关键词：河道；清淤；治理；施工
一、河道简况
漳卫新河是大型的平原复式河道，流经鲁、冀两省边界。上始于四女寺，以渤海湾为出口，全程长202公里，泄洪流量设计3500立方米每秒，50年一遇，其强迫的行洪流量为3800立方米每秒，为入海的漳卫河系主要的泄洪河道，50年一遇的洪水对于卫运河可防御。其在河北省镜内又分两条河流即岔河和老减河，老减河设计50年一遇，泄洪流量为1500立方米每秒，岔河为2000立方米敏每秒，3年一遇。排涝流量：老减河为0立方米每秒，岔河700立方米每秒。
1990年11月实际测量和计算，自72年治理范围扩大后，四女寺至袁桥闸河段淤，深槽淤积方量为98万立方米，淤积深度均为1.3米。对1983年、1986年和1990三年的实测资料进行计算和对计算结果进行分析，滩地的淤积范围、高程与袁桥闸的设计中的正常蓄相一致，处在稳定状态，深槽中的表现为有冲有淤，一直处在冲淤的交替状态。
二、河道淤积的原因及分析
袁桥闸的蓄水有静水落淤的产生。袁桥闸设计正常蓄水位20米，蓄水量为905万立方米，1974年初到1990年的年底，调蓄卫运河累积来水达3.5亿立方米，从1978年妆到1990年末，引蓄黄河水累积10.8亿立方米。黄河卫与运河来水经长途的输送含平均沙量达1.5千克每立方米，袁桥闸对其调蓄，来时浑水，走时清水，大部分泥沙沉积于河道内，使淤积方量达140万立方米，首当其冲。
排涝和泄洪时产生淤积。1973年至1990年，河段排涝总量达21.6亿立方米，中小洪水平均为400立方米每秒以下，平均的含沙量达2.6千克每立方米，1997年最高时达7.38千克每立方米，同样在1972年进行扩大治理，设计中开挖的深槽流量仅仅为112立方米每秒，相当多的一部分漫滩下泄。因袁桥闸与滩地的农作物能阻水，使其到滩地时流速非常小，大量携沙落淤。淤积的土方量大概有130万立方米。
引黄济津时产生淤积。1981年春和1982年冬，支援天津市紧张的供水情况，分两次（8+300)河段处的筑坝位置抬高供水水位，输水量达到2.5亿立方米，参照资料，含沙量平均为2.6千克每立方米，在河道内淤积部分的泥沙，方量可达37万立方米，河段两岸的土质均为宽弃土且松散，因水土的保持措施没有跟上，每年都有大量泥土被雨季的风雨冲入河道内，形成淤积，其土方量可达40万立方米。1972年扩大治理时后期工作管理没有到位，在滩地内有些土方被填垫，土方量达40万立方米。
综上所述，造成河段淤积的原因主要是中小级的洪水产生大量的淤积，大概占70%，再有就是水土的流失，是引黄济津与1972年开挖时滩地深槽填垫的偶然因素。
总之，因其河段地理位置非常重要，其相同施工工程多，河道淤积已其河系的防洪调度和恩县洼的运用困难，及时地清淤迫在眉睫。
三、清淤设计方案
据河段的淤积。选用了2个清淤的方案，对其综合对比加以分析与论证，使方案得到优化。
（一）清淤第一方案
该清淤的方案就是恢复河道的原设计断面，按1972年时的情况对设计的开挖断面来进行细致清淤，使深槽的底宽能恢复到35米和相应的设计高程，边坡1：4，按照实际的淤积范围来工作，使清淤的工程量达到387万立方米。
（二）清淤第二方案
就是扩宽其深槽的断面。将1972年时的情况设计开挖，使深槽的底宽35米，沿工程两侧扩宽，边坡还是14，将河底进行清淤直至设计高程，除扩挖了深槽的断面以外的保留不动，据其河段的沿程之设计中水位的要求，推算其水面的曲线进行计算，将深槽的底宽进行扩宽到55米，泄洪量为1500立方米每秒，将全部沿程的水位全部恢复，排涝量达400立方米每秒，使沿程的水位普降，清淤深槽进行扩挖包括对深槽进行清淤和对深槽的两边扩宽10米，使总工程的量达到245万立方米。
（三）优化方案
两者比较，优化方案。
不同之处在于，第一清淤方案运用后，蓄水及汛期常见的淤积逐年又回淤，排涝、泄洪及供水的标准也逐年减退，经过一定年限，使该河段周期循环。第二清淤方案，滩地淤积保留不变，河口宽度增宽，河口高程基本一致，控制蓄水淤积。提高深槽的水深和水力的半径，同时也提高流速、流量、输水能力和输沙能力，该河段的中小洪水在深槽内下泄时基本得到控制，即减少滩地淤积，冲刷蓄水淤积。深槽在扩大以后，起到束水攻沙和减淤的效果，使该河段按照淤积-冲刷-淤积-冲刷的规律保持良性的循环，使河道的稳定性得到保证，目的实现，使以根治。
两种方案在投资和工程量情况上的比较，第一清淤方案工程量387万立方米，第二清淤方案工程量245万立方米，淤积少清土方142万立方米，如按单价5.26元每立方米来算，能节约746万元的投资。在第一方案中滩地普遍清淤1.0米，青苗的赔偿的面积达360平方米，第二方案中青苗的赔偿的面积100平方米，减少赔偿的面积260平方，按赔偿的标准6000元每平方米计算，节约156万元的投资，这两项共节省903万元的投资。
两种方案在施工组织方面，河段的蓄水是沿河地区的农业供水水源，使清淤和供水形成矛盾，只好采用挖泥船和水力的机械清淤。第一清淤方案分散作业面，工程的质量和施工的供水不容易控制，没必要的超挖。第二清淤方案集中在深槽内，使作业面加以集中，有利于挖泥船和机械作业，解决了沿河地区的供水方面的矛盾。
优化方案后，第二清淤方案工程量和投资少，有利组织的施工，可使该河段平衡，保持稳定性。
参考文献：
1、王娜,孔卫东.河道清淤施工方案设计[J].河北工程技术高等专科学校学报,2010(4).
