中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 初英杰

生態(tài)清淤智能化一體平臺(tái)船“太湖之星”。

　　春日太湖，梅梁湖區(qū)碧波蕩漾，岸上繁花如云似霞。

　　“太湖美呀太湖美，美就美在太湖水。水上有白帆呀，水下有紅菱哪，水邊蘆葦青，水底魚(yú)蝦肥……”一曲《太湖美》，惹得游人醉。

　　曾暴發(fā)藍(lán)藻水華、水質(zhì)惡化的太湖，經(jīng)多年整治，如今重現(xiàn)碧波萬(wàn)頃。去年，太湖水質(zhì)藻情達(dá)2007年以來(lái)最好水平，湖心區(qū)水質(zhì)首達(dá)Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。

　　底泥清淤是治理太湖的關(guān)鍵。今年3月，在太湖治理的“主戰(zhàn)場(chǎng)”江蘇無(wú)錫，隨著新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程開(kāi)工，中交天津航道局有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中交天航局）自主設(shè)計(jì)研發(fā)、我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界首創(chuàng)的生態(tài)清淤智能化一體平臺(tái)船“太湖之星”投入使用。

　　專(zhuān)為太湖清淤量身定制的“太湖之星”，在設(shè)計(jì)、建造、裝配過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了哪些創(chuàng)新，攻克了哪些難題？記者日前采訪了有關(guān)專(zhuān)家和工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

　　更高效的“小型‘天鯤號(hào)’”

　　疏浚濃度是普通環(huán)保絞吸船3倍，日清淤量約兩個(gè)半國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)泳池體積

　　太湖底泥以流泥和淤泥為主，淤積深度0.5米以上的底泥量超2.4億立方米。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，太湖淤泥含有大量磷、氮元素及有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為藍(lán)藻增殖提供了豐富條件。而且，淤泥還會(huì)降低水深，減緩水體流速，削弱湖泊自?xún)裟芰?hellip;…正因如此，推進(jìn)太湖流域水環(huán)境綜合治理，重在清淤。

　　太湖北部的梅梁湖，是底泥蓄積量及污染物含量相對(duì)較高的區(qū)域。

　　“在太湖流域水環(huán)境綜合治理中，新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程是工程量最大的清淤工程，湖區(qū)清淤面積約28.9平方公里。”中交天航局新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程項(xiàng)目黨支部書(shū)記王冰介紹，工程將對(duì)梅梁湖中度及以上的污染底泥進(jìn)行清淤和處置，在60個(gè)月的工期內(nèi)清淤約834.1萬(wàn)立方米。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)泳池要求長(zhǎng)50米，寬至少21米，深1.8米以上。按照這一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算，這些淤泥能填滿(mǎn)4400多個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)游泳池。

　　“太湖之星”便是能高效推進(jìn)如此巨大工程量的“科技治太”清淤利器。

　　從太湖北岸的碼頭乘船前行，煙波浩渺中，遠(yuǎn)處正在作業(yè)的“太湖之星”越來(lái)越近，逐漸清晰。

　　“‘太湖之星’主要由新型智能環(huán)保清淤船‘太湖浚清1號(hào)’、除雜調(diào)絮船‘太湖之星1號(hào)’、脫水減容船‘太湖之星2號(hào)’三艘作業(yè)船組成。”中交天航局新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程項(xiàng)目總工程師房巖介紹。

　　20分鐘后，記者隨工作人員登上“太湖之星1號(hào)”。

　　“那就是‘太湖浚清1號(hào)’。”房巖指著不遠(yuǎn)處的一艘作業(yè)船說(shuō)，“它在水下的螺旋絞刀不停挖掘抽吸湖底的淤泥，通過(guò)一條長(zhǎng)長(zhǎng)的輸泥管道，把高濃度淤泥源源不斷地輸送到‘太湖之星1號(hào)’。”

　　受地形、水位等影響，太湖淤泥分布面積廣、泥層薄，這要求環(huán)保清淤船既要挖得快，還要移得快、定位準(zhǔn)，能靈活作業(yè)；太湖是長(zhǎng)三角的“母親湖”、重要的水源地，其清淤工程要求更低碳、更環(huán)保……這樣的工況條件、工程要求，難不倒“太湖浚清1號(hào)”。

