河道清淤工程篇1

一、明清黄河下游的来水来沙变化

黄河下游来水、在超长系列里呈现出丰枯交替的周期变化。下游的来沙，以三门峡站以上流域为主，河口至龙门区间、泾洛渭汾流域产沙量，占全河的90％以上。：故利用三门峡站的多年天然径流2，粗估来水来沙的变化趋势和量级。以三门峡以上41站在《中国近五百年旱涝图集》中逐年的旱涝等级，对三门峡站天然年径流计算分析，重建了近500年径流序列。采用该序列作低通滤波处理，：认为50年滑动平均成果具有清晰的周期变化特征：分析来水变化趋势，认为明清黄河下游具有三个长周期(1479—1595年、1596—1782年、1783—1908年)，成果如图。

从b、c丰水时段图象看，似可进—步划分为四个准丰水段，其间还有两次短暂相对偏枯振动。对复原的历史天然径流序列采用最大熵谱分析，成果显示存在23年的主周期、73年的次主周期，可能与天文一大气变化有关联。

研究认为明清时期的3次加积高潮，与a、b、c三个丰水时段大致同步(1534—1595、1643-1782、1798-1908年)，下游河道的堆积低谷又与枯水时段大致同步，定性地认识到丰水时期的来水，与挟带而来较多的泥沙及下游河床的堆积存在密切关联的特性。造成下游河道堆积的泥沙，主要由大于0.05mm的粗颗粒所组成，主要来源于陕北黄土丘陵沟壑地区，来自河口镇至清涧河口之间两岸支流与无定河河口以下白宇山区的支流河源区。

利用500年水旱资料，以主要产沙区的榆林、延安二站资料，适当参考中游其它站区，认为榆林、延安的水旱等级，相应也显示了水力侵蚀产沙程度，定性地判别主要产沙区在中游地的相对侵蚀(粗沙)产沙程度，粗分为丰、中、少三中情况。三门峡站以上来水，以已复原的径流序列，划分为偏丰、平水、偏枯三种情况，与产沙情况组合，获得九种组合形式，从而逐一确定各组合的下列大水年。又以三花间径流序列(王云璋，1989)作为下游水情的一维，进一步用三门峡以上的水沙组合与三花间水情(大水、平水、枯水)作为另一维，构成二次组合。将原中游来水来沙组合序列酌情置入；取得系列一：中游大水、大沙，下游大水，有样本57年；中游大水大、中沙，下游平水，有51年。系列二：中游大水大、中沙，下游小水，有46年。系列三：中游中水大中沙，下游平水、小水，有54年。系列四：中游小水，大、中沙，下游小水；有13年。三门峡以上来水一般与三花间洪水错峰，这里的估算从年径流总体来看；考虑到三花间来水含沙极少，致淤效果小，认为上述的二、三、四系列的水沙组合，产生淤积的可能较大，探讨称为可能致淤组合。以上四系列包含样本年数217年，占研究段1470—1855年样本总数的56.2％。将样本年按原序置人丰枯周期之中,统计得到以下成果：

表1三门峡天然径流丰枯时段与可能致淤年数的比率

周期

丰枯

时段

（1）

年数

（2）

可能致淤年数

（2）/（1）

%

a

偏枯

偏丰

1470—1533

1534—1595

64

62

23

36

35.9

58.0

b

偏枯

偏丰

1596—1642

1643—1782

47

140

23

91

48.9

65.0

c

偏枯

偏丰

1783—1797

1798—1855

15

58

4

40

25.0

68.9

可见，在来水偏丰时段，中游来水来沙与三花间来水再组合，可能导致淤积的比率为58.0-68.9%；而偏枯时段，这一可能致淤年数的比重在50%以下。1534-1595年丰水段，常出现连续2-3年，多达6年的连续可能致淤年，连续年区段间隔多为1-2年；1643-1595年丰水段，可能致淤年多为2-3年，也有长到7-8年的。1798-1855年，这种情况的连续段多为2-3年，多到6年，也有10余年的。分析认为正是处于丰水时段中的这些连续可能致淤年，下游河道产生严重淤积的几率较大。连续的淤积—决溢—淤积，加重了整个下游河道以及决口口门以下河段的糜烂、壅阻——淤积的恶性循环，使河道状况进一步恶化。