关键词：挡潮闸下淤积原因分析防治对策
1前言
江苏省国营淮海农场位于淮河下游，苏北灌溉总渠尾闸两岸，东临黄海。淡水源主要依靠电力抽水站提引五岸干渠、通济干渠和里下河水，排水主要依靠已建成的10座挡潮闸。由于沿岸土壤成土母质系由长江、淮河、黄河冲积物宣泄入海，在沿海沉积成陆，其中粉砂泥质海岸占90％以上。由于沿岸淤积细粒泥沙具有较强的流动性，在风浪和潮流的作用下，造成沿海挡潮闸下淤积严重，大部分挡潮闸闸下河床淤积1.0m以上，河床断面较建闸初期缩小了20％～30％以上。如东滩中心河闸下游引河长1.5km，河床底普遍淤积至1.0m以上，河床断面较建闸初期缩小20％以上；夸套河闸下游引河长3.5km，河床底普遍淤积至1.2m以上，河床断面较建闸初期缩小了30％以上。由于闸下淤积影响了工程效益的充分发挥，随着淤积量的逐年增加，清淤保港工作始终十分重要。在工程逐渐老化、存在问题增多的情况下，如何进一步总结过去的工作，吸取经验教训，进行试验研究，深入开展减淤防淤工作，以充分发挥工程效益，具有十分重要的意义。
2闸下淤积的原因
2.1自然原因
潮流的涨落运动产生强大的输沙能量，并将大量泥沙带入闸下河道。如东滩中心河闸于1996年7月20日～21日、25日～26日在夸套港的周日水文泥沙观测表明：落潮历时大于涨潮历时，闸下涨落历时差达4.06h，涨潮历时3h16min，落潮历时8h21min，涨潮流速大于落潮流速，涨潮含沙量大于落潮含沙量，涨=1.41m/s，落=0.62m/s，涨=2.03g/L，落＝0.84g/L。落潮是一个沿程冲刷的过程，但对于细粒泥沙而言，起动流速大于落潮流速，落潮含沙量明显小于涨潮含沙量，泥沙逐渐淤积。
2.2历史原因
黄河夺淮后在江苏省海岸留下大量细粒泥沙，自黄河北徙，淮河、里下河等地沿海冲淤水源不足，80年代中期以来，国家实施南水北调计划，淮水和长江的水资源大量调入淮北地区，进入淮河和里下河下游的水量仅为60年代的20％，用于沿海挡潮闸冲淤水源更是奇缺。
2.3工程原因
沿海河口兴建挡潮闸后，加快了闸下引河的淤积，主要表现在以下几个方面。
2.3.1建闸后河流径流量减小及径流分配过程改变
建闸前由于上游有水必排，能随时冲淤，建闸后控制了上游水源，排水量减少，汛期将多余的涝水排放，非汛期则蓄水灌溉，这样难以有足够的水量保证“冲淤量年平衡”。
2.3.2潮流速的变化
建闸前涨潮流速过程相对匀称，同时上游河道有部分径流加入，落潮流速还略大于涨潮流速；建闸后涨潮流前峰突出，流速大，落潮历时延长，流速减弱，平均流速比涨潮流速减悬一半。如中八滩河闸建闸前实测平均涨潮流速为0.62m/s，平均落潮流速为0.73m/s，平均落潮历时3h30min;建闸后实测平均涨潮流速为0.58m/s，平均落潮流速为0.33m/s，平均落潮历时7h45min。
2.3.3潮流量减少
由于闸身截断了上溯到潮区界的潮流量，潮棱柱体相应减少，纳潮容量相对变小，造成落潮平均流量(包括上游下泄径流量)也随之相应减少。
2.3.4潮波变形
建闸后，挡潮闸下近闸河段的潮流由推进波变为驻波，改变了水力条件，是导致闸下泥沙进一步淤积的重要原因。
2.4潮汐水道变化
当潮汐水道发育稳定时，闸下淤积就较轻微，当潮汐水道萎缩改道时，闸下淤积就严重。如中八滩河闸的排水口门只经历了4年时间就已萎缩。因此，挡潮闸的兴建一般都选择较稳定的潮汐水道作为排水通道。
2.5围垦减少滩面水
随着滩面的不断淤高向海推进，为适应国民经济发展的需求，围垦扩大土地资源是必然趋势，但大面积围垦而减少甚至截断滩面归槽水，则加剧了闸下淤积的发展。
3减淤措施
3.1水力冲淤
建闸后，由于灌溉面积的增加，内河水源相对减少。因此要充分利用水源，抓住有利的时机冲淤排沙，我们通过长期研究和实践，得出了如下实用性较强的水力冲淤方法。
3.1.1逢大潮开闸冲淤
根据大潮大淤，小潮小淤的特点，放水冲淤采用大潮大放、小潮小放的方法，尤其是大潮大放，冲淤效果极为显著。如1997年8月25日～9月2日东滩中心河闸关闸淤积试验表明:大汛关闸7d，闸下低潮位增加0.59m，闸下港槽淤积量1.5万m3，而小汛关闸7d，闸下港槽淤积量0.3～0.4万m3，淤积量大汛关闸是小汛关闸的4～5倍。而大潮放同样的水，前者的效率是后者的10余倍。
