恢復官廳水庫飲用水水源功能，清淤為何關鍵？
▲官廳水庫清淤試點工程多艘絞吸船疏浚作業。
【谷騰環保網訊】春日的官廳水庫，綠如寶石般鑲嵌在京冀兩地交界處。一艘名為“浚瀾”的環保型絞吸式挖泥船佇立于波光粼粼的水面。
在水下，“浚瀾”配備的環保絞刀正在高速飛轉，水庫底部的淤泥被絞打成泥水混合物，通過水下泵和艙內泵“串聯接力”，一口氣被“快遞”到5公里以外的相變式真空預壓脫水施工現場進行無害化處置。
官廳水庫要恢復飲用水水源功能，清淤是關鍵。
國務院批復的《全國重要江河湖泊水功能區（2011—2030）》將官廳水庫水功能區類型定位為北京市水源地保護區，水質標準為地表水Ⅱ類，規劃于2030年達標。
《北京城市總體規劃（2016年—2035年）》計劃到2035年，恢復官廳水庫飲用水源功能。
據了解，官廳水庫清淤試點工程已于2024年4月20日正式啟動。項目將用730天完成近3.09平方公里水庫區內約1153.87萬立方米的底泥清淤任務。清淤船“浚瀾”日前投用到這一試點，將完成接下來的清淤任務。
不過，此次清淤面積廣、淤泥量大，如何在清淤過程中既不擾動環境、不破壞水質，又能環保高效如期完成試點任務？
重點治理——聚焦淤積“重災區”和壩前漏斗區等地清淤
官廳水庫總庫容41.6億立方米，建成至今已有71年的歷史。由于長期未進行系統性治理，官廳水庫淤積泥沙總量已達6.5億立方米，防洪、供水以及生態涵養功能嚴重下降，清淤擴容、升級改造成為官廳水庫持續發揮功能的必由之路。
“打個比喻，官廳水庫本來像一個‘敞口薄底的杯子’，現在，杯底越來越厚，有些地方淤積的泥沙已經露出水面，那它裝的水就越來越少了。”中交天津航道局有限公司華東公司官廳項目部常務副經理劉志強介紹：“試點工程是官廳水庫第一次大范圍清淤，選擇的清淤區域主要集中在淤積嚴重、清理難度大、繼續淤積不僅對水質有影響還會給水庫安全帶來隱患的重點區域。”
據悉，此次清淤工程包括陸上疏挖和水下清淤。其中，水下清淤包含攔門沙坎1區—6區、重金屬區和壩前漏斗區，清淤工程量達930.62萬立方米。
以壩前漏斗區為例，其處于水庫下游疏水泄洪洞前的沖刷區，緊連泄洪閘，遠看像一個漏斗。目前，壩前漏斗區淤泥淤積的平均厚度已達16米，是淤積平均厚度最厚的水下區域，清淤面積為19.75萬平方米。
“壩前漏斗區最深處達32米，常規的疏浚船舶或者環保船舶挖深不足，很難完成清淤任務。”劉志強說，“而壩前漏斗區淤積堵塞，會給閘門和泄洪通道帶來安全風險。一旦遇到洪水，淤積處很有可能坍塌，進而破壞閘門，影響水庫大壩安全運行。可以說，水庫長期淤積，不僅占用庫容，還會造成安全隱患。”
由于水下清淤重點區域涉及的面積較廣、淤泥量較大、水深較深，本次清淤主體船只“浚瀾”在設計之初，就采用獨特的模塊化設計，盡管目前的挖深為25米，但增加拼裝相應模塊后，挖深能達到60米。而且，與傳統的環保船相比，“浚瀾”更大，全長有82.77米，可以進行拆裝，實現長距離調遣。
近年來，隨著極端天氣的增加，國家正在加大對水利防洪排澇等相關水利設施建設方面的資金投入力度。2023年，我國曾增發國債1萬億元，其中，超過一半用于防洪排澇等相關水利設施建設，官廳水庫清淤試點也是國債支持項目之一。
“清淤項目計劃以保障官廳水庫防洪安全和恢復飲用水水源地雙目標為導向，實現加強水庫防洪功能，確保在降雨帶北移、極端氣候增加的條件下首都防洪安全；同時，按照相關文件要求，嚴格落實官廳水庫476高程線以下兩億立方米的戰略水源儲量，確保首都水資源儲備安全；還要恢復官廳水體水質，達到飲用水水源地要求的II類水水質。”劉志強表示。
▲“浚瀾”環保型絞吸式挖泥船。
高效環保——精準挖掘底泥不擾動周邊水體
