第2章 河道保洁
2.1 概述
河道保洁顾名思义是对河道水面垃圾、漂浮物、杂草等进行清理，以恢复和保持河道行洪、排涝、蓄水、供水、景观、环境等功能的措施。如果不按照有关规定进行河道保洁，将会对人类的生活、生产、生态、环境等多方面带来不可估量的损失。这种损失虽然不像洪灾那样直观，但具有广泛性、潜隐性和长期性。
河道不进行保洁最直接的是使水体富营养化，水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进人湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧浓度下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
水体富营养化常导致水生态系统紊乱，水生生物种类减少、多样性受到破坏。昆明滇池水质在20世纪50年代处于贫营养状态，到20世纪80年代则处于富营养化状态，大型水生植物种数由20世纪50年代的44种降至20种，浮游植物由87属降至45属，鱼的种数由15种降至4种；武汉汉江在1992年发生水灾时，藻类种群的多样性指数也呈下降趋势。普遍的富营养造成多种用水功能的严重损害，甚至完全丧失。此外，由于藻类带有明显的鱼腥味，从而影响饮用水水质，而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，富营养湖泊，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物的种群、种类数量发生改变，破坏了水体的生态平衡。水体富营养化的危害主要表现在以下方面：
（1）降低水体的透明度。在富营养水体中，生长着以蓝藻、绿藻为主要种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水表面，形成一层“绿色浮渣”，使水质变得污浊，透明度显著降低。富营养严重的水体透明度仅有0.2m，严重影响水中植物的光合作用和氧气的释放。同时浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用，则可能造成局部溶解氧的过饱和。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少都对水生动物有害，会造成鱼类大量死亡。
（2）富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素（如石房蛤毒素）也会伤害水生动物。
（3）富营养化水体含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水会中毒致病等。
（4）向水体释放有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够排泄、释放有毒性的物质，有毒物质进入水体后，若被牲畜饮入体内，可引起胃肠道疾病。
（5）对水生态的影响。在正常情况下，水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是，一旦水体受到污染而出现富营养状态时，这种正常的生态平衡就会被扰乱，某些种类的生物明显被淘汰，而另外一些生物种类则显著增长。这种生物种类演替会导致水生生物的稳固性和多样性降低，破坏其生态平衡。
（6）影响旅游和航运。水体一旦发生富营养化，藻类就会大量繁殖，水体透明度急剧降低，水质污浊，水面藻类聚集，臭味弥漫，严重影响湖库的旅游业，以致丧失旅游价值。另外，富营养水体中生长的大量浮游生物，还会堵塞航道，影响航运。
2.1.1 河道保洁的作用意义
我国绝大多数大中型城市依江傍河，河道的环境与人们的生活休戚相关。由于水体富营养化等原因，20世纪90年代后期以来，我国南方一些省份的主要河道和平原河网水葫芦等水面漂浮物积聚非常严重，带来阻碍行洪排涝、水质污染、恶化水环境、鱼虾死亡等一系列问题，引起全社会的关注。经过近些年的实践证明，开展河道保洁工作是确保行洪排涝畅通、饮用水源安全、水工建筑物安全运行、河流景观、生态环境的具体措施。