3.1.2涨潮时清顶浑
根据一般潮水前峰挟沙量大的特点，涨潮前(特别是大潮汛前)开闸放水，顶住浑水，使清水先冲满闸下引河，一般在涨潮前2～3h开闸放水，取得了较好的效果，大大减少了淤积量。
3.1.3低高潮时开闸冲淤
在一般情况下低高潮与高高潮相比，低高潮后落潮潮差较大，水位落到最低，落潮流速较大，选择大潮汛的低高潮后开闸，可以获得相对较小的河道水深和较大的势能，从而增加冲淤效果。同时，还可以顶住下一个潮差较大的涨潮，起到清顶浑的作用。
3.1.4利用水头差开闸冲淤
利用水头差开闸，由于势能的作用，可增加瞬时流速，加大瞬时流量。1998年6月～9月，东滩中心河闸进行了不同水位差冲淤试验，共分3组，水头差分别为0.5m、1.0m和1.5m，试验结果见表1。试验结果表明：小水位差冲刷范围较近，中、大水位差冲刷范围较远，最大影响范围为2500m。结合其它挡潮闸放水冲淤的试验资料可知：最佳冲淤水位差在0.8～1.0m左右，每次冲淤2～3h，连续冲淤效果差，间隔时间至少2～3d。3.1.5纳潮冲淤
纳潮冲淤是解决河口水力冲淤水源不足的有效方法。1998年2月26日至4月3日，中心河闸进行过一次纳潮冲淤试验，先后纳潮5次，其中大潮3次，平常潮2次，纳潮总历时9h25min。纳潮水量154万m3，冲淤14h45min，冲淤水量205万m3。闸下冲刷土方2.32万m3，上淤河道冲刷土方0.61万m3，沉积土方1.35万m3，实际纳潮带进泥沙0.74万m3。试验结果表明，纳潮冲淤水源充沛，成本低，不与工农业生产争水，但上游淤积无法避免。纳潮冲淤必须具备一些条件:一是在农田不用水的时候；二是在盐水可能回溯的河段，各引水口建封闭闸，阻止盐水进入农田；三是纳潮闸须有反冲设施，上游需建控制潮水上溯的工程。
关键词：河道整治疏浚设备选型技术探讨
随着科学技术的不断发展，我国疏浚行业也发生了翻天覆地的变化，各式各样适合于各处工程要求的设备不断涌现。尤其是近十几年来，人民生活水平的不断提高，国外先进疏浚设备及国外疏浚理念的引入，使得国内疏浚设备得到了长足的发展。我国疏浚能力也在不断提高，能否利有这些机械设备为国民经济的不同领域服务，能否使这些疏浚设备发挥最大的效益，合理选择疏浚施工设备是关键。根据我公司几十年从事疏浚工程施工中的疏浚设备选型经验，合理选择疏浚设备应遵循“目的决定、工况选型、效益兼顾”的原则，在河道疏浚的目的明确后，在设备选型时要考虑生态环境要求、河道宽度、水深、土质、排泥（弃土）场位置及要求、设备调遣条件、及河道通航要求等。下面以我公司在施工中碰到的典型问题谈几点认识与体会。
一、河网中骨干河道的治理
此类河道治理的目的主要是通过拓宽、拓深河道而扩大原有河床的过水断面，提高河道行洪能力或改善船舶航行条件等。一般来说，河网中骨干河道较宽，河道流速较快，对施工的环保要求不是很高，此类河道较适宜用大中型疏浚设备。
如我公司1999年10月开工的湖州市环城河拓浚工程，本工程位于湖州市城区，河道设计底宽为50m，河底高程为-3.5m，土质为Ⅲ类土，排泥场有三个，其中一个排泥场排距在0.8km左右，另外两个平均运距在3km左右，河道有通航要求。考虑到设备的适应性与成本的因素，我公司选用绞吸式挖泥船及链斗式、抓斗式挖泥船生产线按时保质完成了施工任务，经质量监督部门及专家的检测，被评为优良工程。
疏浚设备选型表1
1.挖运吹一体
2.施工质量好
3.生产效率高
4.成本低
1.受排距影响大，超过设备额定排距须增设接力泵，成本提高
2.与通航矛盾较大
1.挖运吹一体
2.施工质量好
3.生产效率高
4.成本低
1.受排距影响大，超过设备额定排距须增设接力泵，成本提高
2.与通航矛盾较大
1.受运距影响较小
2.机动灵活，与通航矛盾小
1.
挖运卸设备间相互影响大
2.施工质量控制较差
3.生产效率较低
1.受运距影响较小
2.
挖运卸设备间相互影响大
2.施工质量控制较差
3.
