□付海水 □張金輝(河南省水利勘測設計研究有限公司)
努拉河污染綜合治理工程
□付海水 □張金輝(河南省水利勘測設計研究有限公司)
努拉河汞污染綜合治理工程是世界銀行在哈薩克斯坦投資的一項民生工程。通過對污染源的清理、河道及岸坡污染土的清理以及做為安全屏障的恩圖馬克水庫的加固,從而為沿河居民提供安全、衛生的用水。通過參與該項目,了解到了國外對河道污染治理的一些思路、方法和措施,為我們提供了類似工程的治理經驗。
努拉河;汞污染治理;填埋場;水庫加固
努拉河(Nura river)汞污染綜合治理工程是世界銀行在哈薩克斯坦投資的旨在通過努拉河汞污染治理進而改善當地居民生活環境的一項民生工程,該項目的咨詢設計單位為奧地利POSCH&PARTNERS公司。該工程主要有3部分(3個標段)組成:一是污染源頭清理和污染土(污染物)的存放地(填埋場)建設及維護工程,即B1標;二是努拉河河道、岸坡污染范圍的確定和清理工程,即B2標;三是通過對治理河段下游恩圖馬克(Yntumak)水庫的加固,防止B1和B2兩項目施工期間污染物隨河道下流,造成污染范圍進一步擴大,即B3標(恩圖馬克水庫加固工程)。
努拉河是哈薩克斯坦共和國中部最大的一條河流,河流發源于卡拉干達州東北部山區,向西北方向流入阿克莫拉州的田吉茲內陸湖(Teniz),河流全長978km,流域面積58100km2。
努拉河流經卡拉干達州重要工業城市鐵米爾套,該市主要從事鋼鐵冶煉、化工等行業,哈薩克斯坦最大的鋼鐵企業就坐落在鐵米爾套。從1950年到1997年之間,該市的Karbide橡膠合成廠及附屬工廠在工藝流程中使用了金屬汞,含汞的工業廢水和廢渣排進了做為沉淀池的扎烏爾濕地。由于無相應的污水處理設施和管理,污水漫出沉淀池隨著河水流向下游,并沉淀在沿河兩岸。特別是每年汛期時,大量含汞的污水和污泥漫出河道,沉積到河道兩岸的大片灘地,造成汞污染范圍的擴大,含汞物質隨著努拉河水直到70km外的恩圖馬克水庫才最終沉積下來。
隨著哈薩克斯坦國民經濟的發展,為改善民生,使兩岸居民使用上安全、衛生的用水,世界銀行對此項目進行了考查和資助,并于2008年初完成了項目招標等前期工作。最終確定的B1標施工單位為中國建筑集團,B2、B3標的施工單位為中地海外建集團,工程建設于2008年5月份陸續展開。
1.開挖距離鐵米爾套市約15km的Apan填埋場,以容納B1和B2標開挖的污染土和污染物,填埋場容量約160萬m3。對B1、B2兩標段運往填埋場的物料進行計量,對填埋場進行維護,并待B1、B2兩標段的污染土和污染物全部運完后,對填埋場進行表層覆蓋、恢復植被等工作。
2.拆除位于鐵米爾套市區附近的Karbide橡膠廠及附屬工廠的車間、設備、排污設備及管線系統等,并將拆除物運送到填埋場做填埋處理等。
1.取土樣并進行成分分析,以確定清理范圍和清理深度
根據要求,對原來確定的清理范圍(主要位于鐵米爾套市下游約25km河段范圍內,按100年一遇洪水淹沒范圍,約6230萬m2)重新取土樣,并做分析,以確定治理范圍和清理深度。土樣孔數>58400個,取土樣>175300個,土樣汞含量檢測和分析≥153000個。根據標書確定的標準,對于耕作土地,當汞含量≥2.1mg/kg;對于非耕作土地,汞含量≥10mg/kg的需進行清除處理。污染土厚度<20cm的土地可不做清理。
2.污染土清理及運輸
(1)對于范圍較大(運距6km左右)、清理工作量大的區域采用固定式轉運站的方式進行清理。即先將污染區開挖的污染土由固定車輛集轉運到固定轉運站(位于無污染區或清理干凈的污染區),計量后再由其它固定車輛運至B1標開挖的填埋場,污染區內和區外的車輛分開使用。
(2)對于較為分散或工程量不大的區域,如扎烏爾(Zhaur)則采用移動式轉運站的方式,經開挖和計重后直接由車輛運至填埋場。
3.待污染土清理完畢后,將表層土回填并恢復植被。
1.恩圖馬克水庫概況
該水庫控制流域面積33000km2,庫容1.08億m3,位于鐵米爾套市下游約70km,主要攔蓄和沉淀B1和B2兩標段施工期間流下的污染水,是避免努拉河汞污染范圍擴大的最后一道屏障。
該水庫始建于前蘇聯時期的1982年,1984年停建,屬“半拉子”工程。其中:大壩基本完工;泄水涵洞僅基本完成了土建部分,閘門等金屬結構及電氣設施均未安裝;溢洪道僅進行了部分爆破。水庫低水位時,經泄水涵洞泄流,高水位時(汛期)漫過溢洪道泄流。
2.水庫加固的主要工作內容
(1)大壩加固
大壩為粘土心墻砂殼壩,全長1512m,最大壩高約32m,最高擋水深度約25.5m,壩頂寬約6~13m,上、下游壩坡均為拋石護坡。由于原施工質量較差,大壩透水嚴重。
加固的主要內容:一是新做塑性混凝土防滲墻,防滲墻寬0.8m,最大深度<50m,混凝土強度等級B3.5(gost標準,56天強度),抗滲等級為W4;二是完善大壩的滲流監測設施。
(2)泄水涵洞加固
泄水涵洞為壩下埋涵管結構,在涵洞內安裝鋼管泄流。主要加固內容是進水口增設擋墻,將涵洞進口底高程由441.0m抬升到447.0m,以容納和沉淀含汞物質,防止污染物下泄,造成污染范圍擴大;對涵洞內壁及鋼管進行加固和防腐處理;安裝閘門、蝶閥等控制設施;結合水力條件,在泄水涵洞下游增設單機630kW水電站一座。
(3)新建溢洪道
溢洪道原設計為橡膠壩控制,橡膠壩型式為60m×3孔,壩高3.6m,壩袋材料使用三元乙丙橡膠,采用冬季充氣夏季充水控制壩袋高度的操控方式。
受當地氣候條件限制(夏季極端氣溫+40℃,冬季極端氣溫-45℃),加之橡膠壩操控難度較大,工程施工至2009年8月時,哈薩克斯坦水資委和卡拉干達州水利局要求在橡膠壩方案施工現狀的基礎上改建為鋼閘門控制(主要是結合開挖寬度,并保持泄流底高程449.3m不變)。結合當時的施工情況,根據限定的投資額度(投資最多允許增加10%),最終確定的溢洪道型式為15m×11孔,平板鋼閘門(門高4.4m)配固定卷揚式啟閉機控制。2009年11月對變更為鋼閘門的溢洪道設計方案進行了模型試驗驗證,工程建設于2010年4月正式展開。
努拉河汞污染綜合治理工程是以水環境治理為主體,并以恩圖馬克水庫加固工程為安全屏障的一項綜合性工程。奧地利POSCH&PARTNERS公司是一家專業從事環境治理工程的咨詢公司,通過參與和了解努拉河治理工程,學習和借鑒到了國外對河道污染治理的一些思路、方法和措施,為我們提供了類似工程的治理經驗。
2011-09-06