河道清淤治理及施工方案設計

朱秀全，許慧澤

（中水淮河規劃設計研究有限公司，合肥 230601）

1 河道清淤治理技術

1.1 清淤治理的主要內容

河道清淤治理是指通過人為干預的方式，采取一系列技術手段，清除河道中的淤泥和雜草，使河道恢復正常水流，提高河道的水動力特性，并保護河道的生態環境。清淤治理的定義中，重點強調了清除淤泥和雜草，恢復河道水流和提高水動力特性的目標。淤泥和雜草是河道中常見的問題，會堵塞河道，減小河道的輸水能力，導致洪水泛濫，甚至對河道生態系統造成影響。清淤治理通常包括多種技術手段，如機械清淤、人工清淤、生物清淤等。機械清淤是利用各種工程機械設備，將淤泥和雜草清除出河道，以恢復河道的通行能力；人工清淤則是借助人工勞動力，通過手工清除淤泥和雜草，適用于一些較小的河道；生物清淤是指利用生物技術，如蘆葦生物濾池，通過植物的吸收和分解作用去除污染物質，達到清淤的目的。在清淤治理中，還需要考慮河道的地質、水文、水力條件等因素，不同的河道特點會對清淤治理方案的選擇和實施產生影響。例如，河道的寬度、水流速度、底質等會影響清淤工藝和設備的選擇；水文條件則會影響清淤施工的安全和效率。因此，在清淤治理設計中，需要全面考慮各種因素，并制定相應的施工方案。

1.2 清淤治理的目標

河道清淤治理是為了解決河道淤積問題，并恢復或改善河道的水文、水力和水質條件，從而實現河道的正常運行和可持續發展。清淤治理的目標主要包含如下幾個方面。

1）保證河道的通航能力。河道淤積會導致航道水深減小，從而限制船只的正常通行。這不僅會給航運業帶來不便，也會影響貨物的運輸效率和安全性。因此，清淤治理的目標之一是通過淤泥的清除，恢復和維持河道的水深，以保證船只的順暢通行。

2）恢復河道的水力條件。河道淤積會改變河道的水流狀況，增加水流的摩擦阻力，降低水流速度，導致水流的淤積和污染問題。清淤治理的目標是通過清除淤泥，恢復河道的橫剖面和縱向剖面形態，改善水流的通暢性和穩定性，提高水流的流速，減少淤積和阻力，以實現河道的正常水力條件。

3）改善河道的水質條件。河道淤積不僅會引起水流的淤積和污染，還會導致底泥中的污染物釋放到水體中，進一步惡化水質。清淤治理的目標是通過清除淤泥中的污染物，減少污染源的釋放，提高水體的水質，保護生態環境和生物多樣性

4）提高河道的應對洪水和排洪能力。河道淤積會減少河道的有效容積，導致洪水過程中的洪峰上升，增加洪水的威力和危害。清淤治理的目標是通過清除淤泥恢復河道的容積和截面形態，提高河道的輸沙能力和排洪能力，減少洪災的發生和影響[1]。

1.3 清淤治理的方法

1）物理法：物理法是通過機械力的作用將淤積物從河道中清除。其中，常用的物理方法包括挖泥船和挖掘機清淤。挖泥船是利用機械設備將淤泥進行挖掘、運輸和卸載，將淤積物從河道中排除。挖泥船可以根據沉積物的種類和情況進行調整，以達到更好的清淤效果。挖掘機清淤則是利用挖掘機對河道進行挖掘以清除淤積物。挖掘機具有較強的清淤能力，可以有效地清理大量淤積物。

2）化學法：化學方法是通過添加化學藥劑來分解和溶解淤積物，以達到清淤的目的。常用的化學方法包括添加氧化劑、酸堿中和等。添加氧化劑可以增加水體中的氧含量，促進有機物的氧化分解，從而降低淤積物的濃度。酸堿中和則是通過調整水體的酸堿度來改變沉積物的溶解度，使其易于清除?；瘜W方法具有清淤效果顯著、速度快的特點，但需要選擇合適的藥劑，并且添加適量，以免對生態環境產生不良影響。

