到今年5月,鑲嵌在河北省懷來縣和北京市延慶區(qū)之間的水上明珠——官廳水庫已走過70年歷程。
按照《北京城市總體規(guī)劃(2016年-2035年)》,到2035年,官廳水庫將恢復北京飲用水源功能。為了實現(xiàn)這一目標,預計6月中旬,官廳水庫將啟動竣工以來最大規(guī)模的清淤試點工程,本次清淤量預計為1154萬立方米,預計兩年內(nèi)完成。官廳水庫整體清淤量約為2.1億立方米,清淤完成后,將恢復一定防洪庫容,并給水庫水質(zhì)改善帶來質(zhì)的變化。
水庫如何清淤?清出來的淤泥如何處理?清淤過程中如何保證水質(zhì)不受影響?新京報記者專訪北京市水利規(guī)劃設計研究院官廳清淤試點工程設計總師來遠。
4月17日,官廳水庫。新京報記者 吳婷婷 攝
試點工程清淤量預計為1154萬立方米
新京報:水庫清淤如何展開?
來遠:官廳水庫清淤分為兩部分,水下部分清淤即汛限水位476米以下的區(qū)域清淤,水上部分即476米汛限以上部分清淤。水上部分采用常規(guī)的清淤方案,即利用工程機械將灘地區(qū)域淤積的底泥挖除。底泥經(jīng)過環(huán)保處理后,運至附近地隙或者現(xiàn)狀溝坑中消納。整體來看,水上部分底泥清淤難度比較小。
水下部分清淤相對復雜,分為淺水區(qū)域清淤和深水區(qū)域清淤,其中淺水是清淤的主要區(qū)域,主要位于官廳水庫攔門沙坎及其附近區(qū)域,該區(qū)域?qū)⒉捎媒g吸式挖泥船進行清淤。首先將底泥絞松,然后將泥水混合物抽上來,通過輸泥管道輸送到岸上脫水區(qū)進行脫水。
清淤的深水區(qū)域主要位于官廳水庫大壩輸水泄洪洞前,該區(qū)域的清淤將采用深水挖潛船,將深水泵放至水下20-50米,將底泥抽吸至船上,然后通過船上的增壓泵和水上浮式增壓平臺,以多級增壓的方式,將底泥輸送至脫水區(qū)。
絞吸式挖泥船船型標稱工作能力為500-1500立方米/時,深水挖潛船標稱工作能力約為120立方米/時。清淤高峰期預計將使用兩條絞吸式挖泥船、一條深水挖潛船,另外還有部分輔助船只,24小時不間斷開展清淤工作。
新京報:目前清淤試點工程進展如何?
來遠:目前工程處于前期的準備階段,施工機具開始進場,施工前的臨時道路正在修建中。5月下旬,環(huán)保絞吸船將組裝完成并下水。經(jīng)過15天左右的水上測試,預計6月中旬具備水下作業(yè)條件。
新京報:官廳水庫此前開展過清淤嗎?
來遠:2003年,因庫區(qū)水位較低,官廳水庫媯庫、永庫面臨連通受阻問題,北京市曾對庫區(qū)攔門沙坎區(qū)域開展以水資源連通為目的的清淤工程,在攔門沙坎的淤積點位清出了一條連通溝槽。到目前為止,該溝槽的淤積情況已比較明顯,且伴隨著營養(yǎng)鹽的污染。與此同時,官廳水庫輸水泄洪洞前已形成一個沖刷漏斗,漏斗邊坡可能存在穩(wěn)定性隱患,影響大壩泄洪功能的正常發(fā)揮,此前未進行過清淤工作。
因此,這次清淤的主要范圍包括攔門沙坎及其附近的區(qū)域,以及官廳水庫大壩前的沖刷漏斗區(qū),可以確保官廳水庫媯庫和永庫水資源的溝通,削減該區(qū)域底泥釋放污染物對水質(zhì)的影響,有效消除官廳水庫的防洪隱患。
新京報:本次清淤量為多少?預計何時完成?