生产效率较低
4.施工时侧锚缆影响通航
二、城市河湖环保清淤
随着城市建设速度的加快，城市人口的增加，我国城市河湖流域内生态环境发生了很大的变化，大量的工业废水和城市污水导致水质的不断恶化。当人们生活水平不断提高，城市居民对城市的环境要求越来越高，城市环保清淤的新概念已深入人心。近年来，我公司承担了杭州西湖底泥清淤工程、嘉兴南湖清淤工程及无锡五里湖生态清淤工程等环保清淤工程，通过清除河床底部的污染源达到改善水域的生态环境的目的。此类工程大多有共同特点：
①施工时要很好地控制清淤厚度，工作面要平整；
②彻底清除设计范围内的淤泥，但不致开挖、破坏湖底原状地基土。
③施工时要充分考虑清淤表层淤泥而不致搅混水体，使悬浮状的流体又回到已清的界面。
④对输泥过程中污染物泄漏要求高，一般须采用全封闭管道输送。
⑤排泥场较远，大多要超过挖泥船的额定排距，须增设接力泵站（船），成本比较高。
以无锡五里湖为例，其主要任务为根据五里湖湖区功能特点、水环境综合治理目标、湖区淤泥分布情况、淤积厚度、各层次淤泥中污染物含量、回淤规律等因素，优先清除五里湖内污染物含量大的淤泥，将大部分污染物清除，从而大大减少污染内源，逐步改善五里湖水质，改善人民生活水环境。根据工程对环保性能、自然环境、施工作业、质量控制、远距离输送、清淤生产能力、设备替换性能等要求，我公司采用一艘海狸750型环保绞吸式挖泥船进行清淤施工，并配备一艘接力泵船中途加压输送弃土，本工程取得了很大的成功。设备选型详见疏浚设备选型表2。
1.生产效率高
2.设有真空释放阀，杂物不宜堵口
3.开挖泥层厚度控制精度较差
4.成本相对较低
1.对扰动水体大
1.生产效率高
2.设有真空释放阀，杂物不宜堵口
3.开挖泥层厚度控制精度较好
4.成本相对较低
1.对扰动水体较大，不适宜对水质要求高的清淤工程
1.对水体扰动小
2.设有真空释放阀，杂物不宜堵口
3.开挖泥层厚度控制精度好
1.成本相对较高
2.生产效率较低
1.泥浆泵浓度较高
2.对水体扰动小
1.生产效率低
2.施工质量难控制
3.极度易堵塞进泥口
表2
三、小河道及城镇河道清淤工程
小河道大多为河网中的相配套的二级、三级支叉河道，具有排涝、航运、蓄水、供水等多种功能。目前不少河道长年失修，淤积严重，底质污染严重。小河道治理是水土保持和生态环境建设的关键，但在治理过程中普遍存在着河窄、水浅和跨河桥梁净高净宽小等困难，所以在小流域疏浚时宜采用（船宽＜6.0m、吃水＜1.0m、不可拆高＜2.5m＝小型设备施工。与小河道较为相似的有城镇河道治理，城镇河道两岸临河建筑多，淤积严重，垃圾分布广，且水体自净能力差，严重阻碍了经济建设和城市环境治理的发展。针对小河道及城镇河道的特点和多年的实践经验，我公司总结出了一套较为完善的施工方法，有效地避免了二次污染及对周边环境地的影响。如我公司施工的五湾河工程（小型清淤机）、上海浦东张家浜疏浚工程（泥浆泵）都是采用小型疏浚机械成功完成施工任务的典型。
疏浚设备选型表3
1.挖运吹一体
2.施工质量较好
3.施工成本低
4.设备调遣方便
1.受排距影响大，超过设备额定排距须增设集浆池及接力泵，成本提高
2.生产效率受垃圾等障碍物影响大
1.挖运吹一体
2.施工质量好
3.生产效率高
4.成本低
1.受排距影响大，超过设备额定排距须增设接力泵，成本提高
2.与通航矛盾较大
3.受河宽、桥梁等限制，调遣不灵活
4.生产效率受垃圾等障碍物影响大
1.受运距影响小
1.挖运卸设备间相互影响大
2.施工质量难控制，淤泥质土很难清除净
善后闸枢纽位于江苏省连云港市东陬山西南麓，由善后新闸、车轴河闸（原善后闸）、烧香河闸及部分海堤组成，是埒子口枢纽主要组成部分（埒子口枢纽还包含五图闸与图西闸，由地方水利部门管理，目前两闸淤积十分严重，无法正常发挥效益）。三座工程在下游约500m处合并入海，距离入海口约16km。善后闸枢纽现由江苏省水利厅直属单位省淮沭新河管理处管辖。枢纽主要承担沂北地区1700多km2的排涝任务和600多km2（高程3.5m以下，废黄河高程，下同）挡潮任务，同时具有灌溉和通航等功能。工程部分参数见表1。
2枢纽存在主要问题及成因分析
工程自建成投运以来，在排涝、挡潮、抗旱等方面发挥了巨大的作用。经过多年运行，也暴露出了一些问题，特别是河道淤积严重及部分工程效能降低。
2.1下游引河淤积
为监测工程河床变化，管理单位在工程上下游布设了18个观测断面，我们以善后新闸下游距工程305m的一个断面作为参考，以1958年、2002年、2005年及2011年4个断面进行比较。1）断面积：即在某一特定水位下，断面的过流面积。通过测量及计算，以2.5m作为计算断面积的特定水位，上述几个年份的断面积分别为：1958年686m2、2002年227m2、2005年222m2及2011年的206m2；2）深泓高程：此断面对应的4个深泓高程分别为：1958年的-3.00m、2002年的-0.92m、2005年的-1.11m以及2011年的-0.09m。从上述数据可以看出，下游河道淤积已经十分严重，过流断面减小60%~70%，深泓高程在不断升高，且逐年加重，目前下游引河只剩下一条淤浅的河槽。
