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国资潇湘:它能把烂泥“糊上墙”?湖南这套水底“神器”让你大开眼界

发布时间:2022-08-12

作者 | 记者 蔡立平 通讯员 钟建华

来源 | 国资潇湘融媒

 

 

水底清淤能力升级,清淤船舶作业水深从20米跃升至340米;河道水体生态修复技术应用,水质由Ⅳ、Ⅴ类水恢复到Ⅱ、 Ⅲ类;淤泥无害化处理后,推广应用于水运、水利领域及公路建设领域……
由湖南百舸水利建设股份有限公司(下简称“湖南百舸水利”)牵头实施的湖南省重大科技专项——“江河湖库水系连通智能环保清淤关键技术与装备研究及示范”项目,突破了智能化全水深环保清淤、疏浚土环保资源化和水体生态修复的技术瓶颈,日前交出了一份“守护好一江碧水”的精彩答卷。在年中的项目成果评价会议上,以中国工程院院士胡春宏为首的专家组一致认为:“成果总体达到国际领先水平

 
 
 

困境:水生态环境遭威胁

流域治理搅动千亿蓝海

 

 

湖南水系发达,江河湖库众多,流域面积大于50公里的河流有2036条。全国拥有水库近10万座,湖南省内已建水库1.37万座,为全国总数的1/7。这些江河湖库为全省经济社会发展提供了充足的水资源和水安全保障。

随着工业化和城镇化快速推进,开发建设活动日益频繁,水土流失不断加剧,大量的泥沙淤积,这些建于上世纪七八十年代的水库自然调蓄功能下降、泄洪能力降低、航道通航条件恶化,生态环境面临挑战。

洞庭湖为例,水系连通程度逐年降低,导致水系断流、水体不畅、自净能力大幅减弱、部分水域底泥中重金属与有机物污染物富集。目前,在洞庭湖多个水系,如澧水、大通湖、沅江等正在实施水系连通和疏浚清淤工程。

水利部于2009年在全国水利发展“十二五”规划编制工作会议上,首先提出了河湖水库连通的概念。习近平总书记考察长江流域和湖南省时,提出了长江经济带建设要“共抓大保护、不搞大开发”的重要指示。

在接受媒体采访时,中国工程院院士、长江设计集团董事长钮新强算了一笔账,即使全国库容淤积按每年0.5%计,年损失库容近50亿立方米,“按照目前新建水库投资单价每立方米40元计,每年损失近2000亿元,这可不是一笔小数目

埋下的淤积物,还会给水库生态环境埋下隐患。结合水利发展现状,落实绿色发展理念,开展江河湖库清淤显得尤为迫切。

据业内测算,当前流域治理已经搅动了数千亿元的市场蓝海,正在成为环保行业新赛道。

2018年,湖南省重大科技专项——“江河湖库水系连通智能环保清淤关键技术与装备研究及示范”项目开始启动。项目由湖南省交通水利建设集团有限公司(现已合并至湖南建设投资集团有限责任公司)牵头,湖南百舸水利为主,联合湖南省交通科学研究院有限公司等多家企业、院所共同承担,围绕水系连通理论、环保疏浚装备、疏浚土处置利用、水系生态修复等关键技术问题开展科技攻关。

 

 
 

攻关:清淤设备潜水能力MAX

软泥上也能自由行

 

 

清淤是湖南百舸水利最早涉足的领域,可以说公司因洞庭湖清淤而生。据他们了解,当前江河湖库疏浚作业船舶一般只具备20米左右的作业水深,而绝大部分水库深远超20米,部分水坝坝高甚至超过200米,传统疏浚船舶无法实现。

研发可以“潜水”200米以上的清淤设备,是摆在水利人眼前的重大难题。

“江河湖库水系连通智能环保清淤关键技术与装备研究及示范”项目中,湖南百舸水利研发了一套智能环保深水清淤设备,被专家评为“国际领先”的关键创新技术。

这一设备究竟厉害在哪里?

这款清淤设备重约两吨,长得颇像推土机,有两条履带式轨道支撑起整个身体,能够潜入深300米的水底,在稀软的淤泥上行走。湖南百舸水利副总经理谭岚解释“它采用了轻量化行走机构和自浮力机身等,有效降低了车身重量,而大接地履带能有效防止沉陷,实现在稀软淤泥上也能自由行走。

 

深水清淤装备在水库开展工程示范。

这套清淤设备是由母船载着送到水库中央,再吊装送到水底。那么,它又怎么把淤泥送到岸上?

