东引运河—寒溪水流域淤积污染河道生态修复思考

2022-03-07 06:28黄观平
山西水利 2022年10期
关键词:清淤底泥河道

黄观平

(东莞市运河治理中心,广东 东莞 523000)

1 工程概况

东引运河樟村断面控制流域位于东莞市中部,是东引运河—寒溪水流域的一部分,各级河道321条,流域总面积843.13km2,东邻石马河流域塘夏镇、樟木头镇,南接茅洲河流域深圳市光明新区。本区属华南亚热带季风气候区,特点是气候温和,季风明显,雨量充沛,湿度较大,日照充足,温差幅度小,无霜期长。

流域多年平均降水量1831.7mm,年最大降水量2710.9mm,年最小降水量1416.7mm,3—9月年平均降水量1606.1mm,平均暴雨天数8.2d。降水年内分配不均匀,4—9月降水量占年降水量的84%~90%,连续最大4个月降水量多出现在5~8月,占年降水量的60%~65%,最大月降水量多出现于6—8月。流域多年平均蒸发量为1196mm。由于流域地处沿海,5—11月间常受台风影响,尤以7—9月居多,平均每年台风发生次数达2.8次,风灾较严重的地区是珠江口一带。

场地岩土层按成因类型可划分为:人工填土层(Q4ml)、冲洪积层(Q4al+pl)、残坡积层(Qedl)、燕山期(γ)花岗岩和侏罗系(J)泥质粉砂岩。

2 水环境存在问题分析

2.1 水环境容量不足,水污染形势严峻

流域主要污染来源为生活污染、工业污染,污水直排现象严重,河涌晴天纳污、雨天排涝,水环境容量不足,主干河道仁和水及其支流河涌水质均为劣V类,多数河道呈现黑臭甚至重度黑臭状态,严重影响常平镇城市形象及周边居民的身体健康和生活环境。

2.2 内源污染严重,黑臭底泥淤积

各河道均存在不同程度的淤积情况,除对防洪排涝通道造成阻碍外,底泥作为河道水体环境的沉积物,因水域受到污染后,水中部分污染物可通过沉淀或颗粒物吸附而蓄存在底泥中,适当条件下重新释放,成为河道水环境重要的二次污染源。

2.3 河道空间被挤占,生态系统孱弱

支流河涌穿城而过,沿岸空间被临河而建的房屋、道路或其他建筑挤占,加之水污染严重,河道生态系统遭到破坏,人为干扰过度,自净能力丧失。

2.4 河道水源缺失,水动力不足

支流河涌均为由泵站、排站控制的排渠,河涌内缺少基本的生态流量,河涌水源多靠沿途污水补给,下游闸站在枯水期处于关闭状态,站前水体基本处于静止状态,水动力严重不足,加剧了河涌黑臭现象;加之,截污控源工程实施后,河道几近丧失水源。

2.5 污水管网系统不完善,污水处理能效不足

近年来经济飞速发展,整个城市建设迅速,但区域内管网建设不完善,仍以合流制为主,污水直排、散排现象普遍,致使城市水体污染较为严重;污水主干管网建成时间较长,长期满水承压运行,存在不同程度缺陷问题,外水(河水、地下水、雨水)挤占河道空间,污水处理厂进水浓度偏低,未能有效发挥污水收集、处理效能;现状污水处理厂处理规模与实际污水产生量不匹配,亟需扩建。

2.6 水环境监管和污染防控有待完善

关于地方水环境保护的财税、产业、价格和投资政策以及环境保护法、体制和机制有待完善,众多中小型企业未有效纳入管控范围,环境监管执法能力薄弱,与污染源日常监管实际需求差距很大。企业诚信守法意识淡薄、违法成本低廉等问题长期存在,水环境监管和污染防洪体制、机制有待完善。

3 底泥现状分析

3.1 淤积厚度及含水率

河涌底泥厚度在0.1~1.6m之间,主要集中在0.4~0.8m之间。检测点位底泥的平均含水率为42.17%;pH值介于4.7~7.9之间,平均值为6.56,土壤化学特性总体偏酸性。

3.2 营养物质污染情况

采用综合污染指数评价法,评价各河道底泥氮、磷营养盐污染现状,评价公式如下:

式中:Si——单项评价指数或标准指数;

Ci——评价因子i的实测值,mg/kg;

Cs——评价因子i的评价标准值:Cs(TN)取670mg/kg,Cs(TP)取440mg/kg;

FF——综合污染指数;

F——Cs(TN)和Cs(TP)的平均值;

Fmax——Ci(TN)和Ci(TP)中最大项值。

底泥营养物质分级评价标准见表1。

表1 底泥营养物质分级评价标准

根据底泥检测结果,常平镇境内河涌总磷介于0.11~1.27g/kg之间,平均值为0.55;总氮在0.05~1.17g/kg之间,平均值为0.33g/kg;有机质在1.24~44.3g/kg之间,平均值为14.51g/kg。具体评价结果如表2所示。

