水利工程中河道清淤治理技术研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

张磊[1] 耿继军[2]

山东省济宁市任城区水务局 山东省 济宁市 272000

摘要

水利工程中的河道清淤治理技术一直是一个备受关注的话题。随着城市化的不断发展和工业化的加快,河道水质逐渐受到污染,河道淤积现象日益严重,给水利工程和生态环境带来了严重的影响。因此,河道清淤治理技术的研究和应用具有重要的技术价值和实践意义。综上,本文将重点分析水利工程中河道清淤治理技术要点,希望提高治理效果,促进我国水利工程事业取得良好发展。


关键词

水利工程;河道;清淤治理技术;技术要点

正文


前言:河道清淤治理技术的研究与应用具有重要的技术价值和实践意义,可以改善水质、维护水利工程设施、保护生态环境,同时也为城市发展提供了重要的支撑。在未来的水利工程建设中,应继续加大对河道清淤治理技术的研究力度,加强技术创新与应用推广,为建设美丽乡村和可持续发展做出更大的贡献。

一、水利工程中河道淤积形成原因

(一)自然因素

自然因素造成的河道淤积主要包括河流流域的侵蚀、河床的侵淤平衡破坏、河流水文变化以及地质构造的影响等。河流流域侵蚀是指上游地区因雨水或冰雪融化而运来大量泥沙,这些泥沙随着水流最终沉积在河道中。当河床的侵淤平衡因自然事件破裂时,比如由于极端天气引起的洪水,就会有大量沉积物堆积在河道中。河流水文变化,尤其是流速的变化,也会影响沉积物的搬运和沉积过程。另外,地质构造活动可能改变河道地势和流向,从而改变沉积模式。河流的淤积原理十分复杂,它依据水流的速率、河床构成以及河道形态的变化而变化。在水流速度减缓的区域,携带的泥沙会因失去动力而沉积下来。此外,洪水期间水流携带的泥沙量剧增,而洪水退去后,水流速度减缓,沉积物便会积累在河道中。

(二)人为因素

人为活动是近代河道淤积严重化的一大因素。其中,过度的水土流失是主要原因之一,这往往与不合理的土地利用方式有关,例如滥伐森林、过度放牧和不当的农业耕作。这些行为增加了地表径流,加剧了地表侵蚀,并最终使大量泥沙被河流带入河道。

二、水利工程中河道清淤治理技术要点

(一)机械清淤治理技术要点

1. 挖泥船清淤

挖泥船清淤技术,主要用于大规模的水体疏浚,它能够迅速高效地清除水底沉积物,为河道带来畅通。这种机械具有独特的优势,尤其是在清淤深度和范围方面,拥有明显的效率优势。挖泥船能在不干扰河道正常水流和航道的前提下,对河床进行深层次的净化作业。在挖泥船作业过程中,操作的关键是调整挖泥船的作业位置和挖掘深度,确保疏浚作业的均匀和彻底,同时避免对河床造成不必要的损伤,保持生态平衡。

2. 挖掘机清淤

挖掘机清淤则是常用的清淤方式,特别适合小规模或者地形复杂的河道。与挖泥船相比,挖掘机更为灵活,可以在河岸边或浅水区进行作业,特别适用于城市河道及交通不便的偏远地区[1]。在运用挖掘机进行清淤时,要充分考虑挖掘机的作业范围,避免过度清淤导致河床过度破坏。

 

(二)物理清淤治理技术要点

1. 水下抽泥

水下抽泥技术是一种利用抽泥船或抽泥泵进行河床清淤的方法。这种方法通过高功率的吸泥设备将沉积在河床的泥沙、淤泥等物质抽出,并通过管道或其他方式输送到指定的地点。这种方法的优点是能迅速清除大量的沉积物,特别适用于河流、湖泊、水库等大型水域。在实际操作过程中,工程师需要仔细掌握泥沙特性、作业环境和水文条件,以优化抽泥设备的配置和作业参数,保证清淤效率与环境保护的双重目标。

2. 水下疏浚

水下疏浚作为河道物理清淤治理的另一种常见手段,其核心是利用挖掘机、铲斗船等机械设备物理疏浚河道内的沉积物。这类设备能够对河床进行有针对性的挖掘,通过调整设备的作业深度和作业范围,有助于控制疏浚的精度和效率。与水下抽泥技术相比,水下疏浚更加适用于水深较浅、流速较慢的河段,尤其是在需要清除河床上的大石块、废弃物或是碎片等难以通过抽泥方式清除的物质时,水下疏浚显得更加高效。

(三)化学清淤治理技术要点

化学清淤技术是指利用化学方法使淤泥中的有害物质发生化学变化,从而达到清除淤泥和净化水体的目的。具体来说,化学清淤技术主要包括药剂投放、沉淀剂投加和离子交换等过程[2]。通过这些化学反应,可将淤泥中的有害物质与药剂结合,形成不溶性物质,从而实现淤泥和水体的净化。实际开展河道清淤工作过程中,治理单位要做好以下工作:第一,药剂选择选用合适的药剂是化学清淤技术的关键。通常可以选用聚合氯化铝、硫酸铝、聚丙烯酰胺等化学药剂进行投放,根据淤泥性质和水质情况进行合理选择。第二,选取适宜投放方法药剂的投放方法需要根据淤泥的深浅、密度和分布等情况进行调整。

(四)生物清淤治理技术要点

1. 水生植物

水生植物在自然界中扮演着重要角色,其对河流生态系统具有重要的调节作用。在河道中引入和利用适当的水生植物,不仅能够美化河道景观,还能通过其生物学功能促进河流自净[3]。水生植物能够吸收溶解在水中的营养成分,这些营养成分往往是河道淤泥中的主要成分。此过程可减少沉积物中的有机质含量,减缓沉积物的增长速率,从而实现清淤的效果。某些水生植物还能够释放氧气到水中,增加水的溶解氧含量,提高河流的自净能力。选择植物时,需注意其对环境的适应能力和净化效果。生物清淤常用的植物品种包括浮叶植物、沉水植物和湿生植物等,根部的微生物群落也是净化过程的关键参与者。精心设计的植物配置方案可以有效管理河道生态,并降低维护成本。然而,水生植物的引入也需要避免过度增生或变成入侵种,导致生态平衡失调。

2. 生态养殖

生态养殖是河道生物清淤中一种创新的治理方法,通过将养殖活动与河流治理相结合来达到清淤的目的。例如,养殖滤食性贝类或某些鱼类,这些动物能够摄食或分解河流中的有机物和悬浮颗粒,从而减少河道的淤泥。

结语:通过本文分析可以看出,水利工程中河道清淤治理技术包含物理、化学、生物等多种方式,为提高水利工程中河道清淤治理效果,治理单位必须结合实际情况与清淤治理要求,选取适宜治理技术,才可发挥技术价值,取得良好清淤治理效果,促进我国水利工程事业取得更好的进步与发展。
参考文献:

[1]胡德鹏,谢勇.水利工程河道治理常见问题及对策[J].工程技术研究,2020,5(15):109-110.

[2]姚元丽.水利工程河道治理常见问题及对策分析[J].科技风,2020,(14):205.

[3]张凯利.论水利工程河道治理存在的问题及管理[J].居舍,2020,(03):164+183.

[4]张世安,吴嫡捷.水利工程河道治理存在的问题管理和生态水利的应用[J].科技风,2019,(13):193.

 


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