恢复官厅水库饮用水水源功能，清淤为何关键？
时间：2025-05-27 09:56:47 来源：中国环境报 作者：丁潇飞
▲官厅水库清淤试点工程多艘绞吸船疏浚作业。
春日的官厅水库，绿如宝石般镶嵌在京冀两地交界处。一艘名为“浚澜”的环保型绞吸式挖泥船伫立于波光粼粼的水面。
在水下，“浚澜”配备的环保绞刀正在高速飞转，水库底部的淤泥被绞打成泥水混合物，通过水下泵和舱内泵“串联接力”，一口气被“快递”到5公里以外的相变式真空预压脱水施工现场进行无害化处置。
官厅水库要恢复饮用水水源功能，清淤是关键。
国务院批复的《全国重要江河湖泊水功能区（2011—2030）》将官厅水库水功能区类型定位为北京市水源地保护区，水质标准为地表水Ⅱ类，规划于2030年达标。
《北京城市总体规划（2016年—2035年）》计划到2035年，恢复官厅水库饮用水源功能。
据了解，官厅水库清淤试点工程已于2024年4月20日正式启动。项目将用730天完成近3.09平方公里水库区内约1153.87万立方米的底泥清淤任务。清淤船“浚澜”日前投用到这一试点，将完成接下来的清淤任务。
不过，此次清淤面积广、淤泥量大，如何在清淤过程中既不扰动环境、不破坏水质，又能环保高效如期完成试点任务？
重点治理——聚焦淤积“重灾区”和坝前漏斗区等地清淤
官厅水库总库容41.6亿立方米，建成至今已有71年的历史。由于长期未进行系统性治理，官厅水库淤积泥沙总量已达6.5亿立方米，防洪、供水以及生态涵养功能严重下降，清淤扩容、升级改造成为官厅水库持续发挥功能的必由之路。
“打个比喻，官厅水库本来像一个‘敞口薄底的杯子’，现在，杯底越来越厚，有些地方淤积的泥沙已经露出水面，那它装的水就越来越少了。”中交天津航道局有限公司华东公司官厅项目部常务副经理刘志强介绍：“试点工程是官厅水库第一次大范围清淤，选择的清淤区域主要集中在淤积严重、清理难度大、继续淤积不仅对水质有影响还会给水库安全带来隐患的重点区域。”
据悉，此次清淤工程包括陆上疏挖和水下清淤。其中，水下清淤包含拦门沙坎1区—6区、重金属区和坝前漏斗区，清淤工程量达930.62万立方米。
以坝前漏斗区为例，其处于水库下游疏水泄洪洞前的冲刷区，紧连泄洪闸，远看像一个漏斗。目前，坝前漏斗区淤泥淤积的平均厚度已达16米，是淤积平均厚度最厚的水下区域，清淤面积为19.75万平方米。
“坝前漏斗区最深处达32米，常规的疏浚船舶或者环保船舶挖深不足，很难完成清淤任务。”刘志强说，“而坝前漏斗区淤积堵塞，会给闸门和泄洪通道带来安全风险。一旦遇到洪水，淤积处很有可能坍塌，进而破坏闸门，影响水库大坝安全运行。可以说，水库长期淤积，不仅占用库容，还会造成安全隐患。”
由于水下清淤重点区域涉及的面积较广、淤泥量较大、水深较深，本次清淤主体船只“浚澜”在设计之初，就采用独特的模块化设计，尽管目前的挖深为25米，但增加拼装相应模块后，挖深能达到60米。而且，与传统的环保船相比，“浚澜”更大，全长有82.77米，可以进行拆装，实现长距离调遣。
近年来，随着极端天气的增加，国家正在加大对水利防洪排涝等相关水利设施建设方面的资金投入力度。2023年，我国曾增发国债1万亿元，其中，超过一半用于防洪排涝等相关水利设施建设，官厅水库清淤试点也是国债支持项目之一。
“清淤项目计划以保障官厅水库防洪安全和恢复饮用水水源地双目标为导向，实现加强水库防洪功能，确保在降雨带北移、极端气候增加的条件下首都防洪安全；同时，按照相关文件要求，严格落实官厅水库476高程线以下两亿立方米的战略水源储量，确保首都水资源储备安全；还要恢复官厅水体水质，达到饮用水水源地要求的II类水水质。”刘志强表示。
▲“浚澜”环保型绞吸式挖泥船。