表2 常平镇河涌底泥营养物质检测结果

根据STN评价结果,常平镇境内中度污染河涌占5%,轻度污染河涌占15%,清洁河涌占比80%;由STP评价结果,常平镇境内重度污染河流占35%,中度污染占15%,轻度污染占35%,清洁占15%;根据FF评价结果,常平镇境内重度污染河涌15%,中度污染占10%,轻度污染占10%,清洁底泥占65%。总体来看,常平镇河涌底泥总磷的污染程度大于总氮。

3.3 重金属污染情况

在底泥重金属污染分析中,参考《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)作为评判标准。经分析,常平镇河涌重金属均达到建筑用地土壤二类用地标准,具体结果见表3。

表3 常平镇河涌底泥重金属指标评价表

4 底泥清淤工程分析评价

大岭山镇内共有42条河道,其中石槽坑排渠、大塘加油站排渠等14条排渠整治由镇界统筹,不纳入本方案范围;另外石槽坑小排渠、沁林排渠等12条排渠无排污口或者已截污,同样不纳入本方案范围。除去流域内以上已开展清淤整治工作的河道,本次清淤清障河道总计15条,总河长0.20km,根据现场踏勘、底泥监测数据,其中马鞍山排渠、大坑洞排渠等9条河道底泥污染较轻,淤积程度较小,仅进行清障;其他6条河道存在不同程度的底泥淤积现象,底泥污染较严重,本次结合防洪排涝和环保需求,对梅林河等6条河道进行清淤疏浚。

4.1 基本地质条件

(1)枫树坑排渠。枫树坑排渠清淤平均深度0.5m,清淤坡比1∶3,现状有挡土墙的河段为保证两岸挡墙的安全,清淤开挖始坡位置与两岸挡墙墙脚需预留一定的安全距离,即清淤保护范围。195县道下游段河段安全距离为2.0m,县道上游河段安全距离为1~2m,根据实际断面情况确定。清淤河长3.327km,清淤平均深度0.5m。

清淤方式:①195县道下游段河面较宽,采用水上挖掘机开挖淤泥,装驳船转运至自卸式汽车,运至位于梅林河的淤泥处理厂。②195县道上游建成区河道,两岸已建挡土墙,河道较窄,两岸大部分无施工道路,采用小型挖掘机在河道内开挖,装运到自卸式汽车外运。③上游段天然河道,河道较窄,两岸多为农田,采用长臂挖机岸上开挖,装运到自卸式汽车外运。

(2)梅林河。梅林河两岸大部分为自然缓坡,清淤开挖始坡位置自缓坡底部起,清淤平均深度0.8m,清淤坡比1∶3,清淤河长1.8km。清淤方式采用水上挖机开挖淤泥,接泥驳船,运至右岸的淤泥处理厂。

4.2 工程措施分析

拟清淤河道地面出露地层以有机质高液限黏土(CHO)及砂层为主,部分含大量生活垃圾,建议采用长臂挖机或水上挖机进行清淤,局部配合人工清淤,建议清淤措施见表4。

表4 河涌清淤措施建议表

4.3 施工工艺分析

本工程为河底环保清淤,拟清除的主要是呈流塑-软塑状的软质污染淤泥,以及河道内被污染的砂层或淤泥质砂与垃圾,清淤深度多在1m以下,对河道两岸边坡稳定性影响较小。部分河段岸坡较陡,河道清淤后水流条件会产生一定变化,存在岸坡冲刷,建议对冲刷岸坡坡度较陡及清淤厚度大于0.5m的岸坡段,采用抛石护脚或格宾挡墙护脚,局部段河道纵坡坡降大、水流急,建议对河底进行抗冲刷防护。具体措施如下:

(1)加强隐患河段的治理。对于河道边坡较陡的渠段,可以通过加大边坡开挖,放缓边坡。如边坡较高,可以设平台或分级开挖,减少边坡滑坡的可能性,或对河道进行侧墙浆砌石衬砌。

(2)河道衬砌防冲刷措施。在地质条件允许以及边坡稳定的情况下,对河道改造多采用混凝土衬砌防冲刷措施。对于地质条件差,边坡容易滑坡的河段则考虑浆砌石衬砌。

(3)完善河道配套建(构)筑物。对于交通桥涵等渠系建(构)筑物的建设,要以不影响过水为原则。需彻底清理雍水建(构)筑物、淤泥及工程残渣等,保证河道畅通。

(4)加强河道日常维护,及时清理河道边坡上的杂物,及时清除河道内的淤积物,使河道水流畅通,减少淤积条件。

5 结语

根据设计方案,本工程开挖后的弃土量约14万m3,其土体类型主要为淤泥和各类垃圾,其次为砂层和少量的粉质粘土等。对于弃土点或底泥处置场的选址,应由业主、设计单位、施工单位及当地政府有关部门共同商议,根据现场实际情况选定。弃土选址应符合相关规定,避免造成人为的地质灾害。值得指出的是,由于本工程部分位于东莞市区,河涌底部表层为流塑状浮泥,在运输过程中会滴漏、洒漏,对市区环境造成影响,因此建议对表部开挖后的浮泥进行固化后,再采用封闭车辆进行运输。

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