淺議小清河濟南城區段生態清淤工程

楊同春，王 亭，蔣淑玲

（濟南市小清河管理處，山東 濟南 250014）

小清河起始于濟南市玉符河睦里莊閘，自西向東流經濟南、淄博、濱州、東營、濰坊等市，在壽光市羊口鎮羊角溝注入渤海萊州灣，全長237 km，控制流域面積10 336 km2，是山東省一條重要的防洪除澇河道，同時兼顧兩岸農田灌溉、內河航運、海河聯運等多種功能，是全國5條重要的國防戰備河道之一。小清河濟南城區段西起槐蔭區睦里莊閘，東至歷城區濟青高速公路橋，長30.472 km。

河道清淤的必要性：一是濟南市城市防洪體系建設的需要。濟南市小清河綜合治理工程實施至今已近8年，目前河道淤積較嚴重，不滿足原設計標準的要求；二是國民經濟持續協調發展的需要。小清河是魯中地區的重要防洪、排澇河道，是濟南市市區向外排水的唯一通道，小清河以南是以商業、金融、旅游服務為主導功能的城市中心，小清河與黃河大堤區間近年來逐步形成以工業園區、物流為主導功能的城市區域，河道沿岸有繁華的居民生活區、大型商貿區和電力企業，并有膠濟鐵路、京福高速公路、京滬鐵路、省道、國道等重要交通設施。為實現創建生態文明示范城市、特色旅游城市、生態宜居城市等目標，需對河道進行清淤和生態治理，為該區域經濟社會的可持續發展提供可靠保障；三是人與環境協調發展的需要。隨著經濟社會的快速發展，人民生活水平不斷提高，對生存環境和生活質量的要求越來越高。通過河道生態清淤和日常維護，可使河道水清岸綠，人與水和諧共處，為人們提供休閑娛樂場所，提高生活質量，促進該區域經濟、社會與環境協調發展；四是濟南市水生態文明城市的要求。濟南市被確定為全國首批水生態文明試點城市，市政府提出試點建設期為2013—2015年，2015—2020年為完善提升期，試點建設將形成“河湖連通惠民生，五水統籌潤泉城”的發展新格局，實現“泉涌、湖清、河暢、水凈、景美”的總體目標。小清河作為濟南市唯一排洪河道，是濟南市創建水生態文明城市的重要組成部分，濟南城區段清淤工程的實施將大大改善小清河的整體形象，保證工程安全運行。

綜上所述，對小清河濟南城區段進行清淤是十分必要的。

1 小清河自然地理概況

1.1 水文氣象概況

濟南市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，一年四季分明，溫差變化較大，春季干旱少雨，多西南風；夏季炎熱多雨；秋季天高氣爽少雨；冬季寒冷干燥，降水量稀少，多東北風。區域內多年平均氣溫14.3℃，多年平均降雨量為636 mm，主要集中在汛期的6～9月份，汛期多年平均降水量548 mm，占全年降水量的85%；降水量年際間變化大，豐枯年分相差懸殊。多年平均陸面蒸發量為550 mm。多年平均風速3.0 m/s，最大風速22.0 m/s，最大凍土深為55 cm。

1.2 水文地質條件

經取樣化驗分析，河水水化學類型為HCO3-SO4-Cl—Ca-Na-Mg型；pH 值 6.67，礦化度0.74 g/L，侵蝕性CO2為2.1 mg/L，河水對混凝土無腐蝕，對鋼筋混凝土中的鋼筋弱腐蝕，對鋼結構弱腐蝕。

2 清淤方案

2.1 挖掘機開挖

挖掘機開挖清淤是較傳統的清淤方法，其施工技術要求較低，操作方便。一般在枯水期施工，在清淤河段的河床裸露區域直接開挖或在水下區域修筑施工圍堰隔斷來水，排水后采用挖掘機分區分塊開挖，疏浚土方裝車運輸至棄土場并用推土機平整。

2.2 水力沖挖

水力沖挖施工原理是通過清水泵產生壓力水，經過水槍噴出高速水流，切割、粉碎沙土，使之濕化、崩解，形成泥漿和泥塊的混合液，再由立式泥漿泵及輸泥管輸送至指定位置。

2.3 三絞吸式挖泥船清淤

絞吸式挖泥船是目前在清淤工程中運用較廣泛的一種船舶，他是利用吸水管前端圍繞吸水管裝設的旋轉絞刀裝置，將河底淤泥進行切割和攪動，再經吸泥管將絞起的淤泥物料借助強大的泵力輸送到預定場區，挖泥、運泥、卸泥等工作過程可連續完成，是一種效率高、成本低的挖泥船，但易造成淤泥擴散、水質污染。傳統的絞吸式挖泥船因為船舶設備龐大、施工噪音大、調遣不便，一般僅應用于大江大河及湖泊沿海等區域的清淤施工。