进一步看，在研究时期的386年之中，有72年暴雨中心在榆林、延安地区，洪水通过各支河汇入黄河北干流后，河谷开阔，由于河槽的巨大调蓄作用，黄河中游出现的洪峰量级大减；而同时洪峰来沙系数大，就可能产生高含沙量洪水，这种年次占了可能致淤年的1/3以上，在可能致淤的年次里，对下游河道的塑造起到重要作用。高含沙水流在宽浅的游荡型河段，很难维持平衡输沙，粗沙排沙比很低，对下游河道的冲淤极为不利。

钱宁等将黄河水沙组合分为6种型式，将本文的分析与其对比如下：

表2黄河水沙组合类型对比统计

钱宁

概括的

水沙组合类型

来沙

系数

kg.s/m6

淤积

强度

104t/d

下游淤积量占全部洪峰淤积量%

类似典型年

三门峡站输沙距平

%

全下游

淤积

108t

水情

类型

本文的类似

系列

（2）

0.0516

3100

59.8

1954

+92.0

5.99

上大下中

系列一

（2）

0.0516

3100

59.8

1966

+53.6

4.29

上大下小

系列二

（3）

0.0360

545

13.6

1951

-2.0

1.11

上中下中

系列三

（3）

0.0360

545

13.6

1975

+9.0

-0.36

上中下小

系列三

（4）

0.0131

1898

28.2

1958

+124.0

6.85

上大下大

系列一

（6）

632

3.4

1956

+15.1

3.85

上小下大

（6）

632

3.4

1959

+105.0

7.03

上小下小

系列四

以上工作验证了在明清天然径流分析中获得的印象，即从黄河的长历时看，从统计的角度看，导致黄河下游全河床淤积的来沙（特别是淤积滩地）状况，在丰水时段中大量地出现。说明在偏丰时段，中游的主要产沙区以侵蚀产沙为主；相应地，下游河道出现较为严重的淤积，一些重大的河床变形、河道改徙的历史事件，多发生在这些丰水多沙与河道加积的时段里。

表3黄河丰水时段可能致淤年序列

1534—1595年

丰水时段

1534—36，1540—44，1546—49，1551—54，1562—67，1569—72，

1578—80，1588—91，1594—99

1643—1782年

丰水时段

1642—49，1651—54，1658—60，1662—64，1666—79，1686—89，

1691—95，1704—10，1715—18，1723—37，1743—46，1751—57，

1766—68，1772—76

1798—1855年

丰水时段

1798—1800，1802—04，1815—30，1840—45，1848—53

表4明清时期可能高含沙洪水年

15世纪：1475，1476

16世纪：1503，1508，1515，1534，1535，1540，1542，1553，1557，1562，1564，1567，1569，1570，1575，1593，1594，1595，1598

17世纪：1604，1621，1626，1641，1644，1653，1659，1662，1664，1666，1671，1677，1678，1679，1686，1694，1695，1698

18世纪：1701，1707，1723，1725，1728，1730，1731，1736，1744，1745，1749，1751，1752，1753，1756，1757，1761，1767，1774，1775，1781，1785，1789

19世纪：1800，1819，1820，1822，1823，1838，1843，1844，1855

二明清黄河下游的堆积、变徙与水沙变化

在明清时期，黄河下游的堆积、河床演变与来水来沙的变化，存在着密切的关系。

1495—1546年，下游人为地北堵南分，时有决徙，挟沙水流极不稳定，在偏枯时段，仍出现严重堆积。进入a丰水时段后，出现一系列的连续丰沙可能致淤年，分析可能致淤样本占该时段的58％。分流状态不利于输送泥沙，经过1534—36、1540—44两次连续丰水丰沙过程，1546年南分诸道自然淤塞，全河水沙尽入贾鲁大河。前阶段被称之为“小黄河”的贾鲁大河，淤阻已久，难以适应剧增的水沙，河床急剧淤高，1558年商丘新集改道，摆脱故道河线，重新出现自然改徙、分流泛滥局面。