　　“‘太湖浚清1號(hào)’是依托中交天航局自身技術(shù)儲(chǔ)備而設(shè)計(jì)的。它運(yùn)用了國(guó)之重器‘天鯤號(hào)’的先進(jìn)技術(shù)，裝配有變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)泥泵、自動(dòng)挖泥和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可以說(shuō)是一個(gè)小型的‘天鯤號(hào)’。針對(duì)太湖工況，它做了相應(yīng)技術(shù)調(diào)整。”中交天航局裝備中心主任楊正軍介紹。

除雜調(diào)絮船“太湖之星1號(hào)”局部。 由中交天航局提供

　　“太湖浚清1號(hào)”采用的雙鋼樁臺(tái)車(chē)系統(tǒng)、新型環(huán)保絞刀及10千伏岸電接口，是國(guó)際首次應(yīng)用于環(huán)保清淤船，能大幅提高挖掘?qū)挾�、行進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)高濃度挖泥、高濃度輸送及綠色低碳作業(yè)。其中，新型環(huán)保絞刀的設(shè)計(jì)更適合挖掘淺層高濃度淤泥，而且對(duì)湖水的擾動(dòng)很小。

　　總長(zhǎng)56米，型寬7.9米，型深2米，吃水1.2米，最大挖深14米……“太湖浚清1號(hào)”體量不算大，作業(yè)效率卻極高：它的擺寬達(dá)60米，是普通環(huán)保絞吸船的2倍；疏浚濃度達(dá)50%以上，也就是說(shuō)1立方米泥漿中含泥量一半以上，是普通環(huán)保絞吸船的3倍；每小時(shí)可清淤600立方米，日清淤量5000立方米，大約2.5個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)泳池體積。

　　更綠色的湖上“移動(dòng)工廠”

　　世界首次在水上完成生態(tài)清淤、除雜調(diào)絮、脫水減容、無(wú)害化處理等全部流程

　　“太湖之星”由疏挖系統(tǒng)、除雜調(diào)絮系統(tǒng)及脫水減容系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。

　　如果說(shuō)“太湖浚清1號(hào)”是清淤作業(yè)時(shí)的“先遣兵”，“太湖之星1號(hào)”便是清淤作業(yè)的“中轉(zhuǎn)站”。它的主要功能是篩除泥漿中的雜質(zhì)、投加環(huán)保絮凝劑對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)絮、分離泥漿和水，之后將泥漿輸送到“太湖之星2號(hào)”。

　　“太湖之星1號(hào)”上有一個(gè)1000立方米的除雜池，配備有4臺(tái)振動(dòng)篩。在雙層篩網(wǎng)作用下，從“太湖浚清1號(hào)”輸送來(lái)的淤泥被篩除貝殼、石塊等大顆粒雜質(zhì)，分離出細(xì)膩的泥漿。

　　房巖指著船體中部的4個(gè)池子說(shuō)：“它們是調(diào)絮池，體積分別為250立方米，共1000立方米，恰好匹配除雜池的體積。旁邊是配料系統(tǒng)，這些高大的黃色罐體是集料罐，共有12個(gè)。罐中的環(huán)保絮凝劑將被輸送進(jìn)調(diào)絮池，讓泥漿里的泥和水有效分離。”

　　“太湖之星2號(hào)”與“太湖之星1號(hào)”緊緊依偎在一起。經(jīng)過(guò)調(diào)絮分離后的泥漿，通過(guò)8套跨船柔性連接管路，從“太湖之星1號(hào)”傳送到隔壁的“太湖之星2號(hào)”。

　　“太湖之星2號(hào)”是清淤作業(yè)的“打包車(chē)間”。它由16組高效板框壓濾機(jī)組成，通過(guò)物理方式壓榨泥漿，實(shí)現(xiàn)脫水減容。榨掉約一半水分后形成的泥餅通過(guò)皮帶機(jī)傳送到駁船上，再運(yùn)到陸地上處理。該船每天可產(chǎn)生固化淤泥2500立方米。余水經(jīng)過(guò)回收和凈化處理后，水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，最終回到太湖。