分析淤积严重主要有以下几个方面：1）涨落潮：涨潮历时短、流速大、含沙量大，随着潮水位增加，流速减小，大部分泥沙落在河床上。海水每天涨落2次，每月2次大潮。周而复始，新淤泥覆盖老淤泥，老淤泥板结，断面不断“瘦身”；2）径流变化：建闸前，上游有水必排，建闸后控制了上游水源，主要在汛期排水，非汛期则蓄水。如善后新闸控制运用主要集中在7、8两个月，平时蓄水保证上游沿线工农业用水。控制运用次数统计见表2；3）下游引河过长：枢纽到入海口距离约16km，且多处弯曲。过长的引河有利于潮水中泥沙的沉积，且消减了水流的动能即带走泥沙的能力；4）下游芦苇滩地的影响：枢纽工程下游至入海口有16km河道，其中10km河道两岸滩地长满芦苇，潮水挟带的泥砂受到芦苇的影响而滞留在河道中，河道的淤积又造成芦苇向河道中生长，从而造成河道淤积速度的加快。
2.2工程效能降低
因善后闸下游河道过流能力降低，使得车轴河、烧香河沿线低洼地区的涝水无法及时排出。为解决排水不畅问题，地方政府新建了烧香河北闸、燕尾闸等入海口门。目前，车轴河流域来水从燕尾闸排放，烧香河流域涝水从烧香河北闸排放。这也导致了车轴河闸、烧香河闸汛前基本无水可排。通过表2可以看出，车轴河闸及烧香河闸2座工程，每年的运行次数在8次~40次之间，远比善后新闸的运行次数少，目前工程运行的主要目的就是冲淤，防止闸门被淤死。因上游工农业用水增加，冲淤水源更少，冲淤效果十分有限。目前车轴河闸及烧香河闸基本成为“废闸”。善后闸枢纽目前主要的排涝对象是古泊善后河流域来水。
3工程应对措施
1999年~2001年，善后新闸、车轴河闸、烧香河闸先后按百年一遇标准进行加固，但上下游河道由于淤积严重，形成了闸大河小的问题。管理单位于2004年对下游引河进行了清淤，先用清淤船松动河床淤泥，待退潮后开闸放水冲淤，但是因为潮水的关系，来年河床又基本恢复原样，清淤效果不明显。目前，在没有进行大的区域规划调整前，只能依靠工程合理调度来降低淤积速度，确保河道过流能力。
3.1定期开闸冲淤
非汛期时，3个工程确保每月开闸冲淤次数不低于2次。开闸时，应先开启的1~2孔对近闸段进行集中冲淤，逐步增加闸门的开启高度和数量。每次冲淤时间一般不低于2个小时。汛期时，利用上游来水充裕的时机，增加开闸次数。
3.2冲淤时机选择
根据以往冲淤经验，一是选择在大潮的枯潮水时，冲淤效果较为明显；二是在涨潮前2h~3h，开闸放水，使清水先充满闸下引河，顶住浑水，可有效减少淤积量。
3.3增加冲淤水源
一是在汛期后期，及时地蓄积尾水；二是与地方水利部门沟通，适时调整烧香河北闸、燕尾港闸等工程的运用，以便区域来水从善后闸枢纽排放，进行冲淤。
3.4上游引河清淤
经过多年运行，上游引河近闸段的河床淤积也较为严重，特别是闸向上游1公里左右，古泊善后河河床由-3.00m淤至-0.20m左右，车轴河河床由-2.00m淤至1.20m左右，烧香河河床由-2.00m淤至1.10m左右，在闸室前形成了一道天然埂堰。这使得近闸段的过流断面减少50%~80%左右。特别是车轴河闸及烧香河闸，当闸门运行2个小时左右，上游河道只在深泓有水，两岸淤滩露出水面。如遇枯水年份，很容易形成断流，这严重限制了过闸流量及工程效益的发挥。将上游引河近闸段河床清淤后，将有助于提高冲淤效果，提升工程的排涝能力。
4结论
随着善后闸淤积情况的逐年加重，区域涝水出路不畅的问题将更加明显，一旦遇到极端天气或超设计来水，极易造成上游地区的受灾。因河道长时间没有疏浚，淤积已板结，放水冲淤只能解决闸室附近的淤积问题，不能从根本上解决下游河道淤积问题。只有采取调整规划等措施，才能从根本上解决善后闸枢纽目前存在的问题。
关键词：生态清淤；生态脱水；水基；一站式；成套装备
中图分类号：TU991文献标志码：A文章编号：
1672-1683（2015）001-0258-02
R&Driverorlakeecologicaldredgingdewateringwater-basedcompletesetsofequipment
ZHANGLi-ming1，SHENKun-gen2，WANGYong1
（1.JiangsuWaterConservancyMachineryManufacturingCo.，Ltd.，Yangzhou225003，China；2.ShanghaiHongchengIndustrialDevelopmentCo.，Ltd.，Shanghai200000，China）
Abstract：Thepaperfromtheecological（environmental）oftheconceptandcharacteristicsofdredging，dredgingengineeringanalysiswiththegeneraldifference，selectionofcleaningequipment，equipmentsuitableforcleaningup；sedimentofgarbagesorting，homogeneous，dosing，filter，ecologicaldehydrationtreatment.R&Ddredging，dehydration"water-basedone-stop"riverbedsludgecleaningparedwiththeconventional，hasgreatadvantagesintechnology，theeconomy；andthedevelopmentdirectioninthefuture.
