宋都古城河湖清淤治理方案分析

呂仲祥，楊 杰

（1.河南省水利水電工程質量安全中心，河南 鄭州 450003；2.尉氏縣水利局，河南 開封 475500）

1 引言

宋都古城內分布著由五湖四河組成的水系，由于古城區域內管網多為雨污合流制，不僅存在著雨季污水溢流進入水系的現象，甚至以前有污水直排進入水系。古城水系由于多年未治理清淤，大量污染物沉積、積累在底泥中，區域內源污染較為嚴重。

2 河湖淤積現狀

據勘察，鐵塔湖淤泥深度0.80～1.90 m；西北湖淤泥深度0.50～0.80 m；龍亭湖淤泥深度0.60～2.90 m；楊家湖北部淤泥深度約2.50 m、潘家湖北部淤泥深度1.80 m、其余部分淤泥深度約1.50 m；包公湖淤泥深度0.70～1.90 m；廣濟河淤泥深度0.30～1.70 m，龍亭南路～龍亭湖段淤泥深度0.60～1.40 m，龍亭南路～解放路淤泥深度1.70 m，解放路以東段淤泥深度約1.80m；利汴河淤泥深度0.30～1.40 m，一般為約1.00 m；隆濟河淤泥深度約0.50～0.80 m，一般為0.70 m。

3 生態清淤方案

3.1 生態清淤范圍的確定

根據河道淤泥深度及區域淤泥分布情況，古城水系清淤包含龍亭湖、包公湖、鐵塔湖、西北湖及廣濟河、隆濟河、利汴河。

3.2 生態清淤方式比選

根據古城水系生態清淤的特性，參考目前已有的施工實例，經常選用的施工清淤技術有排干清淤和水下清淤。沒有防洪、排澇和航運功能及流量較小的河道多適用于排干清淤。清淤應用比較廣泛的是水下清淤，但應注重減少開挖時污染物在水中擴散所形成的二次污染。

根據現場條件，主要有4 種方案可供選擇，詳見表1。

表1 常用淤泥開挖方案對比表

根據現場各水系的特點分析，鐵塔湖、西北湖、廣濟河、利汴河、隆濟河等水系底部高程相對較高，容易排空水體，因此通過排干后選用挖掘機開挖+汽車運輸，排水后，用挖掘機干法清淤，經濟、效率、且開挖量容易控制。

龍亭湖、包公湖水體排空至較低水位，滿足湖周生態和截流工程施工基本可行。若采用挖掘機挖淤泥方案，需較長時間持續降排水，多級提排兩個大體量的湖體的滲水積水，既不經濟環保，也不安全。主要采用淤泥泵抽淤泥，輸泥管送泥漿至湖周固化站，經帶式壓濾機固化成泥餅，最后汽車運輸城外。

4 生態清淤布置設計

4.1 挖掘機干地開挖區域

鐵塔湖、西北湖、廣濟河、利汴河、隆濟河等水系底部高程相對較高，容易排空水體，采用排空后干法開挖。鐵塔湖、西北湖、廣濟河和利汴河淤泥下層有粉土或者粉砂，全部將淤泥清除會造成滲漏問題，需要留0.30～0.40 m 淤泥不清除，后期根據地質詳細資料進行深化；隆濟河淤泥清除按照地勘測量的淤泥深度結合實際情況確定。根據現場勘測情況，水系內底泥表層含水率較高，清淤深度考慮一定的折減。通過將區域內水排空，用挖掘機開挖淤泥，自卸汽車配合外運并密封處理，防止途中撒溢。

4.2 “淤泥泵抽+機械脫水”區域

龍亭湖和包公湖水體排空至較低水位，采用淤泥泵抽淤泥，輸泥管送泥漿至湖周固化站，經帶式壓濾機固化成泥餅，最后汽車運輸城外。

龍亭湖、包公湖清淤采用淤泥泵抽淤泥，輸泥管送泥漿至湖周固化站，利用帶式壓濾機將底泥脫水固化成泥餅，經汽車運輸至城外。根據現場勘測情況，水系內底泥表層含水率較高，清淤深度考慮一定的折減。

4.3 清淤臨時堆存

考慮到清除的淤泥量較大，污泥在外運前要堆放在臨時堆放點分批次往外運輸；臨時堆放點位置要結合水系周邊道路及交通條件，將其設置在外運條件有利的位置。西北湖臨時堆放點設置在湖西南側靠近龍亭北路附近；鐵塔湖臨時堆放點設置在湖西北側利用鐵塔公園道路；龍亭湖臨時堆放點設置在湖西、東北側各1處，分別靠近龍亭西路和龍亭東路；包公湖臨時堆放點設置在迎賓路東、西兩側各1處；龍亭湖、包公湖臨時堆存點還兼具淤泥固話場所的功能。

4.4 淤泥處理消納

對處理后的淤泥進行最終消納，一般包括園林綠化用土、制磚、工業和商業及市政用地用土、市政道路基礎、堤防等工程的回填土以及填埋等處置方式。應根據底泥的物理、化學和生物特性，合理處置污泥避免二次污染，主要包括資源化利用與常規處置。當淤泥檢測指標在規定范圍內，不存在難降解及重金屬等污染問題，可選擇農用土地利用，公園、綠地或市政建設用地或用作制作陶粒、磚、水泥等建筑材料等資源化利用方式；當淤泥中存在難降解及重金屬，不宜資源化利用時，應采取措施降低毒性后安全填埋，做好填埋場的防滲處理。

淤泥檢測不存在重金屬污染問題，滿足農用土標準可用作園林綠化用土，可結合城市建設進行消化；或者運往垃圾填埋場填埋，也可運往垃圾焚燒發電廠進行焚燒發電處理。

根據實際情況，水系中清理出來的淤泥經脫水固化后裝自卸汽車運輸至淤泥填埋場。清淤淤泥預處理后應達到環保要求，余土含水率應不大于60%。因此，淤泥處理處置前的重要步驟是將清理出來的淤泥進行脫水干化，污泥脫水干化壓濾機主要分為帶式壓濾機、板框式壓濾機和疊螺式壓濾機。帶式壓濾機優點是構造緊湊、式樣新穎、操作管理方便，處理能力大，缺點是耗能大、濾餅含水量高，體積較大；板框式壓濾機優點是過濾推動力大、濾餅的含固率高、濾液清澈、固體回收率高、調理藥品消耗量少，缺點是間歇操作、基建設備投資較大、過濾能力也較低；螺旋式壓濾機優點是逐級壓榨、脫水更徹底，缺點是適用于小規模的污泥進行泥水分離。

根據本項目特點，經過分析比較，推薦使用帶式壓濾機。

4.5 淤泥尾水處理

底泥脫水干化過程中，通過底泥脫水機產生的尾水要加強水質監測，應及時對尾水（含滲濾液）進行檢驗，根據其檢測情況，底泥脫水產生的排放水符合《污水綜合排放標準》的二級排放標準，低于排放標準的有條件地區可接入周邊市政管網進入污水處理廠進行處理，不具備條件的，利用施工生產區的一體化污水處理設備，對其處理達標后方可排放進入水體，避免尾水直接排入水系造成二次污染。

5 結語

古城區水系是開封市“五湖四河”的核心組成部分，在串聯古城區內各大旅游景區、吸引國內外游人方面發揮了重要作用。通過對開封市古城區水系水生態修復工程的實施，能夠有效解決內源污染問題，改善水生態環境，美化市容市貌和提升城市魅力，帶動相關產業發展，為開封市經濟振興創造有利條件，是開封市國際文化旅游名城這一名片的的重要支撐。