九龍湖南湖清淤整治方案研究

南京江寧經濟技術開發總公司，江蘇 南京 211106

1 工程概況

九龍湖位于南京市江寧開發區南部，機場高速路以東，寧溧路以西，南京市二環路以北，地勢開闊、交通便利。九龍湖南湖湖面面積約為48hm2，水深約為1.5m，水生植物覆蓋率較少，自凈及景觀效果差。南湖周邊大部分為荒地，湖岸都為緩坡自然駁岸。周邊管網主要為道路雨水管網，無直接補水通道。

九龍湖南湖近年水質大體為Ⅳ類，多年未進行過清淤疏浚，內源污染物N、P等的釋放對湖泊水質造成了不利影響，使南湖部分月份水質為劣V類，水體自凈能力不足，因此急需對九龍湖南湖進行清淤整治，并初步構建水生態系統，以增強湖體的自凈能力，改善湖泊水質及水生態環境。

2 存在問題

對湖泊現狀進行分析，發現目前湖泊水質及生態環境較差，主要存在以下問題。

（1）無有效補水來源，水體流動性差。九龍湖南湖為封閉水體，目前無有效補水來源，主要靠降水補給，水體流動性差，水動力較弱、換水周期長，急需引入外部干凈水源進行補給，提升水質。

（2）雨污分流不徹底，存在外源污染。九龍湖南湖周邊小區雨污分流工程改造已基本完成，但附近大學仍有污水排入南湖，造成水體污染。雨污分流工程需進一步推廣完善，杜絕外源污染。

（3）多年未清淤，內源污染嚴重。九龍湖南湖多年未清淤，底泥中N、P含量超標，持續向水體釋放，使得湖泊水質惡化，水體富營養化程度較高。

（4）生態系統脆弱，自凈能力差。九龍湖為人工開挖湖泊，湖底未構建有效的生態系統，水生植物覆蓋率低，生態系統整體較為脆弱，生態功能嚴重退化，自凈及景觀效果差。

3 總體方案

九龍湖周邊雨污分流工作已基本完成，南湖方案主要以清淤為主，生態修復為輔，與其他工程相結合，綜合施策，實現南湖水質的提高。

3.1 清淤方案

（1）清淤工程量。湖泊底泥污染主要存在于表層淤泥中，底泥清淤厚度的確定直接關系工程效果，清淤太淺，則無法達到清除內源污染的效果；清淤較深甚至全清，則水生動植物失去營養來源及生長基地，反而不利于生態系統的構建。此次九龍湖南湖清淤總面積約為48萬m2，清淤厚度確定為保留下部深度為20cm的淤泥，湖區平均淤泥厚度為0.6m，根據現場實際測量水下高程點，采用網格法進行計算，經計算，在保留深度為20cm的淤泥的基礎上，此次設計總清淤量約24.9萬m3。

（2）清淤方式。城市湖泊一般位于城市的中心地帶，對清淤方式的要求較高，不能對周圍的環境造成大的影響，根據現有的河湖清淤技術，常見清淤技術可分為排干清淤、水下清淤以及環保清淤三種。①排干清淤指可通過在河道施工段構筑臨時圍堰，將河道水排干后進行干挖或者采用水力沖挖的清淤方法。②水下清淤一般指將清淤機具裝備在船上，由清淤船作為施工平臺在水面上操作清淤設備將淤泥開挖，并通過管道輸送系統輸送到岸上堆場，水下清淤包括抓斗式清淤、泵吸式清淤、普通絞吸式清淤、斗輪式清淤四種方法。③環保清淤包含兩個方面的含義，一方面指以水質改善為目標的清淤工程，另一方面則是在清淤過程中能夠盡可能避免對水體環境產生影響。環保絞吸式清淤是目前最常用的環保清淤方式，多用于河道、湖泊和水庫的環保清淤工程。環保絞吸式清淤是利用環保絞吸式清淤船進行清淤。環保絞吸式清淤船配備專用的環保絞刀頭，在清淤過程中，利用環保絞刀頭實施封閉式低擾動清淤，開挖后的淤泥通過挖泥船上的大功率泥泵吸入并進入輸泥管道，經全封閉管道輸送至指定卸泥區。環保絞吸式清淤船配備專用的環保絞刀頭，具有防止污染淤泥泄漏和擴散的功能，可以疏浚薄的污染底泥而且對底泥擾動小，避免了污染淤泥的擴散和逃淤現象，底泥清除率可達到95%以上，且清淤濃度高，清淤泥漿質量分數達70%以上，一次可挖泥厚度為20～110cm。環保絞吸式挖泥船具有高精度定位技術和現場監控系統，通過模擬動畫，可直觀地觀察清淤設備的挖掘軌跡。高程控制通過挖深指示儀和回聲測深儀精確定位絞刀深度，挖掘精度高。根據工程特點提出四種清淤方案比選，如表1所示。