高效环保——精准挖掘底泥不扰动周边水体
在“浚澜”船内，一套“智慧大脑”控制系统正在监测着整个清淤环境，并实时显示不同土质自主优化的作业参数。通过这些参数，工作人员可以远程操控船只作业。同时，根据相关数据，“浚澜”还能根据不同工况智能调节输出功率，保证船舶高效运转，进行精准清淤。
“为实现建立官厅水库数字孪生模型，项目组特意打造了包含方案展示、设备管控、水文气象、环境监测、水电能耗监控模块的官厅水库生态清淤数字孪生平台。”中交天津航道局有限公司华东公司官厅项目党支部书记王俊喆介绍，“依靠平台，可实现对生态清淤、转运输送、底泥固化、余水处理等工艺流程与关键施工环节进行全过程数字化智能管控。”
而且，“浚澜”配备的新型环保绞刀由项目单位中交天津航道局有限公司自主研发设计。其如“水下金刚钻”一般，能够轻松挖开中高强度的难挖掘土质，挖掘效率是以往装备的三倍，每小时标准疏浚量达2000立方米，相当于每小时挖空一座标准游泳池。
挖得快，还要清得净。
作为北京市主要地表水源地之一，在发挥发电、蓄洪等功能之外，官厅水库的一项重要功能是跨流域生态调水。永定河是北京的母亲河，自2017年起至2023年，官厅水库累计向下游生态补水18.4亿立方米，助力永定河综合治理与生态修复。
因此，官厅水库的水质好坏，直接关系到下游生态补水区域的水质是否达标。而且，整个水库也有很多水质监测点位，所以，清淤首先要保证不会产生次生污染。
“浚澜”配备的新型环保绞刀功率达600千瓦，相当于一把“水下微创手术刀”，能精准挖掘污染底泥却不扰动周边水体，实现“零泄漏挖掘”。
为避免水下清淤施工造成颗粒及污染扩散转移，项目组还采取了优化疏挖施工工艺、增设防扩散防污帘及作好施工区周边水质检测等环保措施，可以保证淤泥不会上翻到水面上把库水搅浑。在防污帘的围挡下，淤泥被离心泵集中抽排进入全密闭的输送管道，最终送到项目配套建设的相变式真空预压脱水区（以下简称脱水区）进行无害化处置。
依据北京市水务局地表水水质报告显示，项目清淤施工期间，官厅水库水质稳定在地表水Ⅲ类，表明水下清淤施工未对库区水质造成影响。淤泥利用——清淤工程与生态环境和谐共生
清理出来的淤泥如何踏上“重生之路”？
在官厅水库清淤试点项目中，配套建设了脱水区，淤泥被脱水至含水率55%以下，即可送往政府部门划定并审批的沟壑进行回填，或者送到相应农田进行土质改良。
据介绍，相变式真空预压余水处理采用“两级沉淀+澄清处理”工艺，可以极大地降低余水中滤渣脱水烘干后的固体。随后，余水又通过澄清池和沉砂区余水处理池进行再次处理，最终达标后排入永定河。
对淤泥中所含的重金属，项目先使用土工管袋对重金属富集底泥污染区泥浆进行脱水，脱水后的余水处理采用“平流沉淀塘+磁混凝沉淀”处理工艺进一步处理至重金属含量达标，最终排入永定河。
淤泥处置整个过程产生的尾水中，有机物含量较高，项目采用“三级沉淀+生物稳定塘”的工艺对尾水中的有机物进行处理，最终达标排放。
值得注意的是，近年来，官厅水库周边的生态环境逐年向好。全球仅存大概1.6万只的国家一级重点保护野生动物白头鹤连续6年现身官厅水库。作为华北地区重要的候鸟迁徙中转站，官厅水库清淤工程建设也需要跟周边生态环境达到和谐共生。
为此，项目脱水区建设的位置避开了原设计规划的湿地保护区和候鸟保护区；同时，项目还采用低噪声设备、错峰施工及设置防护围栏的方式，降低对鸟类活动的干扰。
“下一步，项目将科学优化清淤脱水工艺，确保安全可靠、经济可行。还将积极开展水库底泥资源化利用试验，按照就地消纳原则，多方向研发，多方式合作，多用途应用，为全国大中型水库生态清淤打造试点示范工程。例如，项目已经在官厅水库附近建了一个淤泥制砖厂，未来，将进一步探索淤泥制砖的应用范围。”刘志强说。