（1）确保行洪排涝畅通的需要。水葫芦等水面漂浮物达到一定数量时，会出现严重堵塞河道的现象，使河道中的水位急剧上升。特别是在遭遇暴雨洪水时，水葫芦等水面漂浮物积聚在水库大坝、拦河水闸、堤坝等水工建筑物前面，造成堵塞水流通道，水位上升，严重危及河道防洪安全，甚至出现漫顶溃决事故。如1998年四川省遂宁琼江上游遭遇暴雨袭击，跑马滩水库库区的水葫芦随着洪水下泄到老鹰岩大桥的河段，在严重堵塞河道后，导致河中水位快速上升，直接威胁到安居大桥、国道和沿江城镇的安全，跑马滩水库库区多段航道断航，造成很大的不便和损失。
（2）保障饮用水源安全的需要。水葫芦为世界十大有害水草之一，是目前自然界中最具侵略性和危害性的16种生物之一，也是我国环保总局首批公布生物入侵物种。由于近年来水葫芦的疯长，已经成为各大水域生态环境恶化的“头号杀手”。水葫芦出现疯长现象，不仅严重地影响了水库的灌溉、航运、发电、水产养殖等，而且严重污染河水，使河水的水质变差。如2005年2月，钱塘江上游水葫芦下泄到杭州市区河段，通过船闸进入内河，造成饮用水源的污染，严重影响浙江省会城市杭州市的供水安全。2007年7月，钱塘江的上游新安江建德梅城段、三江口至严州大桥的江面、富春江水库，突然布满了密密麻麻的水葫芦。大面积疯长的水葫芦覆盖水面、堵塞河道，影响航运和防洪，妨碍水底生物的生长，腐烂变臭后成为污染水体的污染源。
我国的河流两岸分布着重要城镇和众多人口，城乡生产用水和居民饮用水大部分就近取之于河道，河流是我国多数地区的重要饮用水源。实践证明，饮用水源安全是社会稳定、和谐的基础和底线，是科学发展、可持续发展的根本前提与保证。从饮用水源安全这个角度来看，在社会发展的进程中，发展的规模、发展的阶段、发展的方式、发展的速度必然受制于当地的饮用水源安全状况，发展必须为当地的饮用水源安全“让路”，只有饮用水源安全，才能为社会更好的发展提供根本的保障。
（3）保障水工建筑物安全运行的需要。水葫芦有非常发达的水下根系，这些根系夹带垃圾等水上漂浮物，“吃水”的深度可达lm以上，严重影响水电站发电的水位高度。漂进船闸的水葫芦，与过闸的船只“争”空间，本来可安排并列过闸的船只，不得不减少一次过闸的数量，严重影响船闸的效率。另外，水葫芦还会威胁到船闸和升船机的安全，漂进升船机内的水葫芦，会使升船机卧倒门的水封不严密，一旦江水顺着卧倒门的水封泄漏，会使升船机升降失去平衡。生长在闸门顶上的水葫芦会影响到闸门上方的制动感应触头，感应器接触到水葫芦后，闸门的纠偏开关将停止运作。
水葫芦泛滥影响水工建筑物安全运行的实例很多。据2004年10月18日中国新闻网报道，从9月13日至10月1日，漂浮物对长江葛洲坝船闸运行造成严重影响的达32次，因漂浮物的影响累计延误过闸时间近24h。少运送旅客8000人次、货物10万t。据中新社报道，2006年10月7日，三峡水库库区蓄水位达到146.08m，随着蓄水位的上升，沿江两岸未清理彻底的物品形成大规模的漂浮物，影响船舶正常航行，有些航段船只几乎寸步难行。已有4艘高速船被漂浮物缠死螺旋桨造成停航，有的高速船还被迫上岸修理，造成较大的经济损失。
长江上游近年来每年下泄的漂浮物在10万～20万m3，其中大多数产生于汛期。三峡水库属河道型水库，上游区间产生的漂浮物顺水而下，其量逐渐增加，以至形成漂浮物积聚。三峡工程兴建之前，下游的葛洲坝水利枢纽就遇到过漂浮物的严重困扰。根据葛洲坝发电厂的统计，多年平均漂浮物的聚积为一年4万m3，最多的年份达到6万m3。漂浮物堆积得较多的时候，上面可以行人，严重影响到发电厂的安全运行。三峡工程兴建后，上游产生的漂浮物最终聚积于三峡大坝坝前。水面漂浮物开始直接影响着三峡工程的安全、正常运行和三峡航运，以及库区旅游产业的发展和生态环境建设。尤其是在三峡工程蓄水期间，水面漂浮物成倍增加，漂浮物监测工作的难度也将随之增加。因此，水库和河流遭遇漂浮物影响已经成为世界性的难题。