3）生物法：生物方法是利用微生物、植物等生物體的作用來清理河道淤積物。微生物可以通過降解有機物減少淤積物的堆積，植物則通過其根系的生物力學效應和吸收作用清理河道。常用的生物方法包括植物修復和微生物修復。植物修復是通過選擇適應河道環境的植物種植，使其根系能夠吸附河道底泥中的污染物，從而清除淤積物，加快河道流速。微生物修復是利用微生物的代謝作用降解淤積物中的有機物質，減少淤積物的積累。生物方法具有環境友好、維持生態平衡的特點，但需要選擇合適的生物體和適宜的環境條件。

2 河道清淤施工方案設計

2.1 設計考慮因素

在河道清淤施工方案設計中，需要考慮多個因素以確保施工的順利進行和清淤效果。具體包含如下幾個方面。

1）河道特點：首先需要對所清淤的河道進行全面的調研和分析，了解河道的地形、水流情況、水質狀況以及河道的規模和長度等特點。這些特點將直接影響施工方案的選擇和實施。

2）清淤目標：根據清淤目標確定清淤的范圍和深度。清淤的主要目的是恢復或改善河道的水流條件、減少水流阻力、防止洪水發生和水質污染。因此，在施工方案設計過程中需要明確清淤的具體目標，以此確定清淤的規模和深度。

3）清淤方法：確定合適的清淤方法是施工方案設計的重要因素之一。常用的清淤方法包括機械清淤、人工清淤和化學清淤等。選擇清淤方法時，需要考慮到河道的特點和清淤目標，并綜合考慮清淤成本、工期、環境影響等因素。

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4）施工設備和材料：在施工方案設計中，需要考慮到所需的施工設備和材料，包括挖掘機、裝載機、清淤船等設備，以及清淤后的沉淀物處理和運輸的材料等。合理選擇設備和材料可以提高施工效率和清淤質量。

5）環境保護：設計施工方案時，需要充分考慮環境保護因素。施工過程中可能會產生噪聲、振動、塵土等問題，對水質和周邊環境造成影響。因此，需要制定相應的環境保護措施，減少對周邊環境的影響。

6）安全管理：在施工方案設計中，要考慮到施工安全管理措施。清淤施工可能涉及水中作業、高空作業等，會存在一些潛在的安全風險，需要制訂安全操作規程和應急預案，保障施工人員的安全。

2.2 施工工序與流程

清淤施工是河道清淤治理的重要環節，其工序與流程主要包括勘測與測量、準備工作、施工工序和清理工序等。

1）勘測與測量：其目的是獲取河道底部淤泥的厚度和分布情況，以確定清淤的范圍和深度?？睖y與測量可以采用現場調查和遙感技術相結合的方法，通過測量河道底部的高程和水深，確定淤泥的分布情況。同時，還可以利用遙感技術獲取高分辨率的航空或衛星影像，通過圖像解譯確定河道底部淤泥的分布范圍。

2）準備工作：包括施工方案設計、設備和材料的準備等。在施工方案設計中，需要考慮清淤的目標、方法和工期等因素，確定清淤的具體步驟和操作方式。同時，還需要準備清淤所需的設備和材料，如挖掘機、清淤船和清淤管等。

3）施工：是清淤施工的核心內容，包括挖泥、運輸和處置3個環節。挖泥是指利用挖掘機、清淤船等設備將河道底部的淤泥挖掘出來，形成挖泥坑或者挖泥溝。運輸是指將挖出來的淤泥通過運輸工具，如清淤船或者運輸車輛等，將其運送到指定的處置地點。處置是指清理工地和處理淤泥的工序，包括對挖泥溝、挖泥坑進行清洗和整理，以及將淤泥進行分級、沉淀、脫水、干燥等處理措施。

4）清理：主要是對施工現場進行清理和整理。在清理工序中，需要將施工過程中產生的垃圾、殘渣進行清理，同時對施工現場進行整理，恢復其原有的狀態。清理工序的完成標志著整個清淤施工的結束。

5）安全管理：安全管理措施應貫穿整個施工過程，施工現場應設置警示標志和安全防護設施，保證施工人員的安全。同時，施工人員應接受相應的培訓，具備相關的操作技能和安全意識，確保施工過程中不發生安全事故。

