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宜昌水源地 玄庙观水库“洗胃”

核心提示: 位于远安县嫘祖镇的玄庙观水库,是黄柏河东支流域饮用水源地上游第一级水库,事关宜昌200多万人饮用水安全

6月1日早晨,杨东刚打开微信,各大公众号里关于这天的气温将达到37℃的消息一条接着一条,他不禁有些担忧泵船驾驶舱里的环境了。

作为黄柏河玄庙观水库生态清淤工程中第一道工序的操作员,杨东需要在气动吸泥泵清淤船上控制气动吸泥泵以及清淤船的移动,每天要在驾驶舱内呆上8个小时。遇到高温时他身上的救生衣都改成自动式充气救生衣,只用捆在腰间,这样上半身就不会被救生衣所包裹,酷热的程度会有所降低,“4月上船时操作舱内就非常热,电扇就不能停。”

位于远安县嫘祖镇的玄庙观水库,是黄柏河东支流域饮用水源地上游第一级水库,事关宜昌200多万人饮用水安全。这次生态清淤工程,系通过高科技手段将库区含磷沉积物(淤泥)吸到岸边进行无害化处理,以达到缓解水库富营养化、进一步提升水源地水质的目的。

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业内人士称这项工程为玄庙观水库“洗胃”工程。

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流域整治斩断外源含磷废水入库

黄柏河东支,自樟村坪羊角山村汩汩而来,在大山里肆意切割,在黄花镇两河口与西支交汇,于浇二汇入长江。

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因流域水质好,2002年宜昌市将取水工程修到黄柏河上游,到2005年从上游至下游形成玄庙观、天福庙、西北口和尚家河等4座水库。

作为上游第一级水库,位于远安嫘祖镇望家村的玄庙观水库于1987年开始勘测地形,2年后动工建设,此后因资金等问题停工,2003年续建并于2005年7月发电试运行。整个水库库容为4215万立方米,装机容量5000千瓦,下距天福庙水库坝址19公里。水库系因库区淹没的玄庙村而得名,据称当地早年间建有庙宇被称为“玄庙”,便有了“玄庙观”的名字。

由于黄柏河流域有亚洲最大的单体磷矿矿床,磷矿开采企业集聚,加之流域内城镇化进程加快和矿产资源开发力度加大,矿山废水排放、农村面源污染、畜禽养殖排污等造成流域污染加重,让玄庙观水库水质恶化。2013年5月,玄庙观水库以及下游的天福庙水库发生水华,宜昌市黄柏河流域管理局纪委书记刘祥兵当时是玄庙观水库管理处主任,是最先发现水华的人之一。“当时在库首巡查发现这里水变黄了,酱油色。”他回忆说,“我当即向上级主管部门汇报,专家组很快来到现场调查。”

通过沿途监测排查和专家论证,黄柏河流域污染源首当其冲是磷矿,磷矿废水占黄柏河总磷污染75%以上,大部分总磷是悬浮物携带出来进入水体的。

为确保水源地安全,宜昌开始黄柏河流域治理。宜昌市人大常委会通过制定地方性法规,在顶层制度设计上对黄柏河施行分区保护,并通过生态补偿方案,即水质与资金补偿、采矿指标“双挂钩”的方式,实现了既能开矿发展经济又要保护好水源的双赢。流域的治理效果明显,数据显示,2019年上半年,黄柏河东支流域生态补偿18个监测断面达到和优于II类水质占比95.48%,比上年同期高9.03个百分点。

专家“会诊”内源库底淤泥亟待清理

通过加强磷矿企业监管、实施生态补偿等措施有效改善了支流入库水体水质,但库区水质改善不明显,玄庙观水库以及下游天福庙水库仍经常处于轻度~重度富营养化状态,甚至爆发水华。“富营养化外源已经切断的情况下还出现这样的情况,我们意识到可能内因存在。”玄庙观水库管理处主任曹洪说,“为找到内因,专门请来了专家会诊。”

中国科学院南京湖泊研究所和中国水利水电科学研究院等单位对水库水质恶化成因进行了大量研究,最终结果表明库区含磷沉积物是造成库区水体污染及富营养化的主要内源。“这个含磷沉积物通俗说法就是库底的淤泥。”曹洪告诉我们,“玄庙观水库就是依地势而建,库底基本就是原黄柏河东支的河床,有大量淤积。”

找到了内因,难题又一次摆在了面前。因为玄庙观水库水深在40米左右,库底清淤的难度非常大。2018年8月,市委主要领导在推进黄柏河流域综合治理专题办公会上明确要求积极稳妥推进黄柏河水库底泥生态疏浚。

水华的爆发多集中气温适宜的春天和秋天,刘祥兵总是揪着一颗心,唯恐在巡库时又看到酱油色的水体出现,同时也怕接到时任天福庙水库管理处主任赵彬的电话,“怕赵主任说天福庙有爆发水华的迹象,毕竟玄庙观水库的水往下排放,含磷的水下泄会影响到下游河流和水库的水质。”