（4）保护河流景观的需要。我国的大多数主要河流两岸分布着不少风景秀丽的旅游城市，城市河流景观在塑造城市的独特形象、展示当地文化特色的同时，已成为城市的重要标志。它不仅吸引着旅游者的目光，而且有助于城市生态环境改善，赋予城市独特的气质和魅力，同时还起到传承历史、增强社会凝聚力、促进地方经济发展的作用。但时至今日，这些独特的城市景观正面临着城市化进程和河水污染所带来的冲击，大量的水面漂浮物会严重影响河流表面的景观，给河流和城市形象带来一些负面影响，因此，如何科学地对河流进行保洁管理，保护与发展具有生态价值的城市河流景观，体现以人为本、多样性、地域性和生态美学的开发原则，使河流景观成为弘扬和创新城市地域文化的载体，成为树立城市文化品牌的重要实体已经成为城市发展亟待研究与探讨的课题。
（5）保护生态环境的需要。水葫芦繁殖能力很强，以无性繁殖为主。一株水葫芦可以在90天的时间内繁殖出25万株单体幼苗，一亩水面的水葫芦可达18～25t。不仅如此，水葫芦在区域内很快成为优势物种，造成其他水生植物的快速减少甚至消亡；大量的水葫芦等漂浮物覆盖水面，造成水体与外界阳光及空气的隔绝，使水体中的溶解氧减少。造成其他需要氧气的动物大量死亡，从而引起水生态环境的恶化。水葫芦等漂浮物腐烂后对水体又会造成二次污染，引发新的水生态灾害。
不难看出，做好河道保洁工作是加快全面建成小康社会，是创建生态河流、打造“绿色河流”的内在要求，是提高平原河网调蓄能力、改善水质、提升城市品位和防洪安全的重要途径，也是提高水资源承载能力、改善水生态环境的基本措施。探索建立长效河道保洁制度，搞好河道保洁工作对保障行洪畅通、改善城乡水环境、巩固“万里清水河道”成果和促进健康河流建设等具有重要作用。
2.1.2 河道保洁的目标与内容
1.河道保洁总体目标
河道保洁是确保行洪排涝畅通、饮用水源安全、水工建筑物安全运行、沿江景观、生态环境的具体措施。河道保洁的目标是以科学发展观为指导，按照“水清、流畅、岸绿、景美”的总体要求，坚持“政府主导、部门配合、市场运作、群众参与”的工作方针，巩固河道整治成果，改善和保护河道的水生态环境，恢复河道的自然功能。达到河面无杂草、无漂浮物，河中无障碍，河道管理范围内无擅自填堵、覆盖、缩窄河道、违法建筑等行为。
2.河道保洁工作内容
河道保洁工作主要是打捞水上漂浮物，包括日常保洁、打捞物清运、特殊情况保洁等内容，确保河道内及两岸整洁；开展河道管理范围内的巡查，及时发现并阻止擅自填堵、覆盖、缩窄河道、违法建筑等行为，并上报。
（1）日常保洁。日常保洁主要是打捞清理河面、迎水坡（包括滩地）、堤岸的垃圾和有害或废弃漂浮物，清除河道行洪障碍物，达到河道保洁总体目标。日常保洁时间应严格按照有关河道管理保洁绩效考核办法的规定执行。
（2）打捞物清运。城区河道的打捞物堆放、清运可按城市垃圾处置方式，直接清理至垃圾填埋点或进行集中处理。农村河道的打捞物可按照“远离村庄，上岸方便，交通便利”的原则，设置临时堆放点，然后再进行集中清运。临时堆放时间不得超过三天，堆放的打捞物对河道无二次污染。
（3）特殊情况保洁。
1）在河道内发现病死动物及其相关产品时，河道保洁责任单位及时告知无害化处置单位；由无害化处置单位对河道内的病死动物及其相关产品统一运至无害化处理点进行无害化处置。
2）台风、暴雨过后当日起3日内，河道保洁责任单位负责组织清理河道中的垃圾、废弃漂浮物、杂草、障碍物等，确保河道畅通和河面、河岸干净整洁。
3）发生突发性水污染事件时，河道保洁工作人员应立即向当地乡（镇）人民政府、街道办事处或市环境保护行政主管部门报告，积极配合有关部门采取相应措施。
2.1.3 河道保洁的作业方式
1.水上漂浮物种类
