高 軍 賈金斗

巢湖污染底泥疏挖及處置工程（一期）是巢湖污染治理項(xiàng)目的重要組成部分，旨在清除長期沉積在巢湖底泥中的污染物，解決巢湖的內(nèi)源污染問題。本工程內(nèi)容主要有污染底泥疏浚、堆場圍埝建造、堆場外泄余水處置及堆場內(nèi)快速植草。工程實(shí)施后，疏挖區(qū)巢湖水質(zhì)得到明顯改觀，達(dá)到了預(yù)期效果，為合肥市創(chuàng)造了良好的城市環(huán)境，為我國湖泊環(huán)保疏浚起到了示范作用，并取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

一、巢湖現(xiàn)狀及存在問題

1.巢湖現(xiàn)狀

巢湖是我國著名的五大淡水湖之一，位于合肥市東南。平均水深3.06m，最大水深10.9m，水域面積755km2。巢湖流域?qū)倌昶骄鶜鉁?6.0℃；每年干季為11月至次年5月，濕季為6月至10月，多年年平均降雨量1133.0mm；相對濕度76%；主導(dǎo)風(fēng)向NE，平均風(fēng)速2.4m/s。巢湖水位變化不大，年平均水位6.5m。

2.存在問題

由于巢湖沿岸地區(qū)曾經(jīng)排放過大量含金屬工業(yè)廢水，多年來在巢湖底泥中沉積了一定數(shù)量的重金屬污染物，主要有 Pb、Cu、Cd、Zn、As。調(diào)查結(jié)果表明，巢湖底泥中重金屬及砷均表現(xiàn)潛在生態(tài)危害，污染底泥層已受到重金屬及砷的嚴(yán)重污染，其中，砷與鎘在全湖范圍內(nèi)已處于強(qiáng)于極強(qiáng)生態(tài)危害。

巢湖底泥中TN和TP含量比較高，N含量為0.63%～2.43%，P含量為0.04%～0.41%，造成草海水質(zhì)異常重富營養(yǎng)化，藍(lán)藻、水葫蘆瘋長，水體黑臭。

二、巢湖底泥特征

1.沉積特征

巢湖底泥是由周圍河流及水土流失帶來的沖積物為主的沖積湖積物，其底部沉積物保持著湖區(qū)周圍土壤母質(zhì)的巖相特征，由于湖體較淺，曾發(fā)育繁茂的大型水生植物群落。目前，草海底泥垂直向具有十分明顯的分層，按其顏色、含水量、密度、有機(jī)質(zhì)含量、氣味等劃分為三層：第一層（頂層）為污染層，第二層為草煤層，第三層為正常湖泥層。第一層為本工程的疏挖層。

2.巢湖底泥主要物理、力學(xué)指標(biāo)及污染物含量情況

（1）主要物理、力學(xué)指標(biāo)見表1。

（2）顆粒組成見表2。

（3）粘土礦物組成。巢湖污染底泥中晶體約占50%左右，其余為非晶體物。晶體主要有石英、蒙脫石和白云母。巢湖晶體約占60%。

（4）有機(jī)質(zhì)組成。巢湖底泥中有機(jī)質(zhì)含量比較高。有的層次可達(dá)73%，其垂直分布特征為：過渡層＞污染層＞正常湖泥層。

（5）污染底泥中污染物含量見表3。

三、工程施工技術(shù)要求及特點(diǎn)

1.施工技術(shù)要求

本工程為國內(nèi)大型湖泊環(huán)保疏浚工程，在施工中要防止與減少二次污染，充分體現(xiàn)環(huán)保疏浚的特點(diǎn)。工程施工技術(shù)要求：

（1）為了防止由于絞刀旋轉(zhuǎn)而引起細(xì)顆粒擴(kuò)散造成對周圍水域的二次污染，要求在距絞刀20m范圍內(nèi)的水域懸浮物含量不得超過5%（與本底值相比）。（2）堆場外泄余水中懸浮物含量要滿足水質(zhì)要求才能排入巢湖。（3）堆場底面及側(cè)面要考慮防滲措施，防止泥漿滲漏造成對地下水及巢湖水體的二次污染。（4）堆場吹填完畢后，要對堆場底泥進(jìn)行封閉處理。（5）為了有效保護(hù)草煤層而徹底清除污染底泥，要求不能有欠挖，最大允許超深30cm。（6）管線在施工期間不能泄露。（7）由于巢湖為旅游水域，施工管線不能對旅游船舶造成影響。

表1 巢湖底泥主要物理、力學(xué)指標(biāo)表

表2 巢湖底泥顆粒組成表

表3 污染底泥中污染物含量表

2.工程特點(diǎn)

（1）本工程是環(huán)保疏浚工程，目的是清除污染巢湖水質(zhì)的內(nèi)源，疏浚巢湖污染底泥。（2）巢湖歷年水位在6.5m，設(shè)計(jì)挖泥底高程在之間3.20～4.50m之間，因此，要求挖泥船滿載吃水小于2.0m。（3）由于堆場分散，挖泥船要滿足不同排距的要求。（4）圍場圍埝建造區(qū)存在一層高孔隙比、高含水量、高壓縮性、低承載力的草煤層，對圍埝建造非常不利。（5）疏浚水域面積大，而挖泥厚度薄。