Keywords：ecologicaldredging；ecologicaldehydration；water-based；one-stop；completesetsofequipment.
随着经济的高速发展，人们越来越关注自身的生存环境。水是一个城市的灵魂，城镇化的大力推进，水污染却日趋严重，乡村河道急需疏浚，城镇河湖急需清淤，水环境治理是环境综合整治的重要一环。河湖清淤更是一个系统工程，需综合考虑技术、经济、生态等因素，选择合适的清淤、脱水设备、以及处理方式并进行科学决策。
1生态清淤
生态清淤又称环保清淤。是为改善水质和水生态环境而进行的清淤，目的是减少二次污染，不同于为改善航行和排涝行洪条件而进行的疏浚。它与工程疏浚主要存在以下几个方面的不同（见表1）：
表1生态清淤与工程疏浚差异对照
名称清理目的清理对象清理设备底泥处理处理成本环境影响
生态清淤清除河、湖等水体中的污染底泥并为生态系统恢复创造条件河湖淤泥、浮泥旋挖式清淤机（船）、环保绞吸式挖泥船、生态清淤吸头、多功能清淤机等干化处理、农田洼地填埋、增加添加物作为建筑材料处理相对较高经处理后二次污染较小
工程疏浚疏通航道、增大湖泊库容、扩建港口等大江大河的水下沉积物、按设计要求开挖的原状土绞吸式挖泥船、斗轮式挖泥船、链斗船、耙吸船、抓斗船等吹填、造岸、通过泥驳送入江海深处相对较低一般不经处理，对环境影响较大
城镇河湖生态治理工作已由点到面的逐渐铺开，如无锡太湖、昆明滇池、扬州瘦西湖、金华长湖等都属于生态清淤的范畴；这些工程的实施都给我们提供了较好的理论与实践基础。但像上海龙华港、苏州内城河这些两岸高楼林立、居民众多的地方，不要说淤泥堆场，就连个小小的脱水站也没有摆放的地方。如何做到施工不扰民，减少投诉率；如何解决场地问题；如何提高清淤效率、降低施工成本，下面将从清淤脱水设备、机具、施工工艺的选择几方面作出阐述。
2生态清淤机具的选择
生态清淤的对象是河湖底部的淤泥，包括沉积在淤积物表层的悬浮、半悬浮状的絮状胶体等；并要求精确清除，不能超挖，为后续生物修复技术创造必要的生态环境条件；较小范围内的扩散，或扩散距离不大于5m[1]。因而，像抓斗清淤船机具下水时不但会扰动浮泥，向四处逃逸，还会造成严重的超挖、漏挖，在生态清淤工程已逐渐被淘汰。现在常用的设备是环保绞吸式挖泥船，还有国内在近年来研制成功的专业生态清於设备旋挖式清淤机（船），该产品逐渐在相关工程中运用，如在杭州胜利河上展示身手。
2.1环保绞吸式挖泥船
它是静态挖泥船，绞刀作为挖掘机具，使泥土在切削后，泥水混合物经过泵送，由排泥管输送到排泥场或泥水分离设备。工作时，以定位桩为中心，通过船体前方两侧绞盘上的锚缆收放，实现圆弧型旋转，机具作横扫运动，所形成切削面积为扇型区域，一般是双桩定位的，如在行进中是双桩交替进行的，扇型区域部分重叠，会形成复采，同时局部欠挖；改良后的双桩机构配有行进台车，始终以一桩定位，机具扫出一系列同心园扇型区域，不再重叠，但绞刀是锥状的，泵的吸口在其中后方，在淤泥厚度不足0.2m的工况下，设备工作效率较底[2]；正常条件下平均清於浓度也仅有10%左右，而且前面两侧的锚缆，使其它船只无法通行。
2.2旋挖式清淤机（船）
近年来由国外引进、消化、吸收，根据国内河流现状研制再创新的成果。由前部带凹槽的船体，可升降的刀架，旋挖头装置，开、闭式液压系统，柴油机动力系统，电控系统，操纵室，自航螺旋推进系统等几部分组成。旋挖头装置是由一对左右对称的螺旋叶片、中部空心管、可选配的挖掘破碎刀片、液压驱动马达、旋流式无堵塞泥浆泵、环保泥罩等几部分组成。由于左右对称的螺旋叶片工作时可将淤泥向旋挖头中部汇拢，旋挖头中后部直接安装有水下泥浆泵，这样可以提高吸泥浓度，改善泥泵汽蚀性能[3]，经权威机构检测，清淤浓度可达20%～40%。工作时，行走装置主要根据河湖工况选择。