水上漂浮物品种繁杂，大致可分为三类：一是水葫芦、水草、蓝藻等水生植物；二是生活垃圾和工业垃圾，包括沿江居民和工厂人为抛弃的垃圾、船舶营运过程中产生的生活垃圾，如泡沫、塑料、皮革布料、废纸、动物尸体、玻璃、金属，这类垃圾主要是人为因素造成的；三是树木和农作物秸秆，如原木、树枝、秸秆、灌木等，这类垃圾主要是强降雨造成的灾害性漂浮物。
2.作业方式
河道保洁的作业方式受到河道特性、河水流速、漂浮物、风向等因素的影响。有人工打捞（图2-1）、机械作业、人工和机械打捞相结合三种方式。以不同位置分，有岸上作业、水面作业两种方式。每一种作业方式都有不同的作业工艺，适用于不同河道、河段，甚至不同季节。需因地制宜，因河制宜。人工打捞，可直接捡取垃圾，也可用竹（木）杆箍网袋长距离“套捡”，适用于小河道、旱河。而山区性溪道一般溪陡流急，又相对狭窄，不适合船只等机械打捞，宜人工打捞，尤其是枯水季节。下雨后，垃圾停在拦水堰上游，靠在桥墩周边。待水浅时，保洁人员一般进入溪道打捞，以“捡”为主；不能进入溪道的，也是岸上打捞，捡或“套捡”。农村河道一般也是以人工打捞为主。一方面河道河面宽度相对较窄，另一方面桥孔较小，通船能力有限，适宜人工作业。县级以下河道河面宽度在20～50m的适宜人工与船只相结合的打捞方式，船只主要是作为运输功能，打捞作业仍以人工为主。这些船只有手动的小艇、木船、水泥挂浆机、铁壳机动船、钢质动力船、玻璃钢挂浆机等。对较大的江河、水库，江面、库面开阔，水上漂浮物多、一些漂浮物单体较大且重，人工打捞十分困难；大中城市的河流一般以机械化程度较高的打捞机械船为主。自动地将水面漂浮物打捞到船上，安全性好，效率大大高于人工打捞。对于不同的水面漂浮物采取不同的打捞方式和处置方法。水葫芦、水草、蓝藻等水生植物，树木和农作物桔秆等强降雨造成的灾害性漂浮物打捞后，可临时堆放或直接清运，集中处置；而河道内的病死动物及其相关产品须统一运送至无害化处理点进行无害化处置；一些泡沫、塑料、皮草布料、玻璃、金属等垃圾也应及时运至指定的垃圾堆放场。
图2-1 人工打捞进行河道保洁
随着经济社会发展，人们对生活质量、生态环境要求越来越高，机械化打捞逐渐成为一种趋势，各式各样打扮得靓丽的打捞船越来越多，成为城市的一道风景线。另外，一些船厂研制出电动船，能进一步减少对环境的污染。
3.其他措施
水的流动给河道保洁带来“动态”管理，漂浮物随水体流动，随风向变化而“捉迷藏”，给管理保洁工作带来难度。劳动创造智慧，基层工作者通过实践总结出行之有效的一些保洁措施，即采用“拦”与“捞”，“集中”与“分散”相结合的方法。
“拦”：在河道桥头、窄口、分流处附近（特别是进入城区前）设置常年拦草设施（图2-2），配备挂桨机帆船，租用堆草场地，建好简易码头，尽最大努力把上游水草消灭在城郊。
图2-2 拦草设施将水葫芦拦在城区河道上游
“捞”：在相对静止河面上，配备清草船或若干名保洁人员，其主要职责是每天巡回打捞河面漂浮物和水草。
“分散”：加强河道保洁队伍的内部管理。实行分段包干，明确保洁责任，做到人员、设备、责任、奖赔四落实，充分调动保洁人员的工作积极性和能动性。
“集中”：遇河道行洪排涝和水草高发季节，保洁人员、保洁设备统一调度，突击、集中有效地消灭重点河段的水草和漂浮物。
4.打捞机械介绍
目前，我国一些造船厂研制了比较理想的水面漂浮物打捞机械。如江苏省张家港市飞驰机械制造有限公司生产的全自动水面清洁船、多功能蓝藻收获船、全自动水下割草船、多功能海藻收割船、全自动浒苔收集船、全自动绞收挖泥船等各系列水体保洁船；动力装置可选用发动机或蓄电池；驱动方式可选用螺旋桨或明轮。以下主要介绍几种型号的船只：
（1）水电站自动清漂船（图2-3）。船长28.8m、宽7.1m、高6.9m，空载吃水0.9m、满载吃水1.4m，能在水深1.5m以上水域作业。根据其特点，这种船只主要用来收集打捞水葫芦、水草及各种水面漂浮垃圾，同时将收集的垃圾自动卸载到指定的装载船、岸上码头、垃圾运输车等适应设备上，且连续性好。同时，该船为双体、双机、双螺旋桨推进的液压电气控制自动清漂船，航速快、收集范围广，对水面漂浮物、水葫芦、水草等均能进行收集，操作安全、简便，适航区广，自动化程度高、效率高。
