探讨清淤工程对改善水环境质量的影响

摘要：清淤工程作为改善水环境质量的重要手段，在底泥治理和水体生态恢复中起着至关重要的作用。通过对底泥微生态系统的重构与演变，清淤工程可以显著改善水质，提升水体透明度，增加水中溶解氧含量，促进水-气界面物质交换动力学的改善。此外，智能化精准清淤技术和底泥资源化利用为水环境治理提供了新的解决方案，推动了循环经济模式的构建。结合生态修复措施，清淤工程与生态保护形成协同效应，共同优化水环境。

关键词：清淤工程；水环境质量；底泥微生态系统

引言

随着工业化进程的推进，水体污染日益严重，底泥污染尤为突出，成为水环境治理的难点之一。清淤工程作为一种有效的水质改善措施，通过去除水体底部的污染物和有害沉积物，能够恢复水体生态系统的健康。近年来，智能化技术的引入和底泥资源化利用的探索，为清淤工程的效果提升提供了新的途径。同时，生态修复与清淤工程的结合，也为水环境治理提供了长远的可持续发展路径。本文旨在探讨清淤工程在水环境改善中的作用与实践策略。

1.清淤工程对改善水环境质量的影响

1.1 底泥微生态系统的重构与演变

底泥既携带了大量水体污染物，又含有各种微生物群落，对水体污染物降解具有重要作用。清淤时，底泥有机污染物及重金属被清除，可显著降低底泥有害物质累积，有利于水体自然净化能力恢复。但清淤之后底泥微生态系统重建存在短期生态失衡。底泥去除后原有微生物群落遭到破坏，会造成水质在短期内波动或者恶化。这一现象主要来源于微生物群落重新进化的过程，多样性与稳定性需经过一定时间才得以恢复。这一过程尤其会抑制厌氧环境有机物降解进程。因此，在进行清淤工作时，必须融合生态恢复的方法，例如使用生物刺激剂或人工繁殖微生物，以促进微生态系统的快速恢复和重建。这一重构与演变过程既可促进水体自净，又可为水域生物多样性修复打下基础。

1.2 水体光学特性与透明度的提升

水体光学特性尤其是透明度对其光合生产力及水生生态系统健康有直接影响。沉积在底泥上的有机质，污染物及藻类残体等往往会使水体变得混浊并抑制阳光对水体的渗透，进而影响水体中植物的光合作用及水生生物生长。清淤工程清除污染底泥显著提高了水体透明度和降低了浑浊度。底泥在除去有机物，重金属，营养盐及其他污染物之后，水体颗粒物及悬浮物明显下降，使光线能更深地穿透水体并增强其光学特性。另外，清淤可减少底泥内有害藻类及微生物群体的数量，它们在底泥堆积过程中常造成水体富营养化继而诱发水体绿化和藻类水华。经过清淤，提高水体透明度，不仅水环境质量得到改善，而且有利于水中植物生长，水生态系统健康稳定。但透明度的增加也会导致光照强度的改变，从而对水中生物栖息环境造成影响，特别是浅水区生物。因此，清淤过程应综合考虑水体的生态平衡，避免一时的透明度提升带来其他生态风险。

1.3 水-气界面物质交换动力学的改变

水-气界面物质交换动态对清淤工程有明显改变，从而影响水体中氧与二氧化碳交换，温度调节等溶解气体浓度。在没有进行淤泥清理的水域里，底部的泥土经常作为污染的来源，它们在厌氧分解的过程中释放出如甲烷、硫化氢等有毒气体，这些气体不仅对水的生态环境产生负面影响，还干扰了水与气之间的物质交换机制。清淤时清除底泥内有机物及污染物可有效地降低上述有害气体排放。更有甚者，去除底泥有利于恢复水体氧气扩散能力、促进水-气界面氧气交换效率、提高水体溶解氧水平。随氧气含量增加，水生生物呼吸及代谢活动获得较好支撑，有利于生物多样性恢复。另一方面，底泥清除后，水体表面的气体交换速度也会发生变化，尤其是在温度和湿度的变化下，水体表面和大气之间的气体交换动态更为活跃。这一改变有利于进一步调控水体温度和减缓水体因污染物累积而产生热效应。但水-气界面物质交换变化也会产生某些短期负面影响，如水温剧烈波动会给水生物带来胁迫，所以，在清淤工程中，需要考虑对水体气-水交换过程进行长期监测与治理，确保水体生态稳定。

