中小河道治理中的清淤及淤泥处理技术

单金爱

河南省濮阳市河道管理处 河南 濮阳 457000

在众多河道水质影响因素中，淤泥被认为是最为重要的一项影响因素，无论是影响效果，还是持续程度，都应该得到充分重视。事实上，对于一般的清淤方法或措施而言，即便消除了污染源，或者将大部分污泥清除，由之前污染所带来的影响依然会存在。原因在于，淤泥与河道上覆水在进行能量交换与物质交换的同时，淤泥中的污染物也会参与进整个“交换活动”中，它与河道上覆水会形成“吸附——释放”关系，只要“交换活动”不停止，这种关系将会以动态平衡的方式持续下去。

1 中小河道清淤技术应用分析

1.1 抓斗挖掘式清淤技术应用——以A河道为例

(1) 河道清淤基本情况概述

A河道清淤范围从S桥泵站至X河，总长度超过2500m，平均宽度为20m，平均底泥厚度达到0.56m，计划清淤量为22000m3左右，实际清淤量23500m3。该河道清淤方式为抓斗挖掘式清淤，底泥在转运至航运船只后，经过水路外运消纳。

(2) 清淤效果评价

从清淤过程看，由于在对A河道清淤时采用了抓斗挖掘式清淤方法，水体会受到较大扰动，更多沉降在河底的物质会在力的作用下上浮，使原本较为清澈的上半段河水变得浑浊不堪。对比来看，抓斗挖掘式清淤方法实施前后，水体水质感官差别还是非常大的。关于这一点，通过颜色还是很好区分的，河道水体被扰动前，前段面水体清澈度较高，从清淤点开始往下，水体颜色变为灰色，有些甚至是黑色，这是由抓斗大范围持续扰动所造成的。结合A河道清淤情况看，清淤段下游65m以内水体浑浊程度最高，65m以外，随着被扰动的泥浆和污染物逐渐下沉，水体又开始变得清澈。

从清淤成果上看，A河道清淤整体效果基本满足河水清淤需求，但需要注意的是，在本此抓斗挖掘式清淤过程中，河道两侧挖掘程度明显不如中间段挖掘程度高，呈现中间深，两端浅的形态。原因在于，考虑到两侧深挖很可能给河岸两侧驳坎带来安全威胁，因此两侧挖掘深度远未达到标准要求。另一方面，由于无法精准控制抓斗下斗深度，因此无法确保每一处河底的淤泥挖掘程度相同，特别对于泥底较薄处来说，实际挖掘很可能超过设计深度。

总结：结合A河道清淤过程与成果来看，抓斗挖掘式清淤方法具有效率高、易操作的特点，但对水体扰动较大，从环保角度看，该方法不是最佳清淤方法。另一方面，其较低的挖掘精准性，也是制约其被更多使用的原因之一。因此在通常情况下，该清淤方式不可作为河道清淤首选。

1.2 泥浆泵清淤技术应用——以B河道为例

(1) 河道清淤基本情况概述

B河道清淤范围从X河至Y河，河道总程度超过3000m，宽度约为46m，底泥厚度约为0.7m，计划清淤量为1407.3m3，实际清淤量3582.5m3。对该河道清淤使用了泥浆泵清淤方式，通过建立围堰来抽干河水；在处理底泥时，使用泥浆泵管传输底泥，传送至运河口航运船只后，经过水路外运消纳。

(2) 清淤效果评价

从清淤过程看，由于在对B河道清淤时采用了泥浆泵的方式进行清淤，因此施行断流施工便成为必然，这样便会导致被清淤的河道无法正常配水。另一方面，在实际清淤过程中，首先挖掘上来的底泥会经历更长的暴露时间，期间会产生异味，这对周围居民来说是不小的影响，也会给周边商业活动的顺利进行造成一定阻碍。同时也需要注意到，泥浆泵清淤方式对底泥泥浆的吸附或清理能力比较有限，很多混杂在泥浆中的石块无法被一次性清除，这就导致必须进行新一轮人工清除，才能保证杂质被彻底清除。

从清淤成果看，以泥浆泵作为主要或唯一河道淤泥清除方式，在很大程度上会造成一系列负面影响，如影响周边居民正常生活和商业活动顺利进行，对周边环境造成破坏，不利于环保理念的渗透和生态环境保护，甚至会直接给生态平衡带来破坏。

总结：采用泥浆泵方式对河道水进行清淤处理，在一定程度上的确可以达成清淤目的，尤其是，该方式对水体表层浮泥清除较为彻底，但清理对象若为硬泥，使用该方式进行河道清淤便无法收获良好效果。文章建议，泥浆泵清淤方式可作为备选，当其他清淤方式无法发挥作用和功能时，或者带来更大破坏和负面影响时，可考虑选择该清淤方法。