（2）全自动水葫芦打捞船（图2-4）。船长22.45m、宽6.0m、高4.65m，空载吃水0.7m、满载吃水1.05m，收集深度1.5m，具备水葫芦的初级减容、暂存、自动卸载等功能。船只的前收集舱装有机械收集滚轮、切割收集剪刀；在前收集舱的末端装有初级粉碎设备，由电动机驱动；中舱存储和后输送舱输送带均能连续稳定地运转，整个收集、打捞、粉碎、减容、存储、卸载过程全部实现自动化。全船水葫芦最大暂存量为15t，当达到满载量时，在“库区”内即可直接将打捞收集的垃圾和水生植物输送到水面以上3.5m高的运输船或岸边。同时在中、后输送舱设有水槽，可避免污水溢出舱面。
图2-3 水电站坝前自动清漂船
图2-4 全自动水葫芦打捞船
（3）全自动割草保洁船（图2-5）。船长13.8m、宽5m、高3.3m，满载吃水0.9m，空载吃水0.5m，收集深度1.2m。前收集舱装有切割收集剪刀，后存储舱输送带能连续稳定地运转，整个收集打捞、储存、输送、卸载过程实现全液压自动化，整个舱的垃圾储存量为4t，输送高度2.7m。该船外形美观，适合风景河道，工作效率高，相当于人工打捞船的10倍。
（4）半自动水面保洁船（图2-6）。对漂浮垃圾的收集采用自行式打捞，即在船舶行进过程中依靠水流的作用将垃圾自动推进至存储舱中，连续作业工作稳定。船舶动力采用日本进口雅马哈40马力舷外机，噪声低且环保无污染。该船收集范围广，既能清打体积较大、长形的漂浮垃圾（如树枝、塑料瓶等），又能清除体积较小的、成片的漂浮垃圾（如绿萍、塑料袋、树叶等）。打捞过程实现了自动化，工作效率高，相当于人工打捞船的10多倍。
图2-5 全自动割草保洁船
图2-6 半自动水面保洁船
（5）无人遥控船。以往的河道保洁模式单一，机械化程度低。不管是手摇船、电瓶船，还是机械船，都摆脱不了人工作业打捞方式，不仅效率低下，遇上恶劣天气，风险性也高，再加上河道保洁员月收入低，招工极困难，从业人员普遍年龄较大，甚至超龄，更增加一层风险。另外，自流活水项目建成后，部分河道流速加快，垃圾顺流而下，停留时间明显缩短，船只逆流行进作业时非常困难。因此无人遥控船（图2-7）逐渐应用到河道保洁工作中。遥控巡航保洁船长150cm、宽100cm、高60cm，航速约为5km/h，连续工作时间为10～12h，遥控器遥控距离2km，每天巡航作业距离30km。它采用双船体结构，靠电瓶提供动力，中间为垃圾收集舱，配置垃圾收集网箱，利用船行进时的水流作用，将漂浮垃圾推向垃圾收集网箱。为便于清除河道死角的垃圾漂浮物，它还配置了主动导流装置，将漂浮物主动吸向船体中间收集舱。保洁船还设有视频传输系统，负责遥控的工作人员一旦发现船的周围还有垃圾，可以及时遥控，让它调整方向，把漂浮的垃圾收入网箱内。无人船可以按照预先设定好的路线自动巡航，船上的360度摄像头会将途中所见发回办公室，在大屏幕上显示出来。工作人员用遥控器稍微对准垃圾，无人船就会把垃圾收集起来。边边角角的垃圾可以用船上的水枪将其喷出来再进行收集。同时船上还有一个小的LED屏为大家宣传环保知识。
图2-7 无人遥控保洁船
（6）余姚市城区河道管理所与江苏某生产挖泥船厂家对挖泥船进行改造，将挖泥斗改装成“漏斗”。平常作挖泥船用，而一旦漂浮物成灾，人工力量不足时，将泥斗换成“漏斗”进行机械打捞，大大提高了效率。船只打捞一般在汛期，特别是台汛期，洪水过后，上游河道、漕斗、池塘的漂浮物集中涌向较大河流，由于漂浮物成灾，采取突击打捞。而平时特别是冬季水葫芦枯死，或阳光明媚，风平浪静时保洁作业工作量不大，打捞船只基本闲置，城区河道管理所将采用安装挖泥斗作挖泥船使用并外租。使得船只利用效率大大提高，大大节约船只使用成本。目前，改装挖泥船购置5年早已收回成本。改装后简易抓斗式捞草船如图2-8所示。
图2-8 改装后简易抓斗式捞草船