工作人員正在巡檢脫水減容船“太湖之星2號(hào)”上的板框壓濾機(jī)。

　　“太湖之星”三艘作業(yè)船各司其職、相互配合，集生態(tài)清淤、淤泥固化和余水處理等功能為一體，具有作業(yè)靈活化、生產(chǎn)高效化、功能集約化、綠色低碳化、管理智能化等優(yōu)勢(shì)，堪稱(chēng)一座湖面上的“移動(dòng)工廠”。

　　楊正軍介紹，“太湖之星”投用前，湖泊清淤需要將底泥運(yùn)到陸地上進(jìn)行脫水和無(wú)害化處理，占地多、周期長(zhǎng)、運(yùn)輸難、花費(fèi)高，還有流溢等風(fēng)險(xiǎn)，容易影響周邊生態(tài)環(huán)境。太湖沿岸寸土寸金，834.1萬(wàn)立方米淤泥如果在岸上自然固化處理，需占地幾百畝。即使固化后體積減小，通過(guò)車(chē)輛運(yùn)輸也會(huì)給交通安全等帶來(lái)很大壓力。

　　“‘太湖之星’在國(guó)內(nèi)首次將淤泥固化所需的環(huán)保絮凝劑投放系統(tǒng)、板框壓濾系統(tǒng)由陸地‘搬’到水上。它在水上便可完成從生態(tài)清淤到除雜調(diào)絮、脫水減容、無(wú)害化處理等全過(guò)程，這在世界疏浚史上尚屬首次，徹底解決了淤泥固化占用土地資源等問(wèn)題。”楊正軍說(shuō)。

　　如何將多種功能集成到船上，是研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨的重大挑戰(zhàn)。有賴(lài)于中交天航局此前研究的高濃度清淤和高濃度輸送技術(shù)，泥漿含水量相對(duì)較少，除雜池、調(diào)絮池等不需太大；有賴(lài)于成熟的智能化管理系統(tǒng)，流程環(huán)環(huán)相扣，整體協(xié)同性高，各個(gè)設(shè)備無(wú)需太大規(guī)模便能高效運(yùn)轉(zhuǎn)……

　　中交天航局新一輪太湖生態(tài)清淤梅梁湖區(qū)工程項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理張磊說(shuō)，最難的是，不僅不能直接將陸地上的設(shè)備原樣搬上船，還要在保證功能的同時(shí)滿(mǎn)足內(nèi)河航道要求，將三艘作業(yè)船從生產(chǎn)車(chē)間送到太湖。為了確定作業(yè)船的長(zhǎng)、寬、高等數(shù)據(jù)，他們對(duì)每個(gè)設(shè)備、每個(gè)零部件都進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)。整個(gè)航道涉及106座橋、2個(gè)船閘，每一座橋梁、每一個(gè)船閘他們都要實(shí)地勘察，并結(jié)合不同的天氣、水文條件，無(wú)數(shù)次測(cè)量航道數(shù)據(jù)的變化。

　　從2022年9月正式投入設(shè)計(jì)研發(fā)“太湖之星”，到2023年10月建造完成并送至太湖，再到今年3月投入使用，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在很短的周期內(nèi)攻克了一系列難題，使其順利開(kāi)工。

　　更聰明的“智能大腦”

　　1人即可遠(yuǎn)程操控和監(jiān)測(cè)，甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)人化自動(dòng)作業(yè)

　　在岸上時(shí)，張磊便一直手持平板電腦，遠(yuǎn)程監(jiān)控“太湖之星”各環(huán)節(jié)作業(yè)情況。他介紹， “太湖之星”有一個(gè)“智能大腦”——生態(tài)清淤智能管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)岸基在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　　進(jìn)入位于“太湖之星2號(hào)”上的“太湖一體化平臺(tái)智能控制中心”，3個(gè)大型電子屏幕上，實(shí)時(shí)顯示著三艘作業(yè)船的作業(yè)場(chǎng)景，一名技術(shù)人員正在進(jìn)行作業(yè)監(jiān)測(cè)。電子屏幕上，日清淤量、淤泥固化量、余水處理量等關(guān)鍵工序數(shù)據(jù)以及整體作業(yè)進(jìn)度清晰可見(jiàn)，各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員到崗情況、周邊水域環(huán)境等也一目了然。

