论文部分内容阅读
【摘 要】 我国水运事业的飞速发展大力促进了我国经济的发展，航道疏浚作为维护航道的主要措施之一，其应用越来越广泛，其对环境的影响需要科学的评估，并对其带来的问题需要提出合理的防治对策。本文首先对航道疏浚做了简要的介绍并分析了其主要工作方式，随后对其自身和对环境影响的特点进行了分析，最后针对航道疏浚对环境影响中的主要问题提出了可行的解决措施。
【关键词】 航道疏浚；环境；影响；对策
中图分类号：U616 文献标识码：A 文章编码：1672-2442（2014）08-0046-04
Abstract： The rapid development of our country water transportation enterprise vigorously promoted the development of our country's economy， waterway dredging， as one of the main measures of maintenance channel， its application is more and more widely， its impact on the environment needs scientific evaluation， and the problems need to be put forward reasonable countermeasures. This article first to do a brief introduction of waterway dredging and analyzes its main works， on its own， and then analyzes the characteristics of environmental impact， and finally focused on the main problems in the environmental impact for waterway dredging feasible solving measures are put forward.
Keywords：waterway dredging；environmental；the influence and countermeasures
1 前言
航道疏浚的定义有很多种，一般指的是用挖泥船或其他合适的施工工具在航道中清除水下泥沙及其他杂物的作业[1]。航道疏浚作为一种保养手段，是开发航道、增加和维护航道尺度的主要手段之一，利用好航道疏浚对于航道使用周期的延长是很有帮助的。同时，航道疏浚对于航道周围环境有一定的影响，这也是在航道疏浚过程中需要特别注意的地方[2]。
古代时的疏浚方法比较简陋，一般是人在船（排、筏）上用长柄斗勺或类似工具挖取水中的泥沙，这种方法效率很低，而且疏浚效果有限，一些深层次的泥沙或杂物很难清除出来，但是这种作业方法对于环境的影响最小，因为其力量、规模的原因，很难形成大规模、大范围施工，所以对于环境的影响是最小的。随后随着科技的逐渐进步和发展，特别是从18世纪出现了以蒸汽机以后，以其为动力的挖泥船出现以后，疏浚机具取得了相当程度上具有日新月异变化的发展。自此，世界上一些主要的大河流的中下游以及河口区就开始多采用疏浚来维持航道的水深。而且再往后随着大型挖泥船数量以及吨位的迅速增长，疏浚在航道工程中的地位就显得越发重要了【3-4】。
按工作原理和输泥方式来区分类别的话，航道疏浚所使用的挖泥船可以分为水力式和机械式这两大类。如何使用以及何时使用每一类的挖泥船，一般都是根据疏浚地区的土质以及当地所具备的施工条件，来选择最恰当适宜的挖泥船型，这样一来就能保证疏浚工程的质量、速度，并在一定程度上节省投资。
2 航道疏浚及其影响环境的主要特点
航道疏浚与其他航道工程相比具备其特有的特点，航道疏浚相比之下更机动灵活，且作业后的收效较快，而且疏浚后的航道尺度增加有明显效果且立竿见影。另一方面其施工相对来说比较简单，和其他施工作业相比不需要消耗大量物力人力。但是航道疏浚经常会面临一个问题，就是在疏浚后原有水流泥沙的条件发生改变，存在恢复原地形的回流趋势，也就是会出现部分的泥沙回淤。回淤的实质其实是水流为获得新的输沙平衡，需要重新布置，这一平衡往往需要一个再造床过程来完成。
2.1 挖槽
