宋都古城河湖清淤治理方案分析

吕仲祥，杨 杰

（1.河南省水利水电工程质量安全中心，河南 郑州 450003；2.尉氏县水利局，河南 开封 475500）

1 引言

宋都古城内分布着由五湖四河组成的水系，由于古城区域内管网多为雨污合流制，不仅存在着雨季污水溢流进入水系的现象，甚至以前有污水直排进入水系。古城水系由于多年未治理清淤，大量污染物沉积、积累在底泥中，区域内源污染较为严重。

2 河湖淤积现状

据勘察，铁塔湖淤泥深度0.80～1.90 m；西北湖淤泥深度0.50～0.80 m；龙亭湖淤泥深度0.60～2.90 m；杨家湖北部淤泥深度约2.50 m、潘家湖北部淤泥深度1.80 m、其余部分淤泥深度约1.50 m；包公湖淤泥深度0.70～1.90 m；广济河淤泥深度0.30～1.70 m，龙亭南路～龙亭湖段淤泥深度0.60～1.40 m，龙亭南路～解放路淤泥深度1.70 m，解放路以东段淤泥深度约1.80m；利汴河淤泥深度0.30～1.40 m，一般为约1.00 m；隆济河淤泥深度约0.50～0.80 m，一般为0.70 m。

3 生态清淤方案

3.1 生态清淤范围的确定

根据河道淤泥深度及区域淤泥分布情况，古城水系清淤包含龙亭湖、包公湖、铁塔湖、西北湖及广济河、隆济河、利汴河。

3.2 生态清淤方式比选

根据古城水系生态清淤的特性，参考目前已有的施工实例，经常选用的施工清淤技术有排干清淤和水下清淤。没有防洪、排涝和航运功能及流量较小的河道多适用于排干清淤。清淤应用比较广泛的是水下清淤，但应注重减少开挖时污染物在水中扩散所形成的二次污染。

根据现场条件，主要有4 种方案可供选择，详见表1。

表1 常用淤泥开挖方案对比表

根据现场各水系的特点分析，铁塔湖、西北湖、广济河、利汴河、隆济河等水系底部高程相对较高，容易排空水体，因此通过排干后选用挖掘机开挖+汽车运输，排水后，用挖掘机干法清淤，经济、效率、且开挖量容易控制。

龙亭湖、包公湖水体排空至较低水位，满足湖周生态和截流工程施工基本可行。若采用挖掘机挖淤泥方案，需较长时间持续降排水，多级提排两个大体量的湖体的渗水积水，既不经济环保，也不安全。主要采用淤泥泵抽淤泥，输泥管送泥浆至湖周固化站，经带式压滤机固化成泥饼，最后汽车运输城外。

4 生态清淤布置设计

4.1 挖掘机干地开挖区域

铁塔湖、西北湖、广济河、利汴河、隆济河等水系底部高程相对较高，容易排空水体，采用排空后干法开挖。铁塔湖、西北湖、广济河和利汴河淤泥下层有粉土或者粉砂，全部将淤泥清除会造成渗漏问题，需要留0.30～0.40 m 淤泥不清除，后期根据地质详细资料进行深化；隆济河淤泥清除按照地勘测量的淤泥深度结合实际情况确定。根据现场勘测情况，水系内底泥表层含水率较高，清淤深度考虑一定的折减。通过将区域内水排空，用挖掘机开挖淤泥，自卸汽车配合外运并密封处理，防止途中撒溢。

4.2 “淤泥泵抽+机械脱水”区域

龙亭湖和包公湖水体排空至较低水位，采用淤泥泵抽淤泥，输泥管送泥浆至湖周固化站，经带式压滤机固化成泥饼，最后汽车运输城外。

龙亭湖、包公湖清淤采用淤泥泵抽淤泥，输泥管送泥浆至湖周固化站，利用带式压滤机将底泥脱水固化成泥饼，经汽车运输至城外。根据现场勘测情况，水系内底泥表层含水率较高，清淤深度考虑一定的折减。

4.3 清淤临时堆存

考虑到清除的淤泥量较大，污泥在外运前要堆放在临时堆放点分批次往外运输；临时堆放点位置要结合水系周边道路及交通条件，将其设置在外运条件有利的位置。西北湖临时堆放点设置在湖西南侧靠近龙亭北路附近；铁塔湖临时堆放点设置在湖西北侧利用铁塔公园道路；龙亭湖临时堆放点设置在湖西、东北侧各1处，分别靠近龙亭西路和龙亭东路；包公湖临时堆放点设置在迎宾路东、西两侧各1处；龙亭湖、包公湖临时堆存点还兼具淤泥固话场所的功能。

4.4 淤泥处理消纳

对处理后的淤泥进行最终消纳，一般包括园林绿化用土、制砖、工业和商业及市政用地用土、市政道路基础、堤防等工程的回填土以及填埋等处置方式。应根据底泥的物理、化学和生物特性，合理处置污泥避免二次污染，主要包括资源化利用与常规处置。当淤泥检测指标在规定范围内，不存在难降解及重金属等污染问题，可选择农用土地利用，公园、绿地或市政建设用地或用作制作陶粒、砖、水泥等建筑材料等资源化利用方式；当淤泥中存在难降解及重金属，不宜资源化利用时，应采取措施降低毒性后安全填埋，做好填埋场的防渗处理。

淤泥检测不存在重金属污染问题，满足农用土标准可用作园林绿化用土，可结合城市建设进行消化；或者运往垃圾填埋场填埋，也可运往垃圾焚烧发电厂进行焚烧发电处理。

根据实际情况，水系中清理出来的淤泥经脱水固化后装自卸汽车运输至淤泥填埋场。清淤淤泥预处理后应达到环保要求，余土含水率应不大于60%。因此，淤泥处理处置前的重要步骤是将清理出来的淤泥进行脱水干化，污泥脱水干化压滤机主要分为带式压滤机、板框式压滤机和叠螺式压滤机。带式压滤机优点是构造紧凑、式样新颖、操作管理方便，处理能力大，缺点是耗能大、滤饼含水量高，体积较大；板框式压滤机优点是过滤推动力大、滤饼的含固率高、滤液清澈、固体回收率高、调理药品消耗量少，缺点是间歇操作、基建设备投资较大、过滤能力也较低；螺旋式压滤机优点是逐级压榨、脱水更彻底，缺点是适用于小规模的污泥进行泥水分离。

根据本项目特点，经过分析比较，推荐使用带式压滤机。

4.5 淤泥尾水处理

底泥脱水干化过程中，通过底泥脱水机产生的尾水要加强水质监测，应及时对尾水（含渗滤液）进行检验，根据其检测情况，底泥脱水产生的排放水符合《污水综合排放标准》的二级排放标准，低于排放标准的有条件地区可接入周边市政管网进入污水处理厂进行处理，不具备条件的，利用施工生产区的一体化污水处理设备，对其处理达标后方可排放进入水体，避免尾水直接排入水系造成二次污染。

5 结语

古城区水系是开封市“五湖四河”的核心组成部分，在串联古城区内各大旅游景区、吸引国内外游人方面发挥了重要作用。通过对开封市古城区水系水生态修复工程的实施，能够有效解决内源污染问题，改善水生态环境，美化市容市貌和提升城市魅力，带动相关产业发展，为开封市经济振兴创造有利条件，是开封市国际文化旅游名城这一名片的的重要支撑。