1.3 环保清淤技术应用——以C河道为例

(1) 河道清淤基本情况概述

C河道清淤范围从上塘河O处至P桥处，河道总程度超过1500m，宽度约为23m，底泥厚度超过0.5m，计划清淤量为3346.7m3，实际清淤量2982.8m3。对该河道清淤使用了环保清淤方式，具体为旋挖式，经过离心脱水干化操作后，采用水路外运方式进行消纳。整个清淤过程为：使用旋挖式清淤船进行环保清淤——离心脱水干化－干泥装船外运的集成工艺。

(2) 清淤效果评价

从清淤过程看，采用环保清淤技术对C河道进行底泥清淤，需要保证水位处于正常，河道配水操作能够在整个清淤过程中正常进行。由于C河道为某市旅游河道，因此清淤操作不可影响日常船舶通行，满足河道使用需求。采用水下旋挖式清淤工艺的好处在于，河道底泥受扰动影响较小，泥浆不会被更多上翻，河水污染程度较低。在底泥脱水干化技术支持下，泥浆外运量明显高于泥底外运量，泥运船舶航行次数变少，周边居民受影响程度较低。

从清淤效果看，清淤前后河道断面情况基本相当，更加接近理想清淤效果，对河流中上层浮泥的清除比较彻底，底泥清除程度较高。值得注意的是，在使用环保清淤技术对C河道进行清淤时，由于采用了分断式连续清淤模式，因此河底原有生态系统并未受到较为严重的破坏，水生物生存环境得到较好保护，且在清淤工作完成后，水生物生活环境又得到进一步改善，动植物自然繁殖和生长能力变强。显然，环保清淤技术在本次河道清淤过程中发挥了较为重要的生态保护作用。另外，底泥外运前通过离心干化脱水，大大减少了底泥的外运量，减少了施工过程中的能源消耗。在底泥处置地，干化的底泥不需要经过晾晒，可直接用于土地整理工作，起到了较好的环境保护效果。

总结：c河道环保清淤集成工艺基本实现了清淤过程泥沙搅动少，扩散和泄漏少，悬浮状态的污染物对周围水体影响小；上层底泥清除彻底；底泥超挖量相对较少；清淤时对周边环境影响较小；清淤对河道生态影响小；疏竣的污染底泥减量化等特点。环保清淤集成工艺，清淤的效果和效率也得到了较大的提高，是今后河道清淤生态化、环保化和常态化的主要工艺和手段。

2 河道淤泥处理相关技术研究

2.1 无污染淤泥处理与有污染淤泥处理

无污染淤泥处理与有污染淤泥处理在本质上存在区别。其中，后者在实际操作中需要根据具体污染物特征与属性来选取相应的处理措施。就当前工程建设情况看，河道淤泥污染物含量较低，有些河道几乎不存在污染物。对于有污染淤泥处理来说，具体操作时，首先要对污染物进行鉴别，分析其组成成分，并将分析结果与实际清污要求关联在一起。举例来说，若河道中重金属含量较高，可选择钝化处理技术进行淤泥清理(下节中将详细介绍该技术)。需要注意的是，一般情况下，被清理出来的淤泥并不会立即做集中性处理，若淤泥中的氮盐和磷盐含量较高，通常在经过特殊处理后将被用于其他用途，如作为填充路堤的主要施工材料，在这一定程度上也有助于降低二次污染发生概率。

2.2 钝化处理技术

重工业的迅猛发展，以及部分地区工业化程度逐渐提高，人们的基本物质生活需求逐渐得到满足，但同时也带来了比较严重的环境污染问题。一般在工业化程度较高的城市和地区，工业废水和废弃物排放量都很高，导致河道中的重金属污染物数量不断攀升。针对这一问题，必须要借助功能更优，效果更佳的清淤技术进行处理，如钝化处理技术。钝化处理技术是一种专门用于处理河道内重金属物质的清污技术，其核心应用目的是最大限度降低河道水质影响。结合实践经验来看，钝化处理技术可以很好将河道中重金属污染物的活性控制在可接受范围内，其效果趋势是逐渐降低的。随着重金属污染物活性不断降低，重金属的污染能力也将变得十分有限，这等于间接稳定了水质环境，从而逐步达成降低污染的目的。

2.3 堆场淤泥处理技术

所谓堆场淤泥处理，就是根据具体清淤工程需要，将被清理出来的淤泥堆放到合理的场地位置。过程中，需要使用到相应的处理技术来完成对淤泥的表层处理，最大限度提升堆场的使用价值，使空间得到充分利用。一般而言，河道淤泥清理前所建立的堆场，一定要具有重复利用性，同时还要加强相关环节操作能力，以便充分提升堆场使用率，通过加快耕地恢复速度，使下一次淤泥处理能够顺利进行。