从16世纪?0年代起，河南境内南堤创筑，1578、1588年，潘季驯三任、四任河总，大规模修治堤防，水沙得到相对约束；1578—80年，88—91年，94—99年水沙组合可能致淤，90年代又出现一系列可能高含沙年，丰沛的来沙被挟带到河口，河口延伸率一度高达1540m/a，其堆积速率也相应达到16.6cm/a左右。·

进入周期ⅱ偏枯时段(1596—1642)，可能致淤的不利水沙组合比例减小，虽有6次也可能出现了高含沙，但总的来沙量偏少，河口延伸率曾降到87m/a。诚然，明末清初在淮安以下一度处于漫溢状态，相对延缓了河口单流直进的速度。

清代前期，恰好进入了b丰水阶段(1643—1782)，修防工程从1649年起集中于豫河进行，丰水又挟带来了超过前阶段的泥沙；如42—49年、51—54年；58—60年，其中还包含着44、53、59等一些可能高含沙年，陕北在遭遇了长期大旱后，侵蚀产沙加剧。清初首先反映出来的是沿程淤积。到17世纪70年代，靳辅主持了大规模的堤防治理，工程向云梯关外延伸，沿程的纵向调整得以发展到海口，河口延伸又增加到239m/a，张仁估计可高达1700m/a。这一方面显示了堤防约束的功能，也显示了中游的来沙有一个非常显著的增加。

这一变化无疑地加剧了溯源淤积的作用，河口延伸首先在江苏河段决溢发展上反馈显示出来。同时，中游来沙仍较丰沛，在周期ⅱ的丰水时段中，可能致淤年占了65％的比重。河南河段的沿程淤积之势始终很强盛。两种淤积趋势叠加，使下游河道出现全面抬升的局面。从河患与堤防工程补筑的时空分布看，在遭遇了1686—89、1691—95、1704—10、1715—18年这一系列的可能致淤水沙状况后，河道的堆积趋势一直发展到桃花峪附近。明初，河道从邙山头东北而去，改徙到东下开封的明清黄河位置之后，由于新道的溯源冲刷作用，长期低于故道河床。沁河口至詹店一段尚未建立堤防，以故道高滩御水，大水时也可能利用故道“以资宣泄”。但到18世纪末，这一势态被打破。1696年河决荥泽，1721年、22、23年武陟连续河决，1723年补筑了该段堤防。1671、77、78、79、86、94、95、98，1701、07、23年可能出现的高含沙，无疑地也促进了这一次强加积。

从河南河段看，这次加积至少持续到18世纪的60年代。而沿程淤积尚未缓解。1761年大水大沙，榆林、西安出现1级大水，延安、平凉出现2级水；在下游干流的基流较大情况下，又遭遇了三花间特大水，花园口洪峰流量高达32000m3/s。这次大水并未如理想的那样挟带走大量床沙，反而滞积在滩地上大量泥沙。到1766—68年，1772—76年又逢丰沛来沙，而1777—79年甚至连年出现高含沙洪水，严重的淤积发生在开封以下河段，1781年的仪封青龙岗大决似成定局。这次决口未能堵复，决定了1783年仪封至商丘河段的局部改徙。

同时，也不能忽视溯源淤积，18世纪上半叶，随武陟堤工的完成，豫河全线的工程逐步完竣，决溢与加积推向苏皖，河口延伸发展到320m/a，河口的堆积很快又溯源向上。仪封改河完成后，决溢与工程的重心，也向苏皖转移，不过进入周期ⅲ的1783—97年枯水时段，来沙相对较少，可能致淤年仅占25％，冲淤相对稳定；在1776—1803年间，河口的延伸一度降低到111m/a，堆积速率也相应降到1.2cm/a。