四、工程實(shí)施情況

本工程選用絞吸挖泥船通過排泥管線將污染底泥吹填到海岸邊的堆場內(nèi)，泥漿在堆場沉積后余水排入巢湖。

1.污染底泥疏浚

（1）疏浚作業(yè)區(qū)及工程量。一期工程疏浚范圍水域面積2.88km2，共分四個(gè)作業(yè)區(qū)，各作業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)挖泥參數(shù)見表4。

（2）施工主要船舶。本工程共投入挖泥船5艘，其中：荷蘭海貍1600型絞吸船2艘，國產(chǎn)FJ300A型絞吸船1艘，國產(chǎn)FJ250A型絞吸船一艘，國產(chǎn)FJ300C型絞吸船一艘。

（3）施工要點(diǎn)。①均采用分區(qū)、分條開挖法，為防止條與條之間漏挖，挖槽與挖槽之間有1～2m；②由于泥薄層，海貍1600型絞吸船采用單層開挖法，而其余船舶采用分層開挖法；③平面定位采用導(dǎo)標(biāo)定位與DGPS定位相結(jié)合；④為了防止絞刀旋轉(zhuǎn)造成污染物擴(kuò)散，造成二次污染，采取降低絞刀轉(zhuǎn)速方法。經(jīng)測定，由于泥泵的吸力影響，絞刀攪動擴(kuò)散主要在距絞刀中心5m以內(nèi)產(chǎn)生影響，15m范圍外基本未造成擴(kuò)散影響；⑤采用鋪設(shè)水下管方法減少對旅游船舶的影響；⑥為了防止排泥管線泄漏，在管線連接完畢后均做水密試驗(yàn)。

2.堆場

（1）堆場防滲處理。在堆場底部均存在一層草煤層，該層是一類具有特殊化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的高分子化合物，并且擁有巨大的表面積和極強(qiáng)的吸附力，可以有效地防止污染物的滲透擴(kuò)散，因此，堆場底面未進(jìn)行防滲處理，而堆場側(cè)面即圍埝采用了土工膜防滲處理。

（2）堆場圍埝。①結(jié)構(gòu)型式：圍埝結(jié)構(gòu)形式選用重力式土工膜防滲圍埝，共用二種。其一為編織袋裝土圍埝，其二為重壓平臺—編織袋裝土圍埝；②施工方法：水上人工鋪設(shè)土工布，陸上推進(jìn)法機(jī)械拋填塊石與山皮土平臺，人工陸上堆砌編織袋裝土，水上（陸上）人工鋪設(shè)防滲土工膜。

表4 各作業(yè)區(qū)設(shè)計(jì)挖泥參數(shù)表

表5 巢湖疏挖區(qū)疏浚前后水質(zhì)對照表

（3）防滲效果。經(jīng)施工期間及竣工后對堆場監(jiān)控井水質(zhì)測定結(jié)果表明，目前尚未發(fā)現(xiàn)地下水被堆場污染泥污染的明顯征兆。

3.堆場余水處置

在堆場吹填初期，泥漿在堆場內(nèi)沉淀48h后，余水水質(zhì)能夠滿足要求，可直接排入巢湖。在吹填后期，當(dāng)余水水質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)采取以下措施：

（1）一艘挖泥船交替吹填2個(gè)堆場的方法，使泥漿在堆場內(nèi)有足夠的沉淀時(shí)間。（2）采用小型挖泥船吹填的方法，減少吹填流量，延長余水在堆場內(nèi)的停留時(shí)間。（3）逐漸加高溢流堰高程，增加堆場內(nèi)沉淀水深。

另外，在施工中進(jìn)行了余水加藥沉淀生產(chǎn)性試驗(yàn)及與之配合的小型實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：加藥處理可以明顯提高污染泥漿沉淀效果，縮短污泥沉淀時(shí)間，改善余水水質(zhì)。

五、工程實(shí)施效果

1.有效清除巢湖疏挖區(qū)內(nèi)污染源

一期工程實(shí)施后，積存于污染底泥中的各種污染物從巢湖水體中倍有效移除，經(jīng)測定共清除總磷1700t、總氮20000t、重金屬 5000多 t。

2.巢湖水質(zhì)明顯改善

疏挖前內(nèi)巢湖水體發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)超過《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅴ類指標(biāo)，其中COD為Ⅴ類指標(biāo)的3.8倍，總磷為Ⅴ類指標(biāo)的7.6倍。一期工程實(shí)施后，疏浚區(qū)水體不再黑臭，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。水體透明度由原來小于0.37m提高到0.80m，巢湖水質(zhì)部分重要指標(biāo)局部達(dá)Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。疏浚前后的水質(zhì)改善情況見表5。

3.水生生態(tài)環(huán)境有所恢復(fù)

通過觀察發(fā)現(xiàn)，疏浚區(qū)部分水域已有水草滋生，部分水體發(fā)現(xiàn)沉水植物，如紅線草、狐尾藻、馬來眼子菜等