（1）如果河道狭长，可选用钢丝蝇牵引装置作为行走驱动装置，在清淤机前后各布置一根系于河道两侧的钢丝绳作为定绳，两定绳间系一根可移位的动绳，动绳的移位次数由河宽除以旋挖头宽度确定，同时考虑少量的重叠度，以防移位时漏采。动绳在固定于船上的滑轮组的驱动下，带动船体前进。
（2）如果河湖较宽，可采用抛锚定位与两台牵引绞车配合作业，带动船体前进。由于是自行船可自行抛锚，而不需要专用抛锚艇。
（3）如选择星轮（WHEELSTAR）驱动作为行走装置，河湖无论宽窄都可适用，而且是连续推进作业，绞吸船工作时需要移桩，泵吸相对是间断的，故星轮驱动旋挖船工效更高。
（4）旋挖式清淤机的旋挖头比绞刀宽得多，一般在2m以上，工作时向前平行推进，采挖后的切削面相当平整，但出现的问题是有些河床并不平整，人工开挖或修理过的河道边坡明显。现有的旋挖头因为不能左右摆动，只有局部与河床底泥接触，造成采收不平衡，船体甚至发生倾斜，造浆浓度低。改进后的旋挖头可左右摆动角度，保证船体在平衡状态下，按边坡角度调整[4]，提升清淤船的工作效率与自动化作业程度。旋挖式清淤船是整个生态清淤的关键技术，特点是体积小、功效高、性价比高，较适应城市中小河道的生态清淤[5]。
3生态脱水设备
清理上来的淤泥考虑到运输费用及避免二次污染问题，一般需进行脱水处理，常用的脱水设备有离心机、带式压滤机、板框压滤机、叠螺污泥脱水机等；其中板框式不能连续作业，而带式压滤机已实现小型化，具有效率高、产量高、能耗低的特点[6]。
带式浓缩脱水一体机对送来的污泥进行分层处理，上层进行浓缩脱水，下层进行多辊压缩脱水，出泥含水率低，工作稳定，受污泥负荷波动影响小，便于控制，对操作者的素质相对要求不高。生态脱水：主要从设备自身与尾水排放二个方面考虑。带式机具有振动小，工作时环境噪声低的特点。采用微生物絮凝剂（普鲁兰）解决了传统絮凝剂产生的有毒离子给环境带来的二次污染，尾水更易达标排放[7]。采用三维滤布替代二维滤布，抗拉性更好，滤水性能好，相对加大了过流量，提高了处理能力。
4水基一站式成套装备
（1）水基。清淤机、污泥均质装置、泥水分离设备均以船的形式出现，动力来自于柴油发电机组，为减少噪声污染，都进行了静音处理。整个工作流程全部在水面上完成，不需要占用陆地面积。
（2）一站式成套装备。清淤采用旋挖式清淤船，通过泥浆管与均质船相联，距离在100m以内，均质船通过管道与脱水船相联，两者可以是零距离。均质船上配有垃圾分拣装置。脱水船上装有带式浓缩脱水装置，见图1：
1.定位桩2.液压站3.驾驶室4.电气控制系统5.柴油机发电机组6.船体7.护舷8.推进器9.带式压滤机系统10.顶棚11.皮带机
图1脱水船布置
设备处理能力：清淤船50～100m3/h，均质船50m3/h，脱水船50m3/h。
（3）工艺流程。清淤船（完成）底泥收集泵吸输送均质船（完成）垃圾分拣均质泵送脱水船（完成）加药混合粗滤压滤泥饼（尾水）输送（达标排放）。
（4）成套装备使用效果。三套船已在上海龙华港成功使用，工效高、运行成本低、操作维护简单、使用近一年无居民投诉。
5今后的发展方向
（1）为进一步提高清淤效率，实现精确清理，小型船也要
配备GPS或北斗定位差分系统、深度仪、流量计、密度计、工控机。
（2）底泥进行化学分析，无公害的可作为肥料进行填埋；有害的要（可添加改性物质）进行砖瓦烧制，形成经济效益。
（3）河湖底泥清理要常态化，而不是沉积很厚了才去治理，定期进行日常维护，保持一个良好的生态水环境。
参考文献：
[1]陈荷生，张永健，宋祥甫，等.太湖底泥生态疏浚技术的初步研究[J].水利水电技术，2004（11）：1214.
[2]包涛芳，朱丽娟.宜兴市太湖生态清淤技术浅析[J].江苏水利，2010（6）：4144.
[3]倪福生.国内外疏浚设备发展综述[J].河海大学常州分校学报，2004（01）：816.
[4]张立明，鲁仁勇，王勇.船用水下旋挖式割收装置[P].北京：国家专利局，2012.