其实,在这个重达两吨的设备上安装有一套强大的回收系统。在水底,低扰动作业车将收集的水底淤泥收集后,再通过泥浆泵连通管道,输送到水面作业母船上。而母船上配备有淤泥浓缩设备,将淤泥脱水后,通过管道输送到岸边的固化处理站,全程实现封闭式清理、输送、浓缩、固化处理。

作为清淤装置的关键设备,这款低扰动作业车十分智能,在它身上安装有水下摄像头、声学导航定位系统和压力流量传感器等。技术员在水面母船上,可以通过这套电子控制系统,实时监控作业车行走清淤作业状态,控制其行走轨迹。

事实上,多数江河湖库环保要求高,多数为饮用水源,避免次生污染也是一大难点,这款智能作业船在水下如何减少二次污染?

“作业船的搅吸装置上配有一个保护罩,既可增加淤泥收集的浓度,又能减少对周围水体的环境扰动,而且能前后左右大范围移动,实现多角度清淤。”谭岚介绍,这样能避免频繁移位带来的底质扰动,从而减少二次污染。

如此,这款智能深水环保清淤成套设备的研发,解决了长期困扰水利人江河湖库清淤的难题。其最大作业能力340米水深,最大行驶速度1.1米每秒,水下作业控制精度±20厘米,清淤最大输送流量666立方米每小时,突破了清淤过程大水深、低扰动、精确控制、稀软地行走等技术瓶颈,满足中国内陆所有需清淤湖库的水深要求。

 

 
 

成果:修复水体生态

淤泥也可变废为宝

 

 

江河湖库水系连通智能环保项目解决的远不止清淤的难题,河道水体生态修复技术,确定了苦草-金鱼藻-香蒲和凤眼蓝的最优植物配置方案,在岳阳市境内华洪运河的三封寺镇、钱粮湖镇段等沿线种植,水质由原来的Ⅳ、Ⅴ类水,恢复到目前的Ⅱ、 Ⅲ类水。

长沙市望城区大纵垸新康片区水系连通工程,植物-微生物修复技术在梅树河南支运用,使示范河段的水质从实施前的劣V类水提升至Ⅱ类水,改善了河道水体自身净化能力,形成了水生态景观,达到“水活、水清、水美”的目标。


项目应用示范后的河道。

江河湖库清理的淤泥在无害化处理后变废为宝,进一步由水运、水利领域推广至公路建设领域。

湖南省平江至伍市高速公路位于湘东北地区湖南平江县,路线走廊带穿越长平红层盆地丘陵区,基岩大多裸露,植被不发育,以白垩系红色砂岩、泥质粉砂岩及砾岩为主,土壤覆盖层较薄,肥力瘠薄。

工程研究中,将有机废弃物与清淤底泥混合堆肥后,制备了绿化基质,成功实施了高速边坡绿化工程和弃渣场生态修复工程,成功解决了红色砂岩、泥质粉砂岩及砾岩边坡及弃渣场土壤肥力重与植被快速恢复问题。

 

绿化种植基质的应用。

该项目研究成果还在湘阴县燎原水库、澧县河湖连通工程、醴陵清淤固化项目、岳阳市长江补水工程、平益高速公路工程等多个项目中成功应用,有效地解决了内陆江河湖库水系连通和环保清淤难题,有力地推动了绿色环保清淤产业发展,通过优化设计、减少征地、节省材料、缩短工期等方式,创造直接经济效益3000余万元,实现产值6.3亿元。

据了解,该项目自2018年6月实施以来,课题组经过4年的攻关,取得了丰硕的科研成果,建设了望城大众垸水系连通工程、澧县河湖水网连通生态水利工程等应用示范工程,提出工程应用方案2套,新型实验装置3项,编制标准4项,出版学术专著1部,发表论文62篇、申请专利41项。


项目应用示范后的河道。

带着江河湖库水系连通智能环保项目,凭借“国际领先”的关键技术,湖南百舸水利跑步进场,或将成为流域治理这个千亿环保赛道的“领跑者”。

 

