海湾清淤作业对水环境的影响分析
摘要：本文主要以沙头角湾清淤工程为例，论述海湾清淤作业对作业区域水环境的影响程度及特点。

关键词：海湾清淤水环境环境影响
1 概况
为了彻底改善沙头角海域的水质和环境状况，实施“蓝天、碧海、绿地”工程，区委、区政府决定对位于盐田区中英街栈桥至保税区大突堤内海域，横向从近海岸线向海域方向300m的区域进行清淤。

对于沙头角河至保税区段，设计投入2艘1500m3的耙吸式挖泥船作业；对于沙头角河至中英街桥段，设计投入1艘8m3的抓斗式挖泥船、3艘1000m3自航式泥驳和一艘绞锚艇辅助作业。

施工时2艘耙吸式挖泥船同时作业。

清淤总工程量为136万m3。

2 清淤施工阶段对水环境的影响分析
在底泥疏浚时,机械的搅动，会引起底沙悬扬，而且在转移污染底泥时，洒落在水中的泥沙也会造成局部水域的浑浊。

在清淤工程施工及其运行过程中，只要水体的环境化学状态不产生大的改变，重金属及其化合物在水、泥界面的行为仍应以沉降为主要趋势，其自底泥向水中的释放是有限的，因此清淤过程对水质重金
属污染很小，重点考虑泥沙悬浮的影响。

源强确定
项目挖泥船泥沙泄漏引起的颗粒物悬浮源强按下式计算：
式中：S1-海湾清淤的悬浮物源强(kg/s)；
θ1-淤泥天然含水率(%)；ρ1-淤泥中颗粒物湿密度(g/cm3)；
α1-淤泥中悬浮物颗粒所占百分率(%)；
P-挖泥船泥沙泄漏引起的悬浮物发生强度（m3/s），一般认为淤泥中粒径小于0.05mm的颗粒全部悬浮。

经计算得，耙吸式挖泥船泥沙泄漏引起的颗粒物悬浮源强为40.32t/h，即为403.2t/d；抓斗式挖泥船泥沙泄漏一起的颗粒物源强为4.1t/h，即为41.0t/d。

模型选择
式中，S为悬移质浓度（mg/L）；u，v分别为沿x和y方向的垂线平均流速(m/s)；?为泥沙颗粒沉降几率；?为垂直平均泥沙沉速；Ss为悬浮物源项（含底层扰动因子）；H为实际水深；为潮流作用下
的水流挟沙力；Kx，Ky分别为沿x和y方向的泥沙扩散系数；水流挟沙力公式采用常见的半经验公式，即
式中，A 和m 为经验系数；V为流速大小。

泥沙模型计算采用的地形资料与水动力学模型的相同，计算域开边界条件根据泥沙浓度的监测资料获得；对于闭边界，假设，为闭边界外法线方向的单位矢量；泥沙方程的初始值由实测含沙量给定。

泥沙模型的输入条件如表1。

泥沙模型可以采用有限差、有限体和有限元等方法来求解。

泥沙模型的计算域、网格和所需要的地形资料与水动力学模型相同。

计算时采用ADI方法，时间步长经调试取100s。

清淤作业时引起悬浮物扩散的最高浓度出现在挖泥点，引起悬浮物明显增值半径在涨潮、退潮时均为100m。

含沙量大于2000mg/L 的浓度范围集中以抛泥点为圆心，半径为100m的边界范围内。

3 清淤工程结束后运营期回淤分析
清淤工程实施后，引起近岸海湾潮流的改变。

从陆域进入海湾的污染物减少，进入海湾的泥沙主要来源于盐田港附近大鹏湾风浪和潮
流综合挟带的泥沙，还包括少量沙头角河河道内的局部二次搬运泥沙。

回淤规律
水流穿越挖槽时由于水流归槽的影响，水流在挖槽内向下游偏转，单宽流量略有增加，但流速却减少；回淤量除了与含沙量、泥沙沉降速度、水流速度、流速与挖槽夹角等因素有关外，还与挖槽深度和宽度有关；回淤量随挖槽深度的增加而增加，但当至某一深度后，深度再增加，回淤却增加不多；回淤量随挖槽宽度的增加而增加，挖槽断面平均淤强则随挖槽宽度的增加而减少，挖槽至某一临界宽度后，回淤量保持一常量，不因挖槽宽度增加而增加；回淤量随交角θ1的增加而增加，θ1＝90?时，回淤量最大，θ1＝0?时，回淤量最小。

模型选择
式中U1－挖槽外流速，以小潮最小流速计算，取0.07m/s；其他参数与上同。

预测结果
按最不利条件计算：当θ1＝90?时，淤积强度为10-8m/s，年淤
积强度为0.31m/年。

项目清淤工程的挖槽与水流方向的夹角远小于90?，因此淤积量远小于0.31m/年。

因而在确保陆域截污完善的情况下，清淤工程的效果较持久。

4 清淤效果分析
通过清淤，从海湾底泥中清除了大量有机质和重金属，削减了海湾内部污染负荷，遏制海水富营养化的内在条件，恢复海水正常的净化水质功能。

5 结论
清淤作业时引起悬浮物扩散的最高浓度出现在挖泥点，引起悬浮物明显增值半径在涨潮、退潮时均为100m。

含沙量大于2000mg/L 的浓度范围集中以抛泥点为圆心，半径为100m的边界范围内。

在确保陆域截污完善的情况下，清淤工程的效果较持久。