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湖泊清淤:给大自然的整容!然而你以为光挖淤泥就算完事了吗?

date.png 2019-06-09 09:24:22

制作人:科学中国

制作:中国科学院南京地理与湖泊研究所李玲玲平原外国语学校李娟娟

制片人:中国科学院计算机网络信息中心

山脉和湖泊是我们这个美丽星球上不可或缺的风景。湖水总是令人耳目一新。然而,除了自然的神奇工作之外,这个美丽场景的形成,也与人类的治理和爱情密不可分。

在环境治理方面,我们必须先了解一个名词:湖泊富营养化。由于人类活动将大量工业废水,生活污水和植物养分从农田径流排入湖泊,湖水中氮和磷的养分含量迅速增加,超过湖泊的环境容忍度,光温水温很合适。在这种条件下,它会使藻类繁殖,结果,水体的透明度和溶解氧将大大减少,水质将恶化。

那你怎么改变这种情况呢?我相信很多读者的想法都不是把垃圾扔进湖里。专业点是控制湖泊的外部污染。这是非常必要的,但它不是一劳永逸的方法。有些读者可能已经想过换水,但实践证明这种方法不能完全解决问题。后来,人们意识到在水上努力是不够的,因为水下沉积物也是污染源。然后有疏浚。

在湖中疏浚:如何更加环保和科学

正如其名称所示,疏浚是为了消除淤积,术语称为疏浚。疏浚最初主要是为了增加湖泊的蓄水能力,提高湖泊的防洪和蓄水功能,减缓沼泽。例如,自东晋以来,南京的玄武湖一直在进行大规模的疏浚和修复,目的是增加钻水队的水容量。改革开放后,疏浚的目的有所增加:已成为环境治理的重要措施之一。

疏浚船(图片来自荷兰IHC公司的官方网站)

在环境治理方面,它实际上是解决沉积物释放的问题。最直接的方法是去除营养丰富的沉积物的上层,环境疏浚(也称为生态疏浚)的概念应运而生。与技术含量低的工程疏浚相比,环境疏浚更加复杂,技术要求也大大提高。这需要解决以下三个问题:

首先,沉积物需要更厚更宽?

环境疏浚要去除的沉积物厚度很薄,对疏浚范围的位置和深度控制精度要求很高。我们先来看一组数据:以太湖为例,其污染最严重的水域是五里湖,疏浚面积5.6平方公里,疏浚总量为200万立方米,平均疏浚深度只有43.5厘米; 2010年梅梁湾三山岛生态疏浚工程于8月20日竣工,共疏浚面积6.1平方公里,疏浚面积184.9万立方米,平均疏浚深度30厘米;崂山湾的疏浚申请表明,设计的疏浚面积为9.6平方公里,疏浚量为254.6万立方米。平均倾析深度仅为26厘米,相当于啤酒瓶的高度。

那么疏浚的范围和深度如何决定?如果少挖,就无法有效控制污染。如果挖得更多,就会对湖泊生态系统造成根本性的破坏,不利于湖泊的生态恢复。因此,数据必须来自科学证据。

疏浚范围应根据沉积物污染程度确定,应优先考虑蓝藻,湖泊易发地区和重要河口,以及远离水草分布区;考虑沉积物沉积和泥浆深度分布,应综合考虑沉积深度。沉积物污染的垂直分布规律结合沉积物释放试验结果,考虑了施工设备等因素。简而言之,环境疏浚是基于科学研究,并不像想象的那么简单。

疏浚技术(图片来自http://blog.sina.com.cn)

二,可以疏浚避免二次污染吗?

传统的疏浚使用挖泥船,甚至更多的挖掘机在湖上行驶,在湖上作业。虽然它不像陆地挖掘机那样飞行,但它不可避免地会导致污染扩散并重新悬浮细小颗粒。

由于环境卫生旨在保护环境,因此避免这些问题是很自然的。自20世纪70年代以来,北美,欧洲,日本等发达国家投入了大量的人力物力,并致力于开发环保型疏浚设备和相关技术开发。疏浚技术在试验中不断得到改进。

目前,公认的环保疏浚方法是环保型绞吸式挖泥船。相关技术相对成熟,如荷兰IHC公司,荷兰DAMEN造船集团,日本IHI有限公司和其他大型造船公司。中国已具备大型挖泥船的独立建设能力。其中,鲸型挖泥船在国内外享有盛名,但部分技术仍与发达国家存在差距。目前,环保型疏浚设备主要依赖进口。

众乐彩票官网天鲸绞吸式挖泥船(图片来自http://blog.sina.com.cn)

三,如何处理泥浆?

