程中，除了要采用清淤方法将淤积的泥沙从山平塘中清除出来，以恢复山平塘的库容外，还要采取生态环境治理措施，减少和消除汇入山平塘中的泥沙量，以维护山平塘蓄水抗旱功能的长效发挥。一般而言，在人口相对集中、坡耕地较多、植被较差的地方，水土流失一般比较严重，必须开展综合治理[4]。综合治理措施包括工程措施和非工程措施。

2.1 工程措施

（1）坡面整治。在土层较厚的缓坡耕地上，采取坡改梯，配套坡面水系，完善田间道路，因地制宜地建设土坎和石坎梯地，土坎梯地必须采取植物护坎措施；坡面水系工程包括排灌沟渠、蓄水池窖、沉沙池等。由于坡改梯工程是逐年进行，因此，对于暂时没有进行改梯的坡耕地，要求采取保土耕作措施，减少水土流失。原则上，在5°～15°的缓坡耕地进行坡改粮梯，在15°～25°的坡耕地进行坡改果梯。改梯之后，可以种植粮食作物、经济作物、果树、药材以及其它经济价值较高的品种，种植的品种由农民根据市场规律进行选择。在生产过程中，全面推广配方施肥和化肥深施技术以及高效、低残留农药和病虫害综合防治技术。

（2）沟道防护。在沟道建设拦沙坝和谷坊，是防治水土流失、减少入河入库泥沙非常重要的措施。有条件的地方，可以结合沟道防护，将低效或无效的宽阔沟道中的劣质地改造成高效优质土地，将其作为培育和增加土地资源的有效途径。对沟道进行防护要综合配置，采取谷坊群，结合拦沙坝进行多层拦蓄，防止沟道下切，对于沟岸扩张和沟头朔源侵蚀严重的沟道，还要辅以刺槐等植物措施，建立一套完整的、全方位的沟道防护系统。

2.2 非工程措施

（1）生态移民。在偏远分散、生存条件较恶劣的山区，采取生态移民措施。通过小流域治理，在土地资源和水源条件较好的沟道、河谷，建设高标准的基本农田，为安置移民提供必要的生产资料；部分地方还可以结合移民建镇规划，集中安置移民，将移民后的陡坡耕地全部退耕还林还草，加快生态环境改善。

（2）配套政策。主要指各地针对水土保持生态修复区制定的管理办法、通告、文件等。如陡坡地退耕后实施水土保持生态修复的奖励和鼓励政策、机制；以小水电、太阳能等替代木材燃料、修复生态的投资扶持政策；山丘区绿色环保型农、林、果产品的产业化开发，促进水土保持生态修复的投资政策；生态移民的安置政策、植被重建投资政策等等。

3 结 论

本文分析山平塘淤积的原因，指出了山平塘清淤在湖南省农田水利工程建设、促进区域农业发展的中的重要性。根据是否需要放空塘容，将山平塘清淤分为干塘清淤和水下清淤，并对这两种清淤方式的操作以及各自的优缺点进行了评述，同时对目前常用的两种水下清淤方式进行了分析和说明。本文同时列出了一些常用的工程措施和非工程措施，改善和恢复山平塘周边的生态环境，以减少水土流失和汇入山平塘的泥沙量，减少和消除山平塘淤积。

1陈三国.对祁东山塘实施机械化清淤增容的思考 ［J］.湖南农机,2007:14-15.

2查跃华,孙三梅.我国湖塘清淤机械现状及清淤技术发展趋势［J］.中国农机化,2005(2):27-30.

3向文英,程光均,李晓红,卢义玉.水射流气举在水库河道环境疏浚与清淤中的应用［J］.重庆大学学报(自然科学版),2005(8):129-131.

4周晓云.关于衡阳治理“衡邵干旱走廊”的思考［J］.湖南水利水电,2011(1):51-53.