　　在控制中心內(nèi)，可收集、傳遞各設(shè)備作業(yè)信息，分析作業(yè)狀態(tài)，下達(dá)作業(yè)指令，顯示各部位監(jiān)控視頻，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、分析、監(jiān)控、調(diào)度實(shí)時(shí)化。

　　技術(shù)人員輕觸管理界面，電子屏幕上出現(xiàn)環(huán)保絮凝劑制備過(guò)程監(jiān)測(cè)控制有關(guān)數(shù)據(jù)。隨著光標(biāo)移動(dòng)，各投藥裝置中環(huán)保絮凝劑重量、配方、加水量等數(shù)據(jù)，一一呈現(xiàn)在眼前。

工作人員在太湖一體化平臺(tái)智能控制中心查看設(shè)備運(yùn)行情況。初英杰 攝

　　如果沒(méi)有智能監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，挖泥時(shí)很難根據(jù)工況實(shí)時(shí)調(diào)整作業(yè)參數(shù)，難以確保持續(xù)挖出并輸送高濃度泥漿；如果沒(méi)有在線監(jiān)測(cè)，不能及時(shí)分析泥漿濃度等指標(biāo)，難以準(zhǔn)確判斷投放環(huán)保絮凝劑的劑量、時(shí)機(jī)等；如果沒(méi)有遠(yuǎn)程控制，光靠人工投劑，耗時(shí)長(zhǎng)、不精細(xì)，存在人工、藥劑等浪費(fèi)，還會(huì)影響其他環(huán)節(jié)工效……楊正軍介紹，通過(guò)“智能大腦”，他們將原本應(yīng)用在部分工序的智能化設(shè)備統(tǒng)籌起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備、各項(xiàng)功能的遠(yuǎn)程操控和監(jiān)測(cè)，使“太湖之星”整體高度協(xié)同，更加高效運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化自動(dòng)作業(yè)。

　　更聰明的“智能大腦”，讓以往高度依賴(lài)人工、耗時(shí)漫長(zhǎng)的湖泊清淤工程，變得綠色、高效。

　　王冰介紹，從理論上來(lái)講，僅需1人即可遠(yuǎn)程操控和監(jiān)測(cè)“太湖之星”各個(gè)設(shè)備。加上船上的日常巡查維護(hù)人員，整個(gè)“太湖之星”僅需數(shù)名工作人員。

　　“更高效、更綠色、更智能”，還體現(xiàn)在多個(gè)方面。

　　三艘作業(yè)船既安裝有柴油發(fā)電系統(tǒng)，又安裝有岸電線路系統(tǒng)接口，采用油電結(jié)合的動(dòng)力系統(tǒng)，可以根據(jù)不同工況，采用不同動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。這是國(guó)內(nèi)首次將這一動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用于大型環(huán)保清淤船。在使用岸電作業(yè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)尾氣零排放，更加綠色、低碳、環(huán)保。

　　一體推進(jìn)生態(tài)清淤與淤泥資源化利用。“太湖之星”產(chǎn)出的固化淤泥，將被運(yùn)送到宜興市徐舍鎮(zhèn)鍋底山，填充廢棄礦坑。這里經(jīng)過(guò)改良后，將成為高標(biāo)準(zhǔn)苗木栽植基地。此外，固化淤泥肥效較高，可以將其用于土地復(fù)耕、濕地修復(fù)、綠化回填。它還可以用來(lái)替代黏土生產(chǎn)燒結(jié)磚，以及用作筑路筑堤土方、工業(yè)摻合料等。

　　用科技創(chuàng)新，唱響新時(shí)代的“太湖美”。楊正軍介紹，從設(shè)計(jì)思路來(lái)講，“太湖之星”雖是為太湖清淤量身定制，卻廣泛適用于泥層薄、表層淤泥受到污染、需要精細(xì)化治理的江河湖庫(kù)。未來(lái)，將有望在我國(guó)內(nèi)陸水環(huán)境綜合治理中持續(xù)貢獻(xiàn)力量。