但这一枯水段历时甚短，旋即进入c丰水时段，遭遇到诸如1798—1800，1802—04，1815—30，1840—45，1848—53等一系列可能致淤的水沙组合年，来水来沙对下游河道冲淤十分不利。值得注意的是，出现了1819—23年的连续可能高含沙。本来在1794年之后，由于沿程加积，决溢重心已从丰县砀山以下河段发展到河南省境河段，而连续的大水、多沙、致淤又接踵而至。1819年极为典型，雨洪类型同于1843年，洪水之后，滩面淤与堤顶乃至子堰齐平，兰睢段堵口，开挖引河长达50里，开挖深达0.8丈至2.7丈。1843年特大洪水，花园口洪峰流量高达33000m3/s。暴雨中心在皇甫川、窟野河及洛河、马连河上游，是中游的主要产沙区，也正是造成下游河床淤积的粗泥沙来源区。从1843年淤沙取样颗分看，大于0.05mm的颗粒可占90％左右，颗分曲线与皇甫川含沙量1000kg/m3以上的颗分曲线十分接近，说明这次洪水含沙量是很大的。从小浪底上下沿河淤沙看，各处淤沙厚均在2m左右。19世纪40年代中牟、开封的一系列决徙、1851年丰县的改徙夺溜，无疑也加剧了河道的糜烂程度。这一切，也加速促成了1855年铜瓦厢改道的自然形势。

研究认识到：黄河中游粗砂颗粒来源地区的侵蚀条件变化，直接地影响到下游河道的堆积和变徙。来水来沙条件是决定下游河道淤积和变徙的首要因素。本分析中的每个加积阶段，下游河道纵向调整首先反映出来的是沿程淤积，中游的水沙变化，特别是暴雨集中、侵蚀力强，挟沙丰沛与下游河道可能致淤相关联。随着两岸堤防、工程的完善，大量泥沙被挟送到苏皖河段，被输送到河口，河口的延伸及河口段河床抬升，侵蚀基点的变化，加重了溯源淤积。两种形式的淤积，加速了河床的抬升，两种淤积效应的叠加，导致了明清下游河道的全面、迅速抬升。从堤防控制的意义上来看，明清黄河下游在长时期中的堆积，已达到2.4—2.8x108m3/a的淤积水平，和现行黄河下游河道的淤积水平相当(1950—1985年值，已扣除三门峡工程影响因素)。

明清时期黄河下游河床堆积状况,如表5所示:

表5明清时期黄河下游的堆积状况

河道

河段

研究时段（年）资料

河道部位

河床堆积m

黄河干道

郑州桃花峪

1450——1850

全河床

5.0

贾鲁大河

虞城-夏邑

元代——1558

全河床

7.0—10.0

明清黄河

沁河口—

东坝头

开封

兰考

民权

商丘—虞城

丰县

徐州

睢宁

泗阳

云梯关

大淤尖

1493——1855

1450——1642

1642——1855

1495——1781

1783——1855

1495——1781

1783——1855

1572——1855

1572——1855

1572——1855

1572——1855

1578——1855

1590——1855

1677——1855

全河床

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

河漫滩

6.0

3.0

8.5—10.5

7.0—10.0

6.0—9.0

7.0—10.0

4.0—8.1

8.0—12.0

8.79

5.0—10.0

5.5

8.4

6.05

7.55

结论

1．明清强堆积时期，黄河下游的来水来沙曾出现过丰枯交替的振动变化，存在三个丰水丰沙的加积阶段。分析水沙组合状况，可能至淤年的组合年占这些时段总年数的58-68%。

河道清淤工程篇2

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

河道清淤工程篇3

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

河道清淤工程篇4

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.

河道清淤工程篇5

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).