挖槽是航道疏浚的主要形式之一，可分为基建性挖槽和维护性挖槽两种类型。两种类型有各自的优缺点，且功能不同，选择时需要综合考虑。
基建性挖槽能够比较显著地改变两类形态，分别是河床断面形态和水流流态，这样做的目的便是希望其以后向有利于挖槽的方向发展。相比之下维护性挖槽对河床形态的改变比较小，这样做就必须经常进行清除回淤的工作，用以维护航行要求。
挖槽有两点需要注意，一是应最大限度地满足原有的航行要求并且在此基础上尽量减少回淤量，另外一点还应使工程量尽量小并易于进行施工。挖槽的轴线以直线为最佳，在必须转弯的时候应尽量使弯曲半径加大，这样做有利于船舶转向。挖槽进出口处的形状需要注意，拓宽成喇叭形是比较合适的，这样做的话既有利于船舶的进出，同时还可增加进入新槽内的流量。挖槽时若不能保持与水文流线一致，则应使其偏角保持在越小越好，最好的情况是不要大于15°。挖槽宜通过两类地区，分别是浅滩鞍槽和通过最大流速区，并且在作业过程中与上下深槽进行一定平顺的相接。挖槽不产生淤泥应具备以下基本条件，保持挖槽内的纵方向上的流速始终大于开挖前的时候在该断面上已有的流速，同时还应使槽内的流速始终呈增大的趋势。另外，如果是在河口挖槽的情况，应尽可能与风、浪和水流的方向保持一致。为了使挖槽处于比较稳定的运行状态，应尽量保证与涨落的潮流方向一致。 2.2 抛泥区选择
这一项内容直接关系到疏浚效率和成本的问题，并很有可能影响到挖槽的回淤问题，所以抛泥区的选择是比较关键的。如果是选择水下抛泥区，以下一个方面的问题需要考虑在内。一是船舶航行的要求：抛泥区首先不适宜选在航道边缘的挖槽进出口附近的地方以及航道通过的部分水域，应尽量选在凸岸或者是边滩下部等地方，因为这些地方不影响船舶的航行。二是航道稳定方面的要求：抛泥区最好是选在因为涨潮流冲所形成的断头沟内，这样做能够消除部分有害的作用，也可用以抬高边滩的高度，而且还能堵塞不通航的汊道，这样做是综合考虑的结果。还有抛泥区应与岸滩形成联接的形式，不能抛成孤立的沙滩形状，以免在两侧经过时间的推移发展成副槽。最后便是施工方面的要求：抛泥区的选择很大一部分上取决于抛泥船只或其他工具能够选择的抛泥方式、附近地区土壤性质及抛泥区的水深条件等等因素。如用水力吹填的方式，就只能在排泥管具有的长度范围内来选择合理的抛泥区和方式。若用泥驳的方式，抛泥区还有其他要求，比如应有一定的深度和宽度，以便拖轮以及泥驳方便进入。在河口区还应满足另一条件，便是低潮位时也能进行抛泥，并应注意风浪掀沙作用下出现的其他情况。在满足上述所有要求的前提下，抛泥路程应尽可能选择较短的长度，这样就能节省燃料消耗并有效提高工程效率。
2.3 疏浚污染
航道疏浚带来的污染是在整个疏浚过程中都需要注意的。其主要包括以下几个方面。一是存在吸附在河床泥土表面的污染物和一些重金属等有毒的物质，这些物质由于在挖泥和排泥时被扰动，就可能扩散并使水质和周围环境收到污染并逐渐恶化。其次，疏浚污染除了影响水质之外，还会对空气质量（气味）产生影响、产生噪音、水下爆破还会引起振动并对土质和自然地形等诸多方面产生不利的影响。
疏浚污染是疏浚工程中的特别需要关注和需要重要研究的课题。其工作重点在于水质和土质的质量控制。
3 航道疏浚影响环境的防治措施
为了防止航道疏浚对周围环境产生不利影响或将一些不可避免的影响控制在可接受的范围内，通常在整个工程施工的全部过程内需要采取一定的措施。控制疏浚污染的措施主要包括以下几个方面：疏浚时控制泥浆及有害气体扩散的程度，采取的方式可以是在耙头安装闭板；建立起一个不渗漏的抛泥专用作业区；用化学固定法或其他措施将疏浚泥土变成其他物质，如不污染的建筑填充料等等；研究施工的时间和地点等关键因素，以期尽量减少污染物或其他有毒物质对生态的影响。
3.1 利用防污罩防污
在挖泥时采取一定的措施可以控制泥浆或者其他有害气体的扩散，而且可以保证在浓度相对较高的情况下吸住泥土，既能除去诸如此类的沉积物，与此同时又不污染周围水体环境。可以采取的措施包括在绞吸式挖泥船的关键位置设置防污罩，其关键部位在绞刀头，为防止在这一部位产生悬浮物并污染周围的水体，可以在绞刀头的上部安装一些防护工具，比如配置防污罩等，国内外的一些研究已经得到论证，悬浮物的主要分离带是有一定分布性规律的，一般都是存在于海底，集中于8到10倍吸入管径的高度上面，安装防污罩就能有效降低分离带的高度，从而能够增加海底沉积物的携走数量，同时也在一定程度上防止了浑浊的泥水在这一过程中上浮至水面。
3.2 沙帘法防污