在刘祥兵和曹洪口中,玄庙观库底的淤泥就好比是水库的“胃”出了问题,如果不及时“洗胃”,每到气温适宜的时候就难免出现问题,“我们不能确保‘洗胃’之后能起到立竿见影的效果,但是把‘胃’洗干净了,上游污染源又被切断了不会乱‘进食’,对‘身体’恢复健康肯定是有好处的,只是这个好处来的比较慢。”

湖北首次克服众多困难清淤启动

经湖北省水利和湖泊厅、宜昌市生态环境局(所有部门名称均为机构改革后名称)批准,黄柏河玄庙观水库生态清淤工程正式实施。整个项目总投资5674万元,于去年9月23日开工。

6月1日这天,施工方三川德青科技有限公司黄柏河玄庙观水库生态清淤项目部副经理田明威回忆起整个项目的实施,感慨万分。

他告诉我们,类似玄庙观水库这样的山区深水水库的清淤工程,在省内找不到任何先例,全国也没有案例可供借鉴,“所有技术方面需一步步摸索。”

在工艺和技术的选择上,三川德青参考了沿海地区大量的湖底或库底清淤的事例,因为类似工程在东部沿海省份开展的比较多,特别是在浙江和江苏等省份。最终参考多种方案,决定采用气动吸泥泵生态清淤船。“项目施工地是山区,很大一段路都是山区道路,大型货车无法进入。”田明威说,“我们将气动吸泥泵生态清淤船租借到位后,进行了拆解,然后分批运输到项目施工地再进行组装。”

作为水源地,玄庙观水库施工有严格标准,都必须严格遵循相关规定进行,到今年1月中旬完成清淤船、淤泥脱水固化设备、水处理设备安装工作。

等到一切就绪,新冠肺炎疫情暴发。为确保安全有序复工复产,水库管理处2月份就开始制订防疫方案,储备防疫物资。在主动接受远安防疫指挥部检查后,项目于3月25日正式复工。

为确保安全,4月1日,黄柏河流域管理局又与市疾控中心联系,聘请一家专业检测机构,到施工现场对全体员工做血清新冠病毒抗体检测。“特殊时期,项目现场实行全封闭管理,没有紧急情况,人员不得外出,外人不能随意进入。”玄庙观水库管理处主任曹洪说。

至四月上旬,完成固化场地围挡、厂棚的搭建、混凝土施工道路的铺设。截至到目前,已完成清淤库区面积近1万平方米,完成清淤方量在5000立方米左右。

声呐上阵 清淤过程科技感十足

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■三峡晚报全媒记者聂烽/文 景卫东/图 通讯员李青桐

6月1日中午,玄庙观水库大坝上山风阵阵,绿水青山和万里碧空犹如一幅水墨画卷舒展在眼前。一阵机器轰鸣声打破了山中的静谧,在水库坝前的气动吸泥泵清淤船上和水库左岸山腰处的机器都开动了。

易其国站在数米高的板框压滤机上,奔走于85格滤板之间,挥舞着铁锹将滤板上被压缩成饼的淤泥铲下来,然后通过传输带集中到空旷的场地上。“这些泥饼就是玄庙观水库库底清理出来的淤泥,经过多道工序最终压缩成饼。”玄庙观水库管理处主任曹洪说。

整个清淤工程采用河库三维智慧监测系统一体化综合解决方案,通过库区底泥清除、输送、脱水固结、无害化处理、余水深度净化处理等10多道工序,将富含磷的库底淤泥抽到岸边进行无害化处理。用曹洪和项目部副经理田明威的话说,从前期摸清淤泥总量到现在的施工,都使用了很多高科技手段,“用高科技来实现减量化、无害化、资源化生态清淤。”

全身“体检”高科技测量摸清淤泥细”在玄庙观水库管理处办公楼旁边,有一幢2层的板壁房,这是黄柏河玄庙观水库生态清淤工程项目部。

在板壁房二楼靠楼梯的会议室里,墙上张贴着一张数米长的水库清淤深度施工图,图中每个地点都有不同颜色进行标注。“这是淤泥量的测量图,不同的颜色代表着淤泥的厚度。”曹洪介绍说,“紫色代表此处库底淤泥厚度为0,深红色代表库底淤泥最深的1.3米。”

我们注意到,地图上颜色较深的地方,都是处于洄水湾以及靠近大坝的地方。“因为玄庙观水库就是顺黄柏河东支走向而建,洄水湾就是原来河流拐弯的地方。”曹洪指着灵龙峡一处说,“这里颜色非常深,因为这里原来就是河流拐弯处,淤泥在此淤积。”