国资潇湘:它能把烂泥“糊上墙”?湖南这套水底“神器”让你大开眼界

作者 | 记者 蔡立平 通讯员 钟建华

来源 | 国资潇湘融媒

 

 

水底清淤能力升级,清淤船舶作业水深从20米跃升至340米;河道水体生态修复技术应用,水质由Ⅳ、Ⅴ类水恢复到Ⅱ、 Ⅲ类;淤泥无害化处理后,推广应用于水运、水利领域及公路建设领域……
由湖南百舸水利建设股份有限公司(下简称“湖南百舸水利”)牵头实施的湖南省重大科技专项——“江河湖库水系连通智能环保清淤关键技术与装备研究及示范”项目,突破了智能化全水深环保清淤、疏浚土环保资源化和水体生态修复的技术瓶颈,日前交出了一份“守护好一江碧水”的精彩答卷。在年中的项目成果评价会议上,以中国工程院院士胡春宏为首的专家组一致认为:“成果总体达到国际领先水平

 
 
 

困境:水生态环境遭威胁

流域治理搅动千亿蓝海

 

 

湖南水系发达,江河湖库众多,流域面积大于50公里的河流有2036条。全国拥有水库近10万座,湖南省内已建水库1.37万座,为全国总数的1/7。这些江河湖库为全省经济社会发展提供了充足的水资源和水安全保障。

随着工业化和城镇化快速推进,开发建设活动日益频繁,水土流失不断加剧,大量的泥沙淤积,这些建于上世纪七八十年代的水库自然调蓄功能下降、泄洪能力降低、航道通航条件恶化,生态环境面临挑战。

洞庭湖为例,水系连通程度逐年降低,导致水系断流、水体不畅、自净能力大幅减弱、部分水域底泥中重金属与有机物污染物富集。目前,在洞庭湖多个水系,如澧水、大通湖、沅江等正在实施水系连通和疏浚清淤工程。

水利部于2009年在全国水利发展“十二五”规划编制工作会议上,首先提出了河湖水库连通的概念。习近平总书记考察长江流域和湖南省时,提出了长江经济带建设要“共抓大保护、不搞大开发”的重要指示。

在接受媒体采访时,中国工程院院士、长江设计集团董事长钮新强算了一笔账,即使全国库容淤积按每年0.5%计,年损失库容近50亿立方米,“按照目前新建水库投资单价每立方米40元计,每年损失近2000亿元,这可不是一笔小数目

埋下的淤积物,还会给水库生态环境埋下隐患。结合水利发展现状,落实绿色发展理念,开展江河湖库清淤显得尤为迫切。

据业内测算,当前流域治理已经搅动了数千亿元的市场蓝海,正在成为环保行业新赛道。

2018年,湖南省重大科技专项——“江河湖库水系连通智能环保清淤关键技术与装备研究及示范”项目开始启动。项目由湖南省交通水利建设集团有限公司(现已合并至湖南建设投资集团有限责任公司)牵头,湖南百舸水利为主,联合湖南省交通科学研究院有限公司等多家企业、院所共同承担,围绕水系连通理论、环保疏浚装备、疏浚土处置利用、水系生态修复等关键技术问题开展科技攻关。

 

 
 

攻关:清淤设备潜水能力MAX

软泥上也能自由行

 

 

清淤是湖南百舸水利最早涉足的领域,可以说公司因洞庭湖清淤而生。据他们了解,当前江河湖库疏浚作业船舶一般只具备20米左右的作业水深,而绝大部分水库深远超20米,部分水坝坝高甚至超过200米,传统疏浚船舶无法实现。

研发可以“潜水”200米以上的清淤设备,是摆在水利人眼前的重大难题。

“江河湖库水系连通智能环保清淤关键技术与装备研究及示范”项目中,湖南百舸水利研发了一套智能环保深水清淤设备,被专家评为“国际领先”的关键创新技术。

这一设备究竟厉害在哪里?

这款清淤设备重约两吨,长得颇像推土机,有两条履带式轨道支撑起整个身体,能够潜入深300米的水底,在稀软的淤泥上行走。湖南百舸水利副总经理谭岚解释“它采用了轻量化行走机构和自浮力机身等,有效降低了车身重量,而大接地履带能有效防止沉陷,实现在稀软淤泥上也能自由行走。

 

深水清淤装备在水库开展工程示范。

这套清淤设备是由母船载着送到水库中央,再吊装送到水底。那么,它又怎么把淤泥送到岸上?