沙帘是一种有效的防污手段，通常在挖泥区域或者是围堰流口外的一定区域内，可以用几层封闭式的网帘，使浑水无法外流，帘子起到两方面的作用，一方面能够滞流泥沙下沉，另一方面又可以起到过滤等作用。网帘的固定方式一般是通过锚缆固定，通过建立起不渗漏的抛泥区，用以容纳废物，并使排放出来的废水能够在围堰之中保存住相当一段长的时间，这样就能排出清水。还可以采用化学上的固定法，以比较少量的硅酸盐和凝固剂这两种介质，将疏浚出来的泥土变成不造成污染的有用的建筑填充物。
3.3 控制二次污染，进行弃土利用
二次污染是航道疏浚过程中比较关键的环节，可以采用化学方法或者是生物的方法，主要是将挖泥弃土通过处理变成可利用的土地填充料。还可以将疏浚泥土用于其他领域，比如烧制陶瓷或粘土砖。或是根据疏浚弃土的质量情况，转化为城市绿化材料。
3.4 科学合理组织施工和进行管理
尽管航道疏浚对于周围环境存在一定的影响作用，但是通过对整个工程过程的有效控制是可以将影响降低到一定范围内的。通过评估疏浚工程对环境的影响程度，制定科学合理的施工方案并严格组织实行，加强对船舶机械设备的规范使用和检修管理，做好船舶机械舱室的封闭工作，采用吸音、消音等降低噪声污染的设备，降低船舶猪妖发声部位（如柴油机和泵系）的噪音，采用可以进行油水分离的设备，对船舶油污和污水进行统一有效的处理，禁止直接排放现象的发生。船舶中的生活垃圾和生活污水、粪便等类似污染物，都要按照海事方面的法律法规和各项要求投放到指定区域进行处理，防止生活垃圾造成污染。
4 结束语
航道疏浚作为航道维护中必不可少的一环，是有效发展水运建设、实施航道工程建设有效的手段之一。其应用的广泛程度已经涉及到航道和港口建设的领域内，在祖国经济建设中扮演着重要的角色并发挥着重要的作用。同时航道疏浚对周围环境的影响也比较大且情况比较复杂，对其影响的范围和程度进行科学的分析和研究是非常有必要的，同时针对在疏浚过程中出现的环境问题制定有效的预防和治理措施也具有重要的意义，只有进行科学施工和绿色施工，才能取得经济效益和环保效益的双丰收。
参考文献：
[1] 蔡冰 小议航道疏浚工程技术措施控制 城市建设理论研究-2014年6期第73页
[2] 王健 航道疏浚实时测量系统的研究 中国科技博览-2014年3期第59页
[3] 蒋钧发 浅析航道疏浚工程施工技术要点 城市建设理论研究-2014年4期第143页
[4] 王如城 航道疏浚工程的治理对策探讨 建材发展导向（下）-2014年1期第64页
【关键词】 航道疏浚；环境；影响；对策
中图分类号：U616 文献标识码：A 文章编码：1672-2442（2014）08-0046-04
Abstract： The rapid development of our country water transportation enterprise vigorously promoted the development of our country's economy， waterway dredging， as one of the main measures of maintenance channel， its application is more and more widely， its impact on the environment needs scientific evaluation， and the problems need to be put forward reasonable countermeasures. This article first to do a brief introduction of waterway dredging and analyzes its main works， on its own， and then analyzes the characteristics of environmental impact， and finally focused on the main problems in the environmental impact for waterway dredging feasible solving measures are put forward.
Keywords：waterway dredging；environmental；the influence and countermeasures
1 前言