來遠:本次清淤試點工程清淤量預計為1154萬立方米。其中,汛限水位以上清淤量約為223萬立方米,分兩部分完成,第一部分是永定河在官廳水庫內(nèi)灘地子槽的溝槽擴挖及清淤,這部分工程將在今年年底以前完工。第二部分是對灘地脫水區(qū)域淤積土的清淤,這部分區(qū)域?qū)⒃谡w工程進行拆除時一并實施;汛限水位以下清淤量約為931萬立方米,分為深水清淤區(qū)和淺水清淤區(qū)兩部分。
整體清淤試點工程預計兩年內(nèi)完成。在工程進行中,我們將同步開展各項試驗,包括運行參數(shù)、技術經(jīng)濟評價等,為后續(xù)二三期清淤工程奠定基礎。
目前工程處于前期準備階段,臨時道路正在修建中。圖為建設中的臨時碼頭。受訪者供圖
采用國內(nèi)最先進設備,減少對水體影響
新京報:水下和灘地上的淤泥如何運送至岸上脫水區(qū)?
來遠:脫水區(qū)位于水庫西岸灘地最南側(cè)。在清淤開始之前,我們鋪設了輸泥管線,將底泥從清淤區(qū)域直接輸送到脫水區(qū)。輸泥管線分為沉底式和浮式,根據(jù)清淤區(qū)域不同,輸泥管線長度從3000米到6000米不等。
新京報:脫水采用了什么工藝,如何保護好周邊環(huán)境?
來遠:汛限水位以下清除的底泥含水率很高,可達90%左右,所以要對底泥脫水至50%-60%,以滿足外運要求。
在脫水工藝選擇上,我們采用真空預壓和土工管袋兩種脫水方式,整個脫水工程均在庫區(qū)灘地的脫水區(qū)進行。脫水過程不會對周邊大氣環(huán)境質(zhì)量造成較大影響,脫除的余水經(jīng)過處理,水質(zhì)達到環(huán)保要求后,可全部返回庫區(qū)。
完成脫水的底泥經(jīng)檢驗達到消納標準后,一部分用于制磚、制作綠植土等進行資源化利用,一部分回填至庫區(qū)附近溝坑以及地隙,形成連續(xù)平地,待穩(wěn)定后可以將平地歸還給地方。
新京報:官廳水庫承擔著向下游補水的功能,在清淤期間,水質(zhì)是否會出現(xiàn)變化?泥沙是否會進入下游區(qū)域?
來遠:這是我們考慮的重要方面,所以我們選擇具有國內(nèi)最先進環(huán)保絞吸頭的絞吸船,絞吸頭自帶遮罩,可以有效減少鉸刀頭對周邊水體的擾動影響。另外,我們在重點區(qū)域設置雙層防污帷幕,將絞吸區(qū)域圈起來,將抽吸區(qū)域的水控制在圍蔽內(nèi),大幅減少作業(yè)期間絞吸對水體的影響。
另外,在淤泥脫水過程中,脫出來的水經(jīng)過處理達到要求后才會重新進入水體。在工程開始之前,我們和環(huán)評、生態(tài)評價單位進行了多次模擬分析,根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整了脫水工程的整體布置和工程方案,調(diào)整后的工程方案經(jīng)分析顯示不會對區(qū)域候鳥棲息以及生態(tài)功能造成重大影響。
整體清淤后將為水庫騰出防洪庫容
新京報:官廳水庫整體的淤泥量大概有多少?
來遠:初步研究結(jié)果顯示,官廳水庫如果要完成整體清淤工程,總清淤需求大概為2.1億立方米,今年開展的清淤試點工程也是一項先導工程,為剩下的2億立方米的清淤工作探索路徑、做好鋪墊。后續(xù)可能會開展第二期、第三期工程,以實現(xiàn)官廳水庫整體清淤的目標。
新京報:整體清淤工程完工后,將給水庫帶來哪些變化?
來遠:首先可以恢復官廳水庫的防洪庫容。官廳水庫已運行70年,防洪庫容減少了約1億立方米。通過對庫區(qū)汛限水位以上區(qū)域進行清淤,將恢復一定防洪庫容,進一步滿足水庫的防洪需求。
另外,根據(jù)《北京城市總體規(guī)劃(2016年-2035年)》,時代已經(jīng)賦予了官廳水庫新的意義,對汛限水位以下的清淤可以增加北京市戰(zhàn)略水資源儲備需求,1億立方米的清淤工程完工后,相當于可為北京市增加1億噸以上的戰(zhàn)略水資源儲備。
從水質(zhì)方面來看,根據(jù)前期北京市水科學技術研究院等科研部門的研究分析,目前官廳水庫水下淤泥的污染物釋放營養(yǎng)鹽、氟化物等,對水質(zhì)存在影響,這也是影響水庫目前水質(zhì)不能完全達到飲用水源標準的重要因素,因此清淤是改善水質(zhì)標準的重要舉措之一。
新京報記者 吳婷婷
編輯 白爽 校對 李立軍