传统工程疏浚产生的污泥一般堆积在堤岸,岛屿或人工湿地附近。其中,最成功的一个是杭州西湖的苏迪。它由苏轼建造,当时称为杭州直州。它是利用西湖疏浚过程中挖掘出来的泥浆建造的,后来又多次加入修复。此外,它被誉为“南京的玄武湖,金陵明珠,与周湖交织,梧州建成。五大洲也堆积在古老湖泊的沉积物中。人们不禁觉得他们可以把它变得美丽。

相比之下,环境疏浚并不是那么富有诗意。有机疏浚污泥通常具有高含水量和较差的固结程度,并且污泥含有高营养盐和重金属。这些物质在雨水冲洗后容易被浸出,对周围的水环境造成二次污染,因此有必要清除淤积后合理处理后产生的污泥。

一般的做法是首先将污泥通过管道输送到泥浆处理场,让泥浆在泥浆堆中物理沉降固化。絮凝处理后残留的水排入湖中,污泥可用作建筑材料或固化后的建筑材料。绿化土壤。滇池是全国首批对沉积物进行环境疏浚的湖泊之一。湖滨柳园地下室修复区通过一个强大的岩土袋围堰成功封堵了约70万立方米的淤泥,但废物仍然是宝藏。一个问题。

治理湖泊,疏浚的长期影响需要引起注意

遗憾的是,即使这三个问题都可以完全解决,湖泊污染也不一定能得到治愈。事实上,疏浚是否可以控制湖泊的富营养化一直存在争议。在短期内(几天),其水质的改善是立竿见影的,科学家们的结果相对一致。但疏浚(数月甚至数年)的长期影响不是一个问题,这是至关重要的。

研究发现,几个月后,沉积物的养分释放将恢复甚至超过以前的水平。因此,有必要明确疏浚不一定带来积极影响。如果操作不当,可能会适得其反。疏浚需要大量的人力,物力和财力,因此在行动之前需要仔细评估投资效益比。

对于湖泊污染控制,尽管环境专家有不同意见,但人们认识到不可能依靠疏浚措施来治理湖泊。疏浚必须结合减少外部污染源和改善湖泊的生态结构,以一半的努力获得两倍的结果。其中最成功的是太湖北部的五里湖(芜湖)。它采用生态疏浚,截污,返湖,改变电力,改变生态,湖岸修复和湖泊周围林带建设。实现湖泊的明显效果。这也表明,如果措施是正确的,我们可以管理湖泊的污染。

国务院发展研究中心提出了湖泊治理“一湖一策”的必要性。疏浚与否的判断需要适应湖泊,不能在短期内进行。我相信,随着政府对生态治理的重视,再加上人们环保意识的提高,每个人都可以参与到湛蓝的天空!

五里湖湿地公园(图片来自百度百科)参考文献:裴培民,王国祥,胡春华,胡卫平,范成新。 2000.沉积物疏浚可以控制湖泊富营养化吗?科学湖,12(3): 270-278;张建华2011.太湖生态疏浚关键技术及效果。南京大学博士论文;李渊1998.玄武湖日历疏浚工程。南京世纪: 27-29;朱金华,张耀华,朱曦,王震2015.五里湖深层治理的思路与对策。水利发展研究;钟诚表面氮磷循环和湖泊沉积物疏浚的内生控制。中国科学院南京地理与湖泊研究所博士论文;专利:范成新,张璐。确定污染水体环境疏浚深度的方法,2008,CN101266235;范成新,陈爽。一种确定水污染沉积物生态疏浚范围的方法,2010,CN101962961A。 (本文中指出的图片已获得授权)

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