欢迎访问江苏省海洋湖沼学会网站!   
  •  当前位置首页 > 科学普及
    科学普及  
    科普宣传  
    教育培训  
     
    科学普及
    湖泊清淤,你以为光挖淤泥就完事了吗
    发布时间:2018-7-26 10:49:27  浏览次数:

        山川湖泊,是我们美丽星球上不可或缺的靓丽风景,一碧万顷的湖水总能让人心旷神怡。然而,这美丽景象的形成,除了大自然的鬼斧神工之外,也离不开人类的治理和爱护。

        说到环境治理,我们得先来认识一个名词:湖泊富营养化。由于人类活动将大量工业废水、生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊,导致湖水中的氮、磷等营养物质含量快速增加,超过了湖泊的环境承受能力,在光照和水温合适的条件下,会引起藻类的大量繁殖,如此一来,水体的透明度和溶解氧大大降低,水质便会恶化。

    那么,怎样改变这种情况呢?相信很多读者的第一个想法就是不往湖里扔垃圾。说的专业一点,就是控制湖泊的外源污染。这是非常必要的,但却并不是一个一劳永逸的方法。还有一些读者可能想到了换水,但实践证明这个方法也不能彻底解决问题。后来,人们认识到仅在水上下功夫是不够的,因为水下的底泥也是污染源。于是就有了清淤。


        湖泊清淤:如何更环保,也是讲科学的


        清淤,顾名思义就是清除淤积,专业术语叫底泥疏浚。清淤最初主要是为了增加湖泊的蓄水能力,提高湖泊的防洪调蓄功能并减缓沼泽化。例如,南京的玄武湖从东晋开始即存在大规模的疏浚整治,目的是增加水容量以操练水军。而改革开放以后,清淤的目的又增加了一个:它成了环境治理的重要措施之一。


      清淤船

        说到环境治理,其实就是要解决底泥释放的问题,最直接的做法就是把上层富含营养盐的底泥去除,环保清淤(又称生态清淤)的概念就这样应运而生了。相对于技术含量不高的工程清淤,环保清淤要复杂得多,对技术的要求也大大提升。这就需要解决以下三个问题:


        一、底泥需要清多厚多宽?


        环保清淤要清除的底泥厚度很薄,对清淤范围的定位和深度控制精度的要求相当高。我们先来看一组数据:以太湖为例,其污染最严重的水域五里湖,清淤面积5.6平方公里,清淤总量240.1万立方米,平均清淤深度仅43.5厘米; 于2010年8月20日完工的梅梁湾三山岛区域的生态清淤,共完成清淤面积6.1平方公里,方量为184.9万立方米,平均清淤深度为30厘米; 而竺山湾清淤的立项申请中显示设计清淤面积9.6平方公里,清淤方量254.6万立方米,计算可得平均清淤深度仅为26厘米,相当于一个啤酒瓶的高度。

    那么清淤的范围和深度要怎么决定呢?挖少了不能有效治污,挖多了又会对湖泊生态系统造成根本性破坏,不利于湖泊的生态恢复。因此,这些数据的得出都是要有科学依据的。

    清淤范围应当根据底泥污染水平来确定,并优先考虑蓝藻、湖泛易发区及重要入湖河口,另外还要远离水草分布区;清淤深度则应综合考虑底泥淤积及泥深分布、底泥污染的垂直分布规律并结合底泥释放实验的结果,同时考虑施工设备等因素。总之,环保清淤是以科学研究为基础的,没有想象得那么简单。


    清淤技术(图片来自http://blog.sina.com.cn


        二、清淤能否避免二次污染?


        传统的工程清淤多采用挖泥船,更有甚者将挖掘机开上船进行湖上操作。虽然不会像陆上挖掘机一样飞沙扬尘,但也不可避免地会造成污染扩散及细颗粒物的再悬浮。

    环保清淤既然是以环保为目的,自然要避免这些问题。从70年代起北美、欧洲、日本等发达国家就已相继投入大量人力、物力,致力于环保疏浚设备的研制和相关技术开发,清淤技术在尝试中不断改进。

    目前公认较为环保的清淤方式,是环保绞吸式挖泥船。相关技术发展较为成熟的有荷兰IHC公司,荷兰DAMEN造船集团,日本IHI株式会社等大型造船企业。我国已具备了大型挖泥船的自主建造能力,其中的天鲸号绞吸式挖泥船已经享誉海内外,但某些技术还与发达国家存在差距,目前环保型清淤设备主要还是依赖进口。


    天鲸号绞吸式挖泥船(图片来自http://blog.sina.com.cn


        三、挖出来的泥怎么处理?