表1 清淤方案比選

考慮到該項目工期較緊，需要在汛期施工，排干清淤受天氣影響較大，采用抓斗式、普通絞吸式、斗輪式等挖泥船進行水下清淤容易造成底泥擾動，加速底泥中N、P等釋放，形成二次污染，有違該工程清除內源污染，改善水環境的初衷。經綜合比選，九龍湖南湖主要采用以環保絞吸式挖泥船為主的環保清淤，南湖北側誠信大道橋處，因清淤面積小，范圍狹窄，不適合船式環保清淤，采用排干水力沖挖清淤。

（3）淤泥處理。因項目工期與其他項目重疊，此次九龍湖南湖清淤需要結合景觀工程工期安排分區分期實施，一期先施工南湖南部，吉印大道橋以北部分，二期實施其他部分。通過環保絞吸式清淤船清淤的淤泥含水量較大，需要脫水固化處理。綜合分析國內外有關資料，淤泥脫水的傳統方法主要有自然脫水干燥法、真空預壓脫水法、土工袋脫水法、機械脫水法等。結合該工程片區內實際情況，考慮到附近可用固化場地較小，采用機械脫水固化方式。機械脫水固化是使用機械通過擠壓方式強制將淤泥中的水分擠出，淤泥含水率控制在40%～60%，具有占地面積小、淤泥含水率減量大、不受天氣影響的特點。淤泥固化工藝為淤泥傳送至過濾池進行初步沉淀，沉淀后的泥漿輸送至調理池添加調理劑后輸送至脫水裝置，泥漿經快速壓濾、脫水后形成可資源化利用的泥餅，最后尾水經凈化處理后達標排放。具體工藝路線如圖1所示。

圖1 機械脫水固化技術流程圖

該項目淤泥脫水固化臨時場地擬選址位于九龍湖南湖的東北岸、臨江中學對面的九龍湖南湖景觀范圍內，面積約為8000m2，靠近湖岸附近，如圖2所示。淤泥采用管道輸送至脫水固化場地，平均輸送距離約5.5km。采樣檢測九龍湖南湖湖心底泥部分理化指標，南湖底泥滿足農用地土壤污染風險篩選值的要求，故脫水固化后的干泥可作為園林綠化底肥。

圖2 清淤工期工區圖

3.2 生態修復方案

該方案除了環保疏浚，為活化水體實現水體自我凈化，還需要通過建立優良的水生態系統，構建系統中多條食物網鏈，實現水體中物質、能量、信息的自我流通，從而實現污染物的輸出轉化，提升水體自我凈化能力，讓九龍湖南湖水體真正的活起來。

采用清水型生態系統構建技術，構建九龍湖南湖清水型生態系統，種植挺水植物、浮水植物、沉水植物，實現水生植物修復，進一步降解、凈化污染物，保障水質和系統的穩定性。同時，建立多樣性的生態系統，逐步建立起動物種群，尤其是小型魚類、底棲雜食性魚類，以及底棲動物，如無齒蚌、梨形環棱螺等，實現水生動物的調控，從而實現有機質、營養鹽遷移、轉化和輸出，達到凈化水質的目的。此次工程擬種植水生植物約20.22hm2，投放魚類6000尾，底棲動物30000kg。

4 結束語

九龍湖南湖清淤采用主體環保清淤加局部水力沖挖清淤的方式，該方式綜合了環保清淤和水力沖挖兩個方式的優點，淤泥經機械脫水固化后可用作園林綠化底肥。湖底清淤和附加生態修復方案的應用，在改善湖泊水質的基礎上，提升了水體自凈能力，為后期類似工程實施積累了經驗。