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简论水库清淤保源工程的浊水制约措施

论文导读:

水库清淤保源工程的浊水控制措施摘 要:饮用水水库的清淤一直是难题,如何制约在清淤过程中产生的浊水是此类工程的关键。针对这一理由,采用土工布进行多层拦截,并设置多道警戒线,可以有效制约浊水的扩散,使工程作业所产生的环境影响降至最低,确保此类清淤保源工程能够在环境效益和经济效益两方面达到双赢。
  关键词:清淤 浊水制约 土工布
  一、清淤保源工程由来
  水库在发挥流域防洪功能的同时承担了当地的城镇供水。随着经济社会的迅速扩张和社会主义新农村建设的发展需要,很多地区都依托水库丰富的水资源,加快推进城乡供水一体化的进程。然而我国大部分的水库都是在上世纪50~60年代建成的,经过多年的运转,大多数淤泥严重,且常年工、农业生产活动中的废弃残留物的入库沉淀,已严重影响水库水质及原有的防洪、灌溉和发电效益的正常发挥。同时大部分水库的水体都向富营养化状态发展,库区水质日趋下降。
  通过实施水库库盆清淤,对提高水库防洪能力,保护饮用水源,改善供水需求和生态环境,推动当地的社会经济持续发展,均是非常迫切和必要的。
  二、清淤工程概况
  (一)施工设备及施工工艺
  清淤工程的主要设备是清淤船,分为传统的链斗式和较为先进环保的吸力泵式,两者的工艺流程具体如下:
  库盆清淤层→链斗式挖泥船(吸力泵式直接通过管道将清淤混合物输送至筛分系统)→清淤混合物入密封船→驳船自航运输→库岸码头→挖掘机转上岸→砂石筛分输送系统→洗砂池→砂石堆料场→初沉池→施工废水分级沉淀→泥沙分离器→清水回用施工。
  两者均通过船用GPS对库盆进行定点清淤。
  (二)主要环保措施
  由于是在饮用水源清淤,工程所牵涉到环境理由也较多,其中主要的环保措施为:水生态保护、浊水制约措施、油污制约措施、泥浆过滤方案、给排水系统、垃圾处理系统、底泥处置等。此类工程对水体造成影响主要表现在浊水扩散和油污泄漏,而如何制约浊水的扩散是工程能否正常进展的关键。
  三、浊水制约措施
  (一)浊水来源
  清淤产生的浊水来源主要分为两方面:
  1、清淤船的链斗或者铰刀接触库盆淤积物导致淤积物在水中翻滚扩散,根据作业深度不同表现也不同。作业深度越浅,浊水扩散越明显,深度越深,则扩散现象好转。经过对单体清淤船的源强监测〔1〕表明:当作业深度为3米时,清淤船周边的浊水扩散面积半径为150米,150米外悬浮物、总磷、总氮、镉、汞、锌、石油类等各项指标均达到背景值;当作业深度为6米时,扩撒半径为100米,100米外各项指标达到背景值。
  2、泥驳运输船和其他作业船只在库区航行时,船尾螺旋桨对水体的搅动加剧了清淤船周边水域浊水的扩散。
  (二)浊水隔离
  1、制约浊水的扩散,最有效的策略就是隔离,由浊水的来源来看,第一道隔离的重点是清淤船周边和船舶航道。由于清淤船和船舶航道之间是无法隔离的,所以清淤点和航道必须提前进行规划,对库区进行分区清淤,并在施工前对该区域进行隔离带的布置。
  2、作为饮用水源的水库都有取水口,而取水口也是隔离的重点。倡议在取水口50米处、500米处设立两道浊水隔离带,确保取水口安全。
  (三)浊水隔离带的材质
  土工布是一种新型建筑材料,原料是涤纶、晴纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。按照制造策略分为:有纺土工布和无纺土工布两种类型。土工布具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能,它具有投资低,施工工艺简单,工期短,防渗效果好,渠道有效利用系数高等优点。普遍应用于水利工程堤坝及护坡的反滤,渠道的隔离、防渗。
  目前采用的土工布主要性能:YG800型土工布,单位面积质量800g/m2,断裂强度25kN/m,等效孔径0.06~0.2mm,垂直渗透系数(1.0~9.9)×(10-3~10-5)m/s,幅宽6.3m,厚5mm。
  为检验土工布的使用效果,由河海大学疏浚教育和研究中心进行了取样分析实验,实验结果表明,薄型土工布能够显著地隔离、过滤大部分粒径较大的悬浮物,但水质感观依然浑浊,再用胶膜厚型土工布进行过滤,则效果十分显著。土工布拦截浊水效果试验情况见图(三)—1
  试验结果表明浑水经过两道土工布后,大部分的浊水被拦截,效果比较显著。
  (三)土工布铺设策略
  1、布置方位
  沿界定的工程作业区****与库区水体交界范围布设二道土工布隔离带。作业区内侧布置一道刻更换的薄型土工布隔离带,外侧设置加强的厚型夹膜土工布隔离带。距取水口50米和500米两处设置各设置一道加强的厚型夹膜土工布隔离带。
  2、搭建水面浮筒
  采用Φ20mm尼龙绳连接浮筒,每两米连接一个浮筒,将连接好的浮筒铺设在既定区域,两端固定在库岸或者用锚链固定于水底,并确保其稳固。
  3、挂设土工布
  采购6.3米宽,50米长的土工布,将一端的长边与Φ12mm尼龙绳缝制在一起并用扎带与水面浮筒固定,另一端长边每隔4~5米捆绑一个水泥砖,确保土工布能垂直沉入水中。主要材料见表3-1:
  主要材料清单
  (四)水质预警
  土工布隔离带对于浊水的制约效果的好坏,仅仅通过试验还不够全面,具体的拦截后悬浮物的扩散范围和浓度等数据还需要与监测同步进行,并设置预警机制实时掌控土工布隔离带的拦截效果
  1、预警线布置
  可以设置3道预警监测线,第一道为清淤区下边界约200m处,为基本不受清淤区施工扰动影响处;第二道为取水口和第一道预警线之间,并设置COD和SS在线自动监测点位;第三道为取水口附近。
  2、预警监控周期及频率 全文地址:http://www.7ctime.com/ysgllw/lw21525.html
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