2.3 施工安全管理

1）制訂詳細的施工方案：進行河道清淤施工前，需要制訂詳細的施工方案，包括工程量、工期、施工方法、施工技術等內容。施工方案應考慮安全因素，明確施工過程中可能出現的危險和風險，并提供相應的安全措施[2]。

2）提供必要的安全防護設備：為保障施工現場的安全，必須提供必要的安全防護設備。例如，為工人提供安全帽、安全鞋、安全繩等個人防護裝備，以及安裝安全網、警示標志等施工現場防護設備。

3）建立施工現場安全管理制度：建立完善的施工現場安全管理制度，包括規定施工人員的行為準則、安全教育培訓、事故報告和處理程序等。管理制度應明確責任的劃分，確保每個人員都清楚自己的職責，并意識到安全管理的重要性。

4）進行安全教育培訓：在施工前，必須進行必要的安全教育培訓，使施工人員熟悉施工安全規范、安全操作要求和緊急處理方法。教育培訓內容可以包括安全防護知識、事故案例分析和施工技術培訓等。

5）加強施工現場監督管理：對施工現場進行定期巡視和監督，確保施工過程中的安全措施得到有效執行。同時，要加強對施工人員的安全意識教育，引導施工人員自覺遵守安全規定，發現問題及時報告。

6）安全事故應急預案：制訂安全事故應急預案，明確事故發生時的應急措施和責任分工。同時，進行模擬演練，提高施工人員對緊急情況的應對能力。

7）防止環境污染：在施工過程中，要防止對周邊環境造成污染。采取相應的措施，如在清淤過程中采用環境友好型的清淤設備和工藝，合理處理和處置淤泥等。

3 案例分析

3.1 案例概況

某市一條主要河道因為長期的自然堆積和人類活動的影響，淤積嚴重，導致水流通暢性差，水質污染嚴重，河道生態系統遭到破壞。研究人員對該河道進行了全面的水文地質調查，了解了河道的流量特征、淤積情況和流速等參數。通過采集并分析大量的水質樣品，研究人員還評估了河道的水質狀況，包括懸浮物、有機物和重金屬等指標的濃度。

3.2 方案設計與實施

綜合考慮了多種治理技術，包括機械清淤、人工疏浚和生態修復等方法。為了保證治理效果和施工安全，充分研究了河道水流情況、沉積物特性、施工設備情況以及環境保護要求等因素，制訂了詳細的施工方案。根據方案，施工人員首先對河道進行了機械清淤，采用挖掘機和浮吸船等設備對淤積物進行了清除。然后，為了進一步提高河道的水質和生物多樣性，研究人員采取了生態修復措施，包括植被恢復和魚類放流等方法。在施工過程中，還采取了一系列的安全管理措施，確保施工人員的安全和減少對環境的影響。

3.3 效果與結論

經過清淤治理后，該河道的水流通暢性得到顯著改善，河道淤積問題得到有效解決。同時，河道水質也得到了一定的改善，水環境質量得到了恢復。此外，清淤治理還為河道的生態系統功能提供了良好的基礎，為水生生物提供了生長和繁殖的條件，有利于河道生態系統的恢復和生態環境的保護。通過對該河道的治理措施和效果進行分析，得出了以下結論：機械清淤是河道清淤治理的有效手段，但需要綜合考慮河道水流情況和沉積物特性等因素；生態修復可以提高河道的水質和生物多樣性，但需要合理選擇適應環境條件的植被和魚類；施工過程中的安全管理措施是保證施工人員安全和減少環境影響的重要保障。

4 結語

在清淤治理中，需要結合河道特點和水力條件，并在此基礎之上充分考慮各項影響要素，制訂具有針對性、科學性、合理性且行之有效的施工方案，以保護河道的生態環境和維護其正常功能，進而實現清淤治理的目標。未來，相關人員應進一步開發新的清淤方法和技術，綜合考慮河道生態環境保護的因素，改進監測與評估手段，以及深入研究不同類型河道的清淤治理方法和技術的適用性，進一步探討清淤施工的經濟性和可持續性問題。只有這樣，才能更好地推動河道清淤治理及施工方案設計的發展，實現河道的持續健康發展。