在“浚瀾”船內，一套“智慧大腦”控制系統正在監測著整個清淤環境，并實時顯示不同土質自主優化的作業參數。通過這些參數，工作人員可以遠程操控船只作業。同時，根據相關數據，“浚瀾”還能根據不同工況智能調節輸出功率，保證船舶高效運轉，進行精準清淤。
“為實現建立官廳水庫數字孿生模型，項目組特意打造了包含方案展示、設備管控、水文氣象、環境監測、水電能耗監控模塊的官廳水庫生態清淤數字孿生平臺。”中交天津航道局有限公司華東公司官廳項目黨支部書記王俊喆介紹，“依靠平臺，可實現對生態清淤、轉運輸送、底泥固化、余水處理等工藝流程與關鍵施工環節進行全過程數字化智能管控。”
而且，“浚瀾”配備的新型環保絞刀由項目單位中交天津航道局有限公司自主研發設計。其如“水下金剛鉆”一般，能夠輕松挖開中高強度的難挖掘土質，挖掘效率是以往裝備的三倍，每小時標準疏浚量達2000立方米，相當于每小時挖空一座標準游泳池。
挖得快，還要清得凈。
作為北京市主要地表水源地之一，在發揮發電、蓄洪等功能之外，官廳水庫的一項重要功能是跨流域生態調水。永定河是北京的母親河，自2017年起至2023年，官廳水庫累計向下游生態補水18.4億立方米，助力永定河綜合治理與生態修復。
因此，官廳水庫的水質好壞，直接關系到下游生態補水區域的水質是否達標。而且，整個水庫也有很多水質監測點位，所以，清淤首先要保證不會產生次生污染。
“浚瀾”配備的新型環保絞刀功率達600千瓦，相當于一把“水下微創手術刀”，能精準挖掘污染底泥卻不擾動周邊水體，實現“零泄漏挖掘”。
為避免水下清淤施工造成顆粒及污染擴散轉移，項目組還采取了優化疏挖施工工藝、增設防擴散防污簾及作好施工區周邊水質檢測等環保措施，可以保證淤泥不會上翻到水面上把庫水攪渾。在防污簾的圍擋下，淤泥被離心泵集中抽排進入全密閉的輸送管道，最終送到項目配套建設的相變式真空預壓脫水區（以下簡稱脫水區）進行無害化處置。
依據北京市水務局地表水水質報告顯示，項目清淤施工期間，官廳水庫水質穩定在地表水Ⅲ類，表明水下清淤施工未對庫區水質造成影響。淤泥利用——清淤工程與生態環境和諧共生
清理出來的淤泥如何踏上“重生之路”？
在官廳水庫清淤試點項目中，配套建設了脫水區，淤泥被脫水至含水率55%以下，即可送往政府部門劃定并審批的溝壑進行回填，或者送到相應農田進行土質改良。
據介紹，相變式真空預壓余水處理采用“兩級沉淀+澄清處理”工藝，可以極大地降低余水中濾渣脫水烘干后的固體。隨后，余水又通過澄清池和沉砂區余水處理池進行再次處理，最終達標后排入永定河。
對淤泥中所含的重金屬，項目先使用土工管袋對重金屬富集底泥污染區泥漿進行脫水，脫水后的余水處理采用“平流沉淀塘+磁混凝沉淀”處理工藝進一步處理至重金屬含量達標，最終排入永定河。
淤泥處置整個過程產生的尾水中，有機物含量較高，項目采用“三級沉淀+生物穩定塘”的工藝對尾水中的有機物進行處理，最終達標排放。
值得注意的是，近年來，官廳水庫周邊的生態環境逐年向好。全球僅存大概1.6萬只的國家一級重點保護野生動物白頭鶴連續6年現身官廳水庫。作為華北地區重要的候鳥遷徙中轉站，官廳水庫清淤工程建設也需要跟周邊生態環境達到和諧共生。
為此，項目脫水區建設的位置避開了原設計規劃的濕地保護區和候鳥保護區；同時，項目還采用低噪聲設備、錯峰施工及設置防護圍欄的方式，降低對鳥類活動的干擾。
“下一步，項目將科學優化清淤脫水工藝，確保安全可靠、經濟可行。還將積極開展水庫底泥資源化利用試驗，按照就地消納原則，多方向研發，多方式合作，多用途應用，為全國大中型水庫生態清淤打造試點示范工程。例如，項目已經在官廳水庫附近建了一個淤泥制磚廠，未來，將進一步探索淤泥制磚的應用范圍。”劉志強說。
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