2.清淤工程改善水环境质量的策略

2.1 智能化精准清淤技术的应用

智能化精准清淤技术借助先进传感器，无人机，遥感技术及数据分析，大大提高清淤工程效率与精确度。这些技术既可以对水体底部进行实时监控，又可以针对水体污染程度及清淤需求制定个性化清淤方案。以无人驾驶船舶为例，近几年智能化无人船已成为清淤的核心手段之一。无人船通过携带高精度激光扫描仪以及水质监测仪器能够实时采集水体底层厚度，污染物浓度以及底泥种类等信息，以及将数据传送至中央控制系统以产生三维底泥分布图以及污染物的累积。这些资料有助于工程师准确地判断出所需清淤面积及清淤深度，以达到缩小不必要作业面积、提高清淤效率、降低费用的目的。另外智能化的精准清淤技术可以通过AI算法对清淤流程进行优化。智能化机器人可以自主地判断出最佳清淤路径与方式，并自动调节工作力度与清淤深度以尽量减少水体生态扰动。以江苏省某湖清淤工程为例，将机器人系统和智能调度平台相结合，机器人可以根据水质变化情况自动调节清淤策略进行疏浚，并且降低了运行后期底泥微生物群落受到的干扰，达到了准确，环保清淤效果。

2.2 底泥资源化利用与循环经济模式的构建

通过对底泥资源化处理既可以有效降低水体污染负担又可以循环再利用环境资源。例如，在某些水库和湖泊的淤泥清理项目中，底部的泥土被转换成农用肥料、建筑用材或生物能源等，利用科学手段有效地去除了泥土中的有机物质和重金属污染，使之变为有价值的资源。在浙江省的一个湖泊清淤工程中，我们使用了高温堆肥的方法，成功地将清理后的淤泥通过生物技术转化为有机肥料，使大约30%的淤泥转变为有机肥料，并将其运用到周围农业用地中，增加土壤肥力，推动当地农业持续发展。底泥资源化的另外一个重要发展方向就是构建循环经济模式，以构建“清淤—资源化”闭环体系来促进经济与环境共赢。以天津市一水域清淤工程为例，将底泥经过脱水，浓缩，加工等工序转化成可利用的建筑土及砖块等原材料，该工艺不仅给建筑行业带来绿色建材，而且还能有效地降低清淤产生的垃圾堆放难题。

2.3 生态修复与清淤工程的协同优化

清淤虽能去除底泥内污染物，但若不与生态修复措施相结合，水体中生态系统在短期内可能会恢复缓慢甚至会产生新的生态问题。所以，将清淤和生态修复有机地结合在一起，是提高水环境质量的重点。一典型案例为山东省某市河流清淤工程，工程在进行大范围底泥清理的同时，同步开展湿地生态修复与水生植物种植工作，强化水体自然净化功能。通过栽种芦苇，菖蒲等水生植物来提高水体中氧气含量并改善其光学特性，与此同时水生植物根系能够对水体中重金属及营养盐进行高效吸附，从而进一步提高水质。清淤之后与水体微生物相结合进行生态修复同样关键。

结束语

清淤工程对水环境质量的改善具有显著作用，不仅能有效减少底泥污染，恢复水体生态，还能通过智能化精准技术提升清淤效率。在推动底泥资源化利用和循环经济模式的同时，生态修复策略的结合使得清淤工程能够实现长效治理。未来，清淤工程将在智能化、生态化、资源化的方向上不断发展，为水环境的可持续治理提供更多解决方案。

参考文献

[1]付敏. 水环境治理工程中河道清淤施工技术[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2024， （08）： 115-117.

[2]陆海明， 刘伟婷， 闵克祥， 陈黎明， 袁媛， 朱慧. 清淤工程对固城湖小湖区水生态环境影响研究[J]. 江苏水利， 2022， （11）： 25-30+36.