堆场表层处理技术是一种非常重要，且实用性很强的堆场淤泥处理技术。通常情况下，河道清淤工作完成后，淤泥内水含量会比较高，淤泥颗粒较小，黏粒含量不低于20%。以上特点导致淤泥沉积速度会比较慢，需要花费更多时间固结。相关研究指出，吹淤和落淤后的2-3年时间里，淤泥表层会形成“硬壳”，其厚度在20-30cm之间，而“内部”淤泥却依然较软，处于流动状态。针对这一现象，若普通方式进行淤泥处理，工作难度将会变高。显然，如果能够缩小淤泥“内外环境”差异，淤泥处理难度将会大大降低。堆场表层处理技术可以实现对淤泥的合理固化，使淤泥整体的固化程度更接近于处理要求，满足工作需要，方便后续的设备操作。

2.4 淤泥资源化利用技术

在现阶段的河道淤泥处理过程中，固化和干化措施被更多使用，有时候也会用到土壤化措施。实践表明，这些处理方式能够将淤泥利用率和土地利用率发挥到最大。另一方面，对被清理出的淤泥进行科学处理，也有助于节约建筑工程成本，因为在相应处理技术支持下，更多淤泥将被用作砖瓦材料，更好满足了行业发展需求。具体而言，通过优化加热、熔融、烧结等工艺，可以使更多淤泥成为建筑原材料，所谓烧结，就是将目标淤泥加热到一定温度，提高粒子粘结程度，达到淤泥分解的目的，若操作后的淤泥水含量能够被控制在可接受范围内，即可作为水泥材料。所谓熔融，就是对目标淤泥进行加热，当达到足够高的温度时，淤泥内的水分便会被充分蒸发，有机物将得到最大程度分解，矿物质也随之融化，此时再做冷却处理，即可得到陶粒。

使用热处理技术对淤泥进行处理的好处在于，更多质量较低的淤泥会在处理之后成为重要的建筑材料或工艺品原材料，其后续应用价值很高，有非常积极的意义。但值得注意的是，热处理技术无法针对大量淤泥进行处理，单次或阶段性清淤能力比较有限。根据经验来看，一家普通砖厂年均淤泥处理量在4.5万m3以上，最多时能够达到5.5万m2，显然，这根本无法满足河道清淤总量需求。鉴于此，提高资源利用率变得非常重要，这样可以使被清理出的淤泥得到高效处理，进而提升经济效益。

3 淤泥处理需考虑的因素

3.1 处理方法需根据污染物含量进行确定

整体而言，河道淤泥处理不能一概而论，而是要根据河道具体情况，如底泥成分及含量，河道周边环境，城市重工业发展程度等，因此在选择淤泥处理方法时，必须要能够与实际情况相结合。另外，对淤泥是否被污染，以及污染程度高低进行判断很重要，同时还要对主要污染物进行甄别。例如，对于重工业发展程度较高的城市和地区来说，由于河道和底泥受污染程度较严重，所以在对淤泥进行处理时，需要慎重选择淤泥处理方法，保证被选择的方法能够充分发挥作用，达到预期处理效果。而对于一般性水利工程建设来说，由于河道淤泥受污染程度较低，河道内污染物含量远未达到标准要求，因此不需要实施针对性较强的处理方法，这意味着，整个淤泥处理工作不需要投入过多物力和成本，从而间接提升经济效益。

3.2 正确选择淤泥处理技术

作为整个淤泥处理过程最为重要的一项要素，淤泥处理技术的选择要给予充分重视。一般而言，针对具体技术进行选择时，需要综合物理、化学等多方面属性，同时还要能够预计到它们所带来的影响。采用不同分类方法，需要设定的标准或要求也会有所不同，但无论以那种方法来进行选择，或者以何种标准进行设定，都必须能够对河道中的淤泥进行物力和化学性质分析，认真研究其结构和组成，这将有助于使负面影响降至最低。最后，还要结合现场施工情况来匹配检测手段，人力、物力、财力等主要因素也要被考虑进去，进而获得相对理想的检测结果，以便更好制定处理措施和方案，最终达到清淤、环保、节能、提高经济性等目的。

4 结束语

结合实际来看，当前较受欢迎的，清淤效果较好的，负面影响程度较低的清淤技术为环保清淤技术，研究人员对于此项技术的研究也更为深入，投入巨大。结合文章所介绍的河道淤泥处理技术应用情况看，其它几项技术无法满足生态环保需求。使用环保清淤技术对河道淤泥进行清理，可最大限度保证河水清澈度，降低底泥破坏程度，同时在相应处理技术支持下，被清理处的淤泥水含量能够得到有效控制，满足淤泥再利用需求。而关于堆场技术应用条件较高这一问题，可通过降低泥浆增容率来进行解决，以实现对泥浆含水量输送的有效控制，进而使更多淤泥被用作填土材料。值得注意的是，采用上述方法进行处理，可同时实现处理精度的提高和成本控制，就目前来看，这种方式值得推广。