[发明专利]大中型水库一体化生态清淤设计方法

摘要

本发明涉及生态清淤领域，尤其涉及一种大中型水库一体化生态清淤设计方法。本发明提供了一种将测量、勘探、检测、清淤、脱水干化、资源化利用一系列工法有机结合起来，使得工作效益达到最佳状态的大中型水库一体化生态清淤设计方法。国内目前还没有大中型水库的深水清淤工程，因此本发明中提出的一体化生态清淤设计方法具有开创性意义，该设计方法对今后大中型水库深水清淤工程具有参考借鉴意义和指导作用；本发明清淤过程中各个环节都有必要发挥各自的优势，使得各个看似不相干的环节有机结合起来，以便提高整个一体化生态清淤施工工艺的工作效率，从而使得整套工艺体系效益最优化，体现了本发明在处理中型水库深水清淤作业方面的独到之处。

主权项

1.一种大中型水库一体化生态清淤设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、测量包括水库水下地形测量和水库库底淤泥厚度测量；水库水下地形测量：采用多波束测深结合单波束测深的方法对水库水下地形进行测量；对测区内水深较深区域采用多波束测深获得全覆盖的水下地形信息；对浅水区及山体间狭小水道区域采用单波束测深技术进行水下地形测量；水库库底淤泥厚度测量：水库库底淤泥厚度的测量用浅地层剖面仪来实现，并且利用步骤二中底泥勘察测量结果对浅地层剖面仪测深的数据进行标定；步骤二、勘察根据水库底泥不同土性的土层设计不同的勘察工艺：其中表层流泥层采用流泥取样装置进行采集；原正常库区底泥土采用钻机采集；表层流泥层以下原正常库区底泥土以上采用定深采样钻进行采集；步骤三、检测根据步骤二水库底泥勘察得到的不同土层的底泥进行理化试验分析，获得各取样点位置处底泥污染物沿深度方向的分布情况，获得各取样点代表区块的底泥污染层和过渡层的分布情况；所述的理化试验分析包括底泥重金属的分布分析，底泥有机毒物分布分析，底泥营养盐含量分布分析，底泥氨氮、磷释放量分析；步骤四、清淤工程量判定采用网格法计算清淤工程量，即先对整个水库水域面积进行网格划分，确保每个网格内部都有一个底泥勘察取样点，以各取样点的底泥厚度数据、底泥沿深度方向的分层性状为依据分别计算各取样点所代表的网格区块的清淤量，包括底泥污染层中的清淤量和过渡层中的清淤量，最后将各个网格的数据汇总，得到整个库区的总清淤工程量；步骤五、生态清淤根据步骤一、二、四得到的库区水下地形数据，库区底泥空间、深度分布情况进行分析，明确清淤施工方案，采用分层生态清淤方式利用环保绞吸式挖泥船分别清除底泥污染层和过渡层中的底泥；步骤六、脱水干化对高含水率疏浚底泥进行脱水干化处理，在脱水干化处理过程中采用PAM、PAC、MgCl₂、Ca(OH)₂和聚合FeCl₃中至少两种的组合作为絮凝剂，实现高含水率底泥的快速泥水分离，脱水干化处理最后加入固化剂搅拌完成淤泥固化；步骤七、资源化利用脱水干化后的底泥用作建筑材料，制砖，地表修复，绿化用土，路堤填筑材料，堤防填筑材料；所述步骤一中的单波束水下地形测量主测线垂直于水库深泓线布置，单波束水下地形测量检查线均匀布设在地形较为平坦的区域，与主测线垂直，长度大于或等于主测线总长度3%～10%；所述的步骤三中底泥理化试验的分析中底泥重金属分布分析包括对As，Cd，Cr，Cu，Ni，Pb，Zn重金属元素含量和Hg含量分析，所述的重金属的分布分析采用的仪器为电感耦合等离子体质谱仪，用全自动固体测汞仪分析Hg含量；所述的底泥有机毒物分布分析包括六六六类和滴滴涕类有机氯农药的分析；所述的底泥营养盐含量分布分析包括对总氮和总磷含量分析，总氮含量分析使用的方法为碱性过硫酸钾氧化紫外分光光度法，总磷含量分析使用的方法为碱性过硫酸钾氧化钼锑抗分光光度法；所述的步骤五中的生态清淤采用分区、分条方式进行施工；其中，分区开挖将水域按40m×40m区块划分；分条开挖采用环保系统配备定位系统，以扇形橫挖法分条开挖，分条开挖宽度为40m，条幅间搭接1‑2m；所述的步骤五中所述环保绞吸式挖泥船的绞刀头上设有U型绞刀水平调节器，所述绞刀头的刀片内周设有导泥挡板；所述环保绞吸式挖泥船的绞刀头后侧面还设有绞刀密封罩；所述的步骤六采用机械脱水方式进行脱水干化，采用的脱水设备为板框式或履带式压滤机；机械脱水过程中泥浆浓缩和脱水后的尾水进入尾水净化装置；所述的步骤六中絮凝剂为PAM，PAC和 MgCl₂的组合或PAM， PAC和Ca(OH)₂的组合。