[5]方芳芳，沈昆根.城市河湖生态清淤研究进展[J].信息系统工程，2012（06）：144145
关键词：底泥清淤必要性可行性
中图分类号：TV697.1文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0070-02
1石河水库基本情况
石河水库位于秦皇岛市山海关西北约6km的石河上，地理坐标为东经119°43′，北纬40°02′。石河水库于1972年动工兴建，1975年竣工投入运用，总库容0.7亿m3。兴利库容0.5163亿m3，死库容0.024亿m3，是一座以供水为主，兼顾防洪、发电、旅游等综合利用的中型水库枢纽工程。水库设计标准为100年一遇，校核标准为1000年一遇。石河水库正常蓄水位56.70m，设计洪水位56.989m，校核洪水位59.675m，汛期限制水位56.00m，死水位32.00m，堰顶高程47.00m，坝顶高程60.60m。
1.1水库流域情况
石河总流域面积625km2，流域全长67.5km，其中石河水库坝址以上流域面积569km2，流域长54.2km，水库以下流域面积56km2，河道长13.3km，石河平局坡降6‰。流域内地势北高南低，海拔高程在1000～1m，以下为丘陵、平原区。水库上游无大的水利工程。
1.2库区地质情况
库区蜿蜒曲折，根据在工作区所挖坑揭露的地层岩性，将工作区分为二段，其一段为工作区西部，由探坑T1～T28（桩号17+150～18+160）控制，该库区现干涸，主要有第四系全新统冲击成因（Q4al）淤泥质粉质粘土、粉质粘土，冲洪积成因（Q4al+pl）中砂、卵石，按工程地质分层原则由下至上分3个主层，1个亚层；其二段为工作区中部与东部，由探坑T29～T52（桩号13+600～17+150）控制，库区勘探点范围内水深0.7～3.6m，其下主要有第四系全新统冲击成因（Q4al）淤泥粉质粘土、粉质粘土、细砂，冲洪积成因（Q4al+pl）中粗砂、卵石，按工程地质分层原则由上至下分3个主层，2个亚层。
2工程概况
该工程的主要内容是清除石河水库库区内里峪河段（桩号16+930～18+160）的灰褐色和黑色底泥，疏通河道，改善水质和水环境，减缓库区水体出现富营养化的趋势，板胡石河水库水源地，保证山海关区的供水安全，同时改善秦皇岛输油气分公司和驻军部队的取水条件。建设内容为：（1）对石河水库库区内里峪河段（桩号16+930～18+160）的灰褐色和黑色底泥进行清淤，总长1.23km；（2）对受本次清淤工程影响的地下取水管进行改造，总长约为1040m。
3库区淤泥情况
3.1库区淤泥成因
库区内淤积底泥主要是由历年汛期洪水从上游携带泥沙进入库区经多年沉积形成。该次清淤河段（里峪段）正处于石河河道开阔和转弯段，河床宽度300多m，比上、下游河床宽出100多m，上游来水流经此处流速会明显放缓，造成水中携带泥沙多沉积于此。故该段河道是库区中底泥最主要沉积区域之一。
3.2清淤设计方案
该工程中清淤的对象是库区底泥，其主要成分为淤泥质粉质粘土，因2014年遭逢旱季，降水很少，库区水位一直呈下降趋势，清淤河段的大部分库底已几个月时间，故该河道大部分底泥含水量不大，可直接开挖。用挖掘机挖出石河河道桩号16+930～18+160范围内的库区灰褐色和黑色底泥，开挖至砂卵石层面，开挖边坡1∶2，清淤区域长约1.23km，清淤总面积约为27万m2，清淤厚度为0.70～2.50m，平均清淤厚度约为1.93m，清淤开挖总量约为52.2万m3。
3.3清淤边界的确定
（1）该次清淤河段（里峪段）正处于石河河道开阔和转弯段，河床宽度300多m，比上、下游河床宽出100多m，上游来水流经此处时流速会明显放缓，造成水中携带泥沙多沉积于此。故该段河道是库区中底泥最主要沉积区域。依据地勘成果和底泥化验成果，该段河道是库区内灰褐色和黑色底泥分布最集中的区域，也是底泥对水质影响程度较大的区域之一。
（2）石河水煜肿此位约39.50m，该段河道的现状河床高程大部分在42.00m以上，故该段河道清淤，与下游水质无影响，不会影响水库对山海关区的正常供水，且施工难度较小，项目可行性高。
（3）依据地勘成果，该段河道底泥的主要成分为淤泥粉质粘土。该河段右（西）岸清淤边界主要依据“地勘成果”中粉质土探坑与淤泥质粉质粘土探坑的分布规律，结合现场实际情况确定；左（东）岸清淤边界主要依据“地勘成果”中淤泥质粉质粘土探坑的分布，结合里峪岛的坡脚线确定。
4水库清淤的必要性和可行性
第一，库区底泥已对水质造成一定影响，水体存在富营养化趋势。据石河水库管理处提供的2010―2014年的《石河水库水质评价报告》，库区水质主要影响因子氨氮和总磷所占比重有逐年升高的趋势，尤以2012年比重最大。2012年大水后，库区内水体颜色出现明显变化，由碧绿变成了现在的浅褐色，水质受到一定影响，水体出现富营养化的趋势。根据2014年12月由中国水利水电科学研究院编制的《石河水库底泥污染物分析及水体水质影响研究报告》结论，库区底泥对库区水体水质确实存在不利影响，水体一旦发生富营养化，会影响水质，而且发生富营养化的水体很难治理，即便治理成功也需要花费巨大的人力、物力、财力，得不偿失。因此，尽快清除影响水质的库区底泥，改善水质，在一定程度上可减缓水体富营养化趋势。
第二，石河水库2014年遭遇了1993年以来的最干旱年份，汛期未发生较大降雨，水库来水量小于供水量，水库水位逐渐下降，截止到2014年12月底库区水位已降至约39.50m，远低于水库正常蓄水位56.70m。水库蓄水量不足1000万m3。目前水库干枯，库区大部分库底外露，尤其里峪河段的库底几乎已全部，为该次清淤工程的实施提供了最佳时机。
第三，清淤工程的实施，可疏通河道、改善库区水质、改善石河水环境、美化周边环境，并使该区域的整体生态环境质量得到提升，同时可改善秦皇岛输油气分公司、驻军部队2家用水户的取水条件。
5水库清淤的工程效益
工程实施后，可有效减少石河水库库区内水下底泥总量，进而减轻底泥对水体的有害影响、改善水质和水环境、减缓库区水体出现富营养化的趋势。通过库区清底泥工程，不仅疏通了河道、美化了环境，该区域的整体生态环境得到提升，同时改善了秦皇岛输油气分公司和驻军部队2家用水户的取水条件，从而在一定程度上保护了石河水库水源地水质安全。
该工程属于社会公益性工程，主要效益为环境效益和安全效益。
参考文献
[1]任岗，张文芳.水库清淤的必要性与可行性分析[J].浙江水利科技，2010（6）：34-35.