2.4 小型環保生態清淤船

小型環保生態清淤船是近年來出現的一種清淤機械，適用于流量小、水深淺、不具備一般挖泥船疏浚作業條件的河道。小型環保生態清淤船設有3根定位樁，前面兩根用于定位，后面一根控制行走，清淤采用新型環保絞吸式絞刀，絞刀臂通過液壓動力可以上下左右移動，作業時通過環保絞吸式絞刀擾動淤泥，擾動后的淤泥立刻被吸淤泵吸走。對于沿河有橋梁或管道并且高度較小，小型環保生態清淤船無法到達的區域，可利用專用清淤平臺替代完成清淤，采用水力切割和吸淤泵復合吸取淤泥，高壓水通過專用噴口擾動淤泥，擾動后的淤泥立即被吸淤泵吸走。

2.5 生物—生態修復

生物—生態修復河道技術是近幾年出現的一種新工藝，不對河道進行疏挖，而是向河道內添加生物復合酶，對底泥進行原位修復，分解有機物，使底泥中的污染物轉移、轉化及降解，從而減少河道淤積，改善河道水質。由于城區河道接納的主要污染物是生活污染源，底泥中有機物含量高，可生化性強，加之城區河道水流條件較穩定，因此，部分城區河道可采用該項技術。

通過上述比較可以看出：干河清淤、水力沖挖清淤、絞吸式挖泥船清淤3個方案雖然單價相對較低，但由于受客觀條件限制，均難以實施；生物—生態修復僅適用于有機質含量較高的底泥，無法對泥沙進行處理，存在修復速度慢、清淤不徹底等問題。小型環保生態清淤船方案既能適應城市內河狹小的工作面，又能滿足生態、環保、不破壞兩岸現有景觀帶的要求，該方案集生態清淤與淤泥快速固化同步處理于一體，設備移動方便，整個作業系統可根據工程量及作業環境進行快速靈活地組合，淤泥固化后可實現資源化利用，尾水達標排放。2015年上半年在洪園閘上游，聯合山東省水利勘測設計院開展了生態清淤實驗工程，采用小型環保生態清淤船清淤方案進行了清淤，效果良好，因此，推薦采用本方案。

3 淤泥處置

小清河清淤后的淤泥處置方案是直接關系到清淤工程能否實施的重要因素，小型環保生態清淤船淤泥處理方法主要有兩種：一是就近輸送至河道沿線排泥場自然風干；二是脫水固化后根據需要制成具有一定強度的可利用土料。本階段選擇外送回填自然風干、脫水固化、低位真空預壓固結3種處理方案進行比較。

3.1 自然風干處理方案

自然風干處理方案是先在河道兩岸設置排泥場，四周修筑圍堰并設置格埂，清淤后的淤泥直接吹填入排泥場內，淤泥在排泥場內經過較長時間后自然固結，淤泥固結后可進行復耕。自然風干處理方案的優點是工程成本較低；缺點是占地面積大，圍堰修筑工程量大，自然固結時間長。

3.2 脫水固化處理方案

脫水固化處理方案是在排泥口附近空地設置淤泥脫水處理站，將清淤淤泥輸送至淤泥脫水處理站，集中進行機械脫水處理。淤泥機械脫水法主要原理是通過改善淤泥的透水性，采用專用的壓濾脫水機對淤泥實施高壓作用，促使淤泥中的泥質和水質迅速分離，從而實現淤泥脫水干化。淤泥經機械脫水后體積可縮小50%左右，經脫水后的土料含水量可控制在30%～60%之間。其優點是做到了淤泥減量化處理。

3.3 低位真空預壓固結處理方案

排泥場淤泥采用低位真空預壓法進行固結處理，在3～4個月時間內使淤泥固結并達到5～6 t的承載力指標，淤泥含水量降低至70%左右。低位真空預壓法屬于真空預壓排水軟土地基加固技術，是處理超軟吹填土及軟黏土地基的有效方法之一，目前在工程上普遍使用。

由于本次清淤工程位于城區內，兩岸居民區密集，建筑物較多，無法布置排泥場，因此，推薦采用淤泥脫水固化處理方案。淤泥固化處理后采用挖掘機配自卸車運至渣土場，為后期的資源化利用創造條件。

4 結語

濟南小清河城區段不僅承擔泄洪功能，還承載了城市景觀、通航等功能，因此，河道清淤既要滿足生態清淤，又不能破壞兩岸現有高標準綠化帶、不造成河道停航而影響旅游觀光、不產生黑臭淤泥上翻、不影響市民生活和生產秩序，因此，濟南小清河城區段清淤應采取技術先進、經濟合理的施工工藝和方法。小型環保生態清淤船清淤方案，集生態清淤與淤泥快速固化同步處理于一體，設備移動方便，整個作業系統可根據工程量及作業環境快速靈活地進行組合，淤泥固化后可實現資源化利用，尾水達標排放。本工程的實施具有顯著的經濟效益、社會效益、環境效益。工程實施后，能夠有效提高河道行洪能力，恢復河道景觀、通航等功能。改善河道淤積和水質現狀，提高水體自凈能力。對該地區的生態環境的良性循環和國民經濟的發展將起到積極的促進作用。