        传统的工程清淤产生的淤泥一般就近堆放,筑堤、造岛或建造人工湿地。其中最成功的当属杭州西湖的苏堤,它是由时任杭州知州的苏轼,在疏浚西湖时利用浚挖的淤泥构筑,并经后世无数次的增补修葺而成;另外,被誉为“金陵明珠”的南京玄武湖,洲湖交错、五洲林立,而这五洲竟也是古时湖泊清淤的底泥堆积而成,让人不禁感慨天人合一,方能成此美景。

    相比之下,环保清淤就没有这么诗情画意了。环保清淤的淤泥一般含水率高、固结程度差,且淤泥含有较高的营养盐和重金属等,这些物质被雨水冲刷后容易浸出,从而对周围水环境造成二次污染,因此必须对清淤后产生的淤泥进行合理的处置。

    一般的做法是首先将淤泥通过管道输送至排泥场,在排泥场内让泥浆进行物理沉淀固结,余水经过絮凝等处理后排放回湖泊中,淤泥经固化后可作为建筑材料或作为绿化用土。滇池是全国率先进行底泥环保疏浚的湖泊之一,湖边的柳苑基底修复区通过牢固的土工管袋围堰将约70万立方米的淤泥成功封存,但淤泥的变废为宝仍然是一个难题。


        治理湖泊,清淤的长期效应需关注


        令人遗憾的是,即使以上三个问题都能彻底解决,也未必就真的能根治湖泊污染。事实上,清淤到底能不能控制湖泊富营养化,一直以来颇受争议。短期(几天)内,它对水质的改善可谓是立竿见影,对此,科学家们的研究结果也比较一致。但清淤的长期效应(几个月甚至几年)较少受人关注,而这却是至关重要的。

    有研究已经发现,数月后底泥营养盐释放会恢复甚至超过之前的水平。所以,需要明确的一点是,清淤并不是一定会带来正面效应,操作不当的话也可能会适得其反。且清淤需耗费大量的人力、物力和财力,所以行动之前需仔细评估投入效益比。

    对于湖泊治污,尽管环保专家们观点不一,但公认的一点是不可能依靠清淤一项措施就能将湖泊治理好。清淤必须与减少外污染源、改善湖泊生态结构相结合才能事半功倍。这其中比较成功的就是太湖北部的五里湖(蠡湖),它采取了生态清淤、污水截流、退渔还湖、动力换水、生态修复、湖岸整治和环湖林带建设等方式,最终达到了湖水澄明的效果。这也说明了如措施得当,我们是可以治理好湖泊污染的。

    国务院发展研究中心提出湖泊治理需“一湖一策”,对清淤与否的判断也需因湖制宜,不能一味的追求短期效应。相信随着政府对生态治理的重视,再加上民众环保自觉性的提高,人人参与,一定能治理出一片碧水蓝天!


        五里湖湿地公园(图片来自百度百科)

    参考文献:
    濮培民, 王国祥, 胡春华, 胡维平, 范成新. 2000. 底泥疏浚能控制湖泊富营养化吗? 湖泊科学, 12(3): 270-278;
    张建华. 2011. 太湖生态清淤关键技术及效果研究. 南京大学, 博士论文;
    李源. 1998. 玄武湖历史上的疏浚工程. 南京史志: 27-29;
    朱金华, 张耀华, 朱喜, 王震. 2015. 五里湖深度治理思路与措施. 水利发展研究;
    钟继承. 2007.  湖泊底泥疏浚新生表层氮磷循环与内源控制. 中国科学院南京地理与湖泊研究所, 博士论文;
    专利:
    范成新, 张路. 污染水体底泥环保疏浚深度的确定方法, 2008, CN101266235;
    范成新, 陈爽. 一种水体污染底泥生态疏浚范围的确定方法, 2010, CN101962961A.



    上一篇: 江苏省海洋湖沼学会联合成功举办2018年全国大学生夏令营
    下一篇: 没有了
     

                    

     
    Copyright (c) 版权所有 江苏省海洋湖沼学会
    地址:南京市北京东路73号办公楼205室  电话:025-86882045 邮政编码:210008  E-mail:haihu@niglas.ac.cn
    网站备案入网许可证: 苏ICP备16044519号   技术支持:南京成旭通信息技术有限公司    后台管理
    您是本站第310580位来客!