按照这张图上的标示,整个库区淤泥厚度在一米以上的区域只有少数几处,而目前气动吸泥泵清淤船作业的水面就是其中的一处。按照作业的程序,水库水面被划定为若干片区域,然后清淤船再按照区域作业,“根据气动吸泥泵的大小,清淤船先从靠左岸一侧垂直运行,然后再往右岸平行移动,直至整片区域清淤完成。”

这张图将水库清淤面积、厚度、总量和区域等数据形象地表现了出来。在施工前,黄柏河流域管理局对玄庙观水库进行了一次高科技体检,以摸清整个生态清淤工程的“家底”:整个工程清淤总量约20.25万立方米,清淤厚度约0.1至1.3米清淤面积约0.95平方公里,泥饼处理堆存量约14.49万立方米,余水深度处理量约80万立方米。“实际上就是采用数字化回声测深仪等设备,以高科技的手段来得出每个地点的厚度。”市黄柏河流域管理局纪委书记刘祥兵介绍,“清淤工程量已由长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局进行复测,复测结果20.9万立方米。”

摸清了淤泥的“底细”和分布非常重要,后期会作为项目验收的重要依据。“整个项目完成后,会邀请第三方机构对水库再进行一次全面‘体检’,一切以高科技手段得出的结果为依据。”刘祥兵说,“确保库区清淤能够达到预期目标。”

精准监测

抽泥全程对水质基本无影响

我们在施工方和水库管理处的允许下,穿上救生衣乘船来到清淤船上。

在驾驶舱操作台的左后方,有一台电脑,电脑显示屏钟的图表不停地变化着;一旁还有监视器屏幕,画面中泥水不断翻涌。

此时水深37.7米,泵船通过气动吸泥泵进气管产生气压,冲击库底淤泥,并通过泥浆管将淤泥吸入泥驳船。在进气管产生气压的同时还有一根排气管,能有效减少进气管在水底产生的气泡,以防止泥沙扩散。通过3根管道将库底淤泥吸出,对水体扰动范围控制在8平方米以内。为防止盲操作造成水体污染,清淤船还安装了声呐和水下摄像仪,能准确监测水下机械泵的位置、周边地形和淤泥厚度,“水下摄像仪显示泥水翻滚,但水面没有一丝浑浊,气泡都很少。”

吸上来的泥水经接力泵房加压并通过600米长管道输送到岸边的施工车间,进行预处理筛分和旋流筛分,然后添加絮凝剂,这一步之后绝大部分泥水实现分离。

沉淀后的水经调节池再次添加絮凝剂排进高速沉淀池,将泥水完全分离,最后进入脱氮分子筛过滤器,除氨氮和悬浮物。

加工处理车间的对面是化验室,每天都会不定期对余水进行抽检;与此同时屋旁的自动检测车间内分别有一台总磷水质分析仪和氨氮水质分析仪,每隔两个小时就对余水进行自动检测。不仅如此,项目部还委托湖北千里目检测技术有限公司每月进行余水检测,市生态环境局及远安县生态环境分局对余水进行抽检,湖北省水环境监测中心宜昌分中心每月进行检测。“目前四家共检测五次,结果均在设计值范围内。”刘祥兵介绍说,“不影响水质是整个项目的红线。”

生态处理

底泥压饼可考虑资源从泥水到余水,需要经历10多道工序,余水经检测达标后会回排至水库,而在沉淀池和高速沉淀池中沉淀出来的淤泥,则会通过固化剂添加与混合,最后被送到板框压滤机上压饼,也就是易其国用铁锹铲下的泥饼。

刘祥兵向我们出示了一份关于清淤底泥泥饼资源化利用可行性检测报告,上面显示:“由于玄庙观水库的清淤底泥经过调理改性后的固化处理,本质上说已经不再是泥了,具备了土材料和土壤的基本特性。”

这份检测报告显示,在对底泥物理特性、营养盐、金属元素、非金属元素、有机质分析检测后,检测结果低于现行农用地及建设用地(一类用地)土壤质量标准筛选值,无明显特征污染因子,可考虑农用地及建设用地土壤质量标准限制范围内有效进行利用。“这份成果还需要进一步研究论证。”刘祥兵说。

截至6月初,现场已完成清淤5000立方米左右,远安县相关部门已从现场取样检测,具体结果尚未出炉。

看着场地里堆积成小山的底泥泥饼,曹洪不禁有些期待清淤完成后的场景。“首先清理了污染源,水库爆发水华的概率就会降低,甚至消除水华爆发的隐患,同时对黄柏河流域的生态环境改善也会有积极作用。”他说,“最关键的则是水库水质会更优良、更安全。”

刘祥兵还透露,目前黄柏河流域上游水源地第二级水库天福庙水库的生态清淤工程也即将上马,“进一步推广生态清淤技术,改善水源地水质。”

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