其实,在这个重达两吨的设备上安装有一套强大的回收系统。在水底,低扰动作业车将收集的水底淤泥收集后,再通过泥浆泵连通管道,输送到水面作业母船上。而母船上配备有淤泥浓缩设备,将淤泥脱水后,通过管道输送到岸边的固化处理站,全程实现封闭式清理、输送、浓缩、固化处理。

作为清淤装置的关键设备,这款低扰动作业车十分智能,在它身上安装有水下摄像头、声学导航定位系统和压力流量传感器等。技术员在水面母船上,可以通过这套电子控制系统,实时监控作业车行走清淤作业状态,控制其行走轨迹。

事实上,多数江河湖库环保要求高,多数为饮用水源,避免次生污染也是一大难点,这款智能作业船在水下如何减少二次污染?

“作业船的搅吸装置上配有一个保护罩,既可增加淤泥收集的浓度,又能减少对周围水体的环境扰动,而且能前后左右大范围移动,实现多角度清淤。”谭岚介绍,这样能避免频繁移位带来的底质扰动,从而减少二次污染。

如此,这款智能深水环保清淤成套设备的研发,解决了长期困扰水利人江河湖库清淤的难题。其最大作业能力340米水深,最大行驶速度1.1米每秒,水下作业控制精度±20厘米,清淤最大输送流量666立方米每小时,突破了清淤过程大水深、低扰动、精确控制、稀软地行走等技术瓶颈,满足中国内陆所有需清淤湖库的水深要求。

 

 
 

成果:修复水体生态

淤泥也可变废为宝

 

 

江河湖库水系连通智能环保项目解决的远不止清淤的难题,河道水体生态修复技术,确定了苦草-金鱼藻-香蒲和凤眼蓝的最优植物配置方案,在岳阳市境内华洪运河的三封寺镇、钱粮湖镇段等沿线种植,水质由原来的Ⅳ、Ⅴ类水,恢复到目前的Ⅱ、 Ⅲ类水。

长沙市望城区大纵垸新康片区水系连通工程,植物-微生物修复技术在梅树河南支运用,使示范河段的水质从实施前的劣V类水提升至Ⅱ类水,改善了河道水体自身净化能力,形成了水生态景观,达到“水活、水清、水美”的目标。


项目应用示范后的河道。

江河湖库清理的淤泥在无害化处理后变废为宝,进一步由水运、水利领域推广至公路建设领域。

湖南省平江至伍市高速公路位于湘东北地区湖南平江县,路线走廊带穿越长平红层盆地丘陵区,基岩大多裸露,植被不发育,以白垩系红色砂岩、泥质粉砂岩及砾岩为主,土壤覆盖层较薄,肥力瘠薄。

工程研究中,将有机废弃物与清淤底泥混合堆肥后,制备了绿化基质,成功实施了高速边坡绿化工程和弃渣场生态修复工程,成功解决了红色砂岩、泥质粉砂岩及砾岩边坡及弃渣场土壤肥力重与植被快速恢复问题。

 

绿化种植基质的应用。

该项目研究成果还在湘阴县燎原水库、澧县河湖连通工程、醴陵清淤固化项目、岳阳市长江补水工程、平益高速公路工程等多个项目中成功应用,有效地解决了内陆江河湖库水系连通和环保清淤难题,有力地推动了绿色环保清淤产业发展,通过优化设计、减少征地、节省材料、缩短工期等方式,创造直接经济效益3000余万元,实现产值6.3亿元。

据了解,该项目自2018年6月实施以来,课题组经过4年的攻关,取得了丰硕的科研成果,建设了望城大众垸水系连通工程、澧县河湖水网连通生态水利工程等应用示范工程,提出工程应用方案2套,新型实验装置3项,编制标准4项,出版学术专著1部,发表论文62篇、申请专利41项。


项目应用示范后的河道。

带着江河湖库水系连通智能环保项目,凭借“国际领先”的关键技术,湖南百舸水利跑步进场,或将成为流域治理这个千亿环保赛道的“领跑者”。