航道疏浚的定义有很多种，一般指的是用挖泥船或其他合适的施工工具在航道中清除水下泥沙及其他杂物的作业[1]。航道疏浚作为一种保养手段，是开发航道、增加和维护航道尺度的主要手段之一，利用好航道疏浚对于航道使用周期的延长是很有帮助的。同时，航道疏浚对于航道周围环境有一定的影响，这也是在航道疏浚过程中需要特别注意的地方[2]。
古代时的疏浚方法比较简陋，一般是人在船（排、筏）上用长柄斗勺或类似工具挖取水中的泥沙，这种方法效率很低，而且疏浚效果有限，一些深层次的泥沙或杂物很难清除出来，但是这种作业方法对于环境的影响最小，因为其力量、规模的原因，很难形成大规模、大范围施工，所以对于环境的影响是最小的。随后随着科技的逐渐进步和发展，特别是从18世纪出现了以蒸汽机以后，以其为动力的挖泥船出现以后，疏浚机具取得了相当程度上具有日新月异变化的发展。自此，世界上一些主要的大河流的中下游以及河口区就开始多采用疏浚来维持航道的水深。而且再往后随着大型挖泥船数量以及吨位的迅速增长，疏浚在航道工程中的地位就显得越发重要了【3-4】。
按工作原理和输泥方式来区分类别的话，航道疏浚所使用的挖泥船可以分为水力式和机械式这两大类。如何使用以及何时使用每一类的挖泥船，一般都是根据疏浚地区的土质以及当地所具备的施工条件，来选择最恰当适宜的挖泥船型，这样一来就能保证疏浚工程的质量、速度，并在一定程度上节省投资。
2 航道疏浚及其影响环境的主要特点
航道疏浚与其他航道工程相比具备其特有的特点，航道疏浚相比之下更机动灵活，且作业后的收效较快，而且疏浚后的航道尺度增加有明显效果且立竿见影。另一方面其施工相对来说比较简单，和其他施工作业相比不需要消耗大量物力人力。但是航道疏浚经常会面临一个问题，就是在疏浚后原有水流泥沙的条件发生改变，存在恢复原地形的回流趋势，也就是会出现部分的泥沙回淤。回淤的实质其实是水流为获得新的输沙平衡，需要重新布置，这一平衡往往需要一个再造床过程来完成。
2.1 挖槽
挖槽是航道疏浚的主要形式之一，可分为基建性挖槽和维护性挖槽两种类型。两种类型有各自的优缺点，且功能不同，选择时需要综合考虑。
基建性挖槽能够比较显著地改变两类形态，分别是河床断面形态和水流流态，这样做的目的便是希望其以后向有利于挖槽的方向发展。相比之下维护性挖槽对河床形态的改变比较小，这样做就必须经常进行清除回淤的工作，用以维护航行要求。
挖槽有两点需要注意，一是应最大限度地满足原有的航行要求并且在此基础上尽量减少回淤量，另外一点还应使工程量尽量小并易于进行施工。挖槽的轴线以直线为最佳，在必须转弯的时候应尽量使弯曲半径加大，这样做有利于船舶转向。挖槽进出口处的形状需要注意，拓宽成喇叭形是比较合适的，这样做的话既有利于船舶的进出，同时还可增加进入新槽内的流量。挖槽时若不能保持与水文流线一致，则应使其偏角保持在越小越好，最好的情况是不要大于15°。挖槽宜通过两类地区，分别是浅滩鞍槽和通过最大流速区，并且在作业过程中与上下深槽进行一定平顺的相接。挖槽不产生淤泥应具备以下基本条件，保持挖槽内的纵方向上的流速始终大于开挖前的时候在该断面上已有的流速，同时还应使槽内的流速始终呈增大的趋势。另外，如果是在河口挖槽的情况，应尽可能与风、浪和水流的方向保持一致。为了使挖槽处于比较稳定的运行状态，应尽量保证与涨落的潮流方向一致。 2.2 抛泥区选择
这一项内容直接关系到疏浚效率和成本的问题，并很有可能影响到挖槽的回淤问题，所以抛泥区的选择是比较关键的。如果是选择水下抛泥区，以下一个方面的问题需要考虑在内。一是船舶航行的要求：抛泥区首先不适宜选在航道边缘的挖槽进出口附近的地方以及航道通过的部分水域，应尽量选在凸岸或者是边滩下部等地方，因为这些地方不影响船舶的航行。二是航道稳定方面的要求：抛泥区最好是选在因为涨潮流冲所形成的断头沟内，这样做能够消除部分有害的作用，也可用以抬高边滩的高度，而且还能堵塞不通航的汊道，这样做是综合考虑的结果。还有抛泥区应与岸滩形成联接的形式，不能抛成孤立的沙滩形状，以免在两侧经过时间的推移发展成副槽。最后便是施工方面的要求：抛泥区的选择很大一部分上取决于抛泥船只或其他工具能够选择的抛泥方式、附近地区土壤性质及抛泥区的水深条件等等因素。如用水力吹填的方式，就只能在排泥管具有的长度范围内来选择合理的抛泥区和方式。若用泥驳的方式，抛泥区还有其他要求，比如应有一定的深度和宽度，以便拖轮以及泥驳方便进入。在河口区还应满足另一条件，便是低潮位时也能进行抛泥，并应注意风浪掀沙作用下出现的其他情况。在满足上述所有要求的前提下，抛泥路程应尽可能选择较短的长度，这样就能节省燃料消耗并有效提高工程效率。
2.3 疏浚污染
航道疏浚带来的污染是在整个疏浚过程中都需要注意的。其主要包括以下几个方面。一是存在吸附在河床泥土表面的污染物和一些重金属等有毒的物质，这些物质由于在挖泥和排泥时被扰动，就可能扩散并使水质和周围环境收到污染并逐渐恶化。其次，疏浚污染除了影响水质之外，还会对空气质量（气味）产生影响、产生噪音、水下爆破还会引起振动并对土质和自然地形等诸多方面产生不利的影响。
疏浚污染是疏浚工程中的特别需要关注和需要重要研究的课题。其工作重点在于水质和土质的质量控制。
3 航道疏浚影响环境的防治措施
为了防止航道疏浚对周围环境产生不利影响或将一些不可避免的影响控制在可接受的范围内，通常在整个工程施工的全部过程内需要采取一定的措施。控制疏浚污染的措施主要包括以下几个方面：疏浚时控制泥浆及有害气体扩散的程度，采取的方式可以是在耙头安装闭板；建立起一个不渗漏的抛泥专用作业区；用化学固定法或其他措施将疏浚泥土变成其他物质，如不污染的建筑填充料等等；研究施工的时间和地点等关键因素，以期尽量减少污染物或其他有毒物质对生态的影响。
3.1 利用防污罩防污
在挖泥时采取一定的措施可以控制泥浆或者其他有害气体的扩散，而且可以保证在浓度相对较高的情况下吸住泥土，既能除去诸如此类的沉积物，与此同时又不污染周围水体环境。可以采取的措施包括在绞吸式挖泥船的关键位置设置防污罩，其关键部位在绞刀头，为防止在这一部位产生悬浮物并污染周围的水体，可以在绞刀头的上部安装一些防护工具，比如配置防污罩等，国内外的一些研究已经得到论证，悬浮物的主要分离带是有一定分布性规律的，一般都是存在于海底，集中于8到10倍吸入管径的高度上面，安装防污罩就能有效降低分离带的高度，从而能够增加海底沉积物的携走数量，同时也在一定程度上防止了浑浊的泥水在这一过程中上浮至水面。
3.2 沙帘法防污
沙帘是一种有效的防污手段，通常在挖泥区域或者是围堰流口外的一定区域内，可以用几层封闭式的网帘，使浑水无法外流，帘子起到两方面的作用，一方面能够滞流泥沙下沉，另一方面又可以起到过滤等作用。网帘的固定方式一般是通过锚缆固定，通过建立起不渗漏的抛泥区，用以容纳废物，并使排放出来的废水能够在围堰之中保存住相当一段长的时间，这样就能排出清水。还可以采用化学上的固定法，以比较少量的硅酸盐和凝固剂这两种介质，将疏浚出来的泥土变成不造成污染的有用的建筑填充物。
3.3 控制二次污染，进行弃土利用
二次污染是航道疏浚过程中比较关键的环节，可以采用化学方法或者是生物的方法，主要是将挖泥弃土通过处理变成可利用的土地填充料。还可以将疏浚泥土用于其他领域，比如烧制陶瓷或粘土砖。或是根据疏浚弃土的质量情况，转化为城市绿化材料。
3.4 科学合理组织施工和进行管理
尽管航道疏浚对于周围环境存在一定的影响作用，但是通过对整个工程过程的有效控制是可以将影响降低到一定范围内的。通过评估疏浚工程对环境的影响程度，制定科学合理的施工方案并严格组织实行，加强对船舶机械设备的规范使用和检修管理，做好船舶机械舱室的封闭工作，采用吸音、消音等降低噪声污染的设备，降低船舶猪妖发声部位（如柴油机和泵系）的噪音，采用可以进行油水分离的设备，对船舶油污和污水进行统一有效的处理，禁止直接排放现象的发生。船舶中的生活垃圾和生活污水、粪便等类似污染物，都要按照海事方面的法律法规和各项要求投放到指定区域进行处理，防止生活垃圾造成污染。
4 结束语
航道疏浚作为航道维护中必不可少的一环，是有效发展水运建设、实施航道工程建设有效的手段之一。其应用的广泛程度已经涉及到航道和港口建设的领域内，在祖国经济建设中扮演着重要的角色并发挥着重要的作用。同时航道疏浚对周围环境的影响也比较大且情况比较复杂，对其影响的范围和程度进行科学的分析和研究是非常有必要的，同时针对在疏浚过程中出现的环境问题制定有效的预防和治理措施也具有重要的意义，只有进行科学施工和绿色施工，才能取得经济效益和环保效益的双丰收。
参考文献：
[1] 蔡冰 小议航道疏浚工程技术措施控制 城市建设理论研究-2014年6期第73页
[2] 王健 航道疏浚实时测量系统的研究 中国科技博览-2014年3期第59页
[3] 蒋钧发 浅析航道疏浚工程施工技术要点 城市建设理论研究-2014年4期第143页
[4] 王如城 航道疏浚工程的治理对策探讨 建材发展导向（下）-2014年1期第64页