部分屏蔽在倾倒泥渣时的优点外文翻译资料

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Merits of partial shielding in dumping sediment spoils

部分屏蔽在倾倒泥渣时的优点

摘要：

通常采用的使用开体驳船在海上倾倒疏浚物的方法会导致大量的泥沙被卷入水柱，且随后泥沙的分散可能会对敏感的“下游”栖息地造成危险的，如珊瑚礁。使用包含沉积物的缝合封闭的隔泥纺织袋可使污染的沉积物的损失最小化，但是在操作效率方面是昂贵的。之后在来自实验室的初步试验观察下，对在公海上投放被部分屏蔽的沉积物进行了研究。部分屏蔽容器是由刚性的，开放的容器以及柔性的开袋组成的。在过程中，测量了不同屏蔽模式下的沉积物的损失，并且观察到即使是有限和未缝合的屏蔽容器也可以有效地阻碍水卷吸进入不断下降的沉积物。特别地，细长柔性袋实际上能自行消除载重物的外露以及因此而产生的损失。

关键词：

环保的倾倒方法 分体驳船 料斗 挖泥船 屏蔽 环境影响

前言：

一般情况下，通常是使用开体泥驳装载着准备向海中倾倒的疏浚物或其他类型的泥渣，开体驳船的底部在液压油缸的作用下沿着船长方向打开，装载物便会下落进入水中。当装载物被释放向海底快速下沉时，沉积物会形成一种连续的羽流，这种羽流在下沉时排开了周围的水，在其周围形成了一种向上的回流场。水在羽流的背面分离，并且由于感应压力的不同被吸入到羽流的核心。在水杯卷吸进去后，羽流被稀释了，引发了羽流的快速膨胀，从而导致了羽流密度的下降，并减缓了沉积物的下降速度，延长了在水柱中的停留时间。这个过程增加了细颗粒沉积物残留的可能性，并导致沉淀物羽流容易受到影响将大本分颗粒向周围水体发散。如果这些颗粒与周围水体直接接触，则会混入大范围的、持久的沉积物羽流中。这样的区域羽流会造成环境的挑战，尤其是在靠近敏感的生态系统的时候。

欧盟议会的水框架指令、海洋战略框架指令以及废弃物框架指令，全部承认人为导致的对海水中的悬浮沉积物的浓度的改变是一种主要的污染物，以及泛滥的相关的废渣和颗粒是一种废品。因此，为了高效的减缓和控制海上工作的影响，包括排放颗粒沉积物，人们高度关注环境友好型的发展方法。

减缓在公海倾倒疏浚废弃物时产生的浑浊的羽流的影响，传统做法是在允许的固定地点进行排放。通常，倾倒废弃物只被允许在足够远离敏感受体的下流区域进行，这种区域常常是深水水域，那里水流较为缓和，且之后的回流运动也基本不会对环境造成影响。这种一直存在的倾倒实践主要依赖于有一个相对大的海洋容量去承纳这些羽流，并能够使其远离敏感区域。

倾倒污染的沉积物和废弃物材料遵循着不同的更加严格的措施，以遵守在对排进海水环境中的污染沉积物的扩散上的严格的管理。在这种情况下，任何装载物与周围水体之间的互动都是不被允许的（包括在下降和在海底停留时），且能从源头解决问题的方法是必要的。

一种常见的根治方法是将污染的沉积物或废弃物用容器或袋子封装起来，常用的是由基层聚丙烯织物组成的结实的隔泥纺织袋。当这些袋子被缝合的时候，几乎能够保证沉积物不再溢出，且这些袋子还被设计成当在海床的作用下变形时依旧保持密封。鲍尔斯和弗莱舍尔（1999）报告称，这种密封袋子的泥沙体积损失不超过0.003%。此外，这些袋子能够经受住长期暴露于盐水以及波流风化的作用。隔泥纺织容器的尺寸和应用各种各样，举例来说，装有600立方米装载物的缝合的袋子被放在漏斗的里面，然后被排放，这是污染的沉积物的处理的一种方法。

但是，采用上述方法来作为倾倒污染沉积物或废弃物的常规方法，考虑到甚至在小型的疏浚作业时也会有大体积的疏浚废渣的时候，是不可行的。这个一部分是因为对纺织物的强度和抗渗性上的高要求，另一部分是因为袋子的密封是人工完成的。

这篇文章下面的内容的主要意图是概述针对沉积物（未受污染的）排放的一种实用的、环境友好型的方法，据说，安装在分体驳船上的漏斗适用型袋子有可能在源头上处置疏浚废渣，以及减少滞留时间并减小（如果不能消除）排放疏浚废渣时颗粒的扩散。假定容器袋子即使没有被密封，也会为装载物提供重要的屏障。总的来说，将未受污染的废渣装在开放的袋子中然后进行倾倒会对以下几个方面有利：1）不需要人工的密封，2）不用承受针对在海底承受冲击和长期的强度和磨损制定的严格的纺织品规格，3）不受针对颗粒的散射对海床的影响制定的严苛的标准。这些宽松的条件可以转换成一种比用于污染废渣的袋子更大的袋子，而且这些袋子还可以用可降解材料制成。

为了调查倾倒使用不缝合屏蔽的装载物时的效率以及测试上述的假定，进行了两个现场试验。两个试验都在塞浦路斯南海岸，即圣纳帕的海湾里的近海海域进行，时间分别是2014年3月和2015年7月。“家用尺寸”容器的各种有效载荷从潜水浮标中释放出来，对沉积物流失的水动力过程进行了观察，并记录了实际的沉积物损失。对地点、水文条件以及与装载物无屏障释放有关的羽流的范围的详细描述都呈现在延森等人的报告里（2015）。

图1.分体船驳船由国际海事顾问（IMCBrokers）提供。

注意纵向船体分离和降低的舷窗（减少的干舷）

2.初步试验

在现场试验之前先在丹麦工业大学的水力学实验室进行了小规模的预备测试。在相对深的筒仓的水柱中释放相对较小的开放圆柱形塑料桶和装着一半沉积物的塑料袋，对屏蔽的沉积装载物与周围水体的相互作用进行了观察，并对由与排放到水柱中引起的容器里的沉积物的损失进行了测量。

2.1 试验设置

圆柱形桶的高度为4.75cm，半径为3.00cm。袋子平整时的宽度和高度分别为5.00cm和4.75cm；与大约3.00cm的等效直径相一致。筒仓为97cm深，当中的水和容器的高度比大约为20。使用了平均粒径为0.07mm，相对密度为2.65的细小非粘性石英砂和直径为2.0mm，相对密度为1.27的小塑料颗粒。 细沙与Sumer等人报道的相同。（2011）。 附录A正式规定了沉积物损失的参数，并简要讨论了模型缩放的影响。

在释放之前，将测量桶装满沉淀物和水。 堆积沉积物的初始高度设定为中间桶标记，然后将沉淀物转移到袋中或保存在桶中。 容器被放入筒仓并释放。 通过使用钩子勾住小型开孔往回拉，从筒仓底部将桶取回。 高度的后期读数是从桶中完成的，对于袋子意味着剩余的沉淀物被转移到桶中。 由于仅在沉降期间发生的损失是令人感兴趣的，所以重复几次与容器倾倒或以某种方式与海床相互作用。 根据预先释放和预计的沉积物含量，来估计损失。

2.2关键发现

与相应的非屏蔽释放的保留时间相比，两种类型的容器（刚性桶和柔性袋）显示出良好的屏蔽能力，并显著降低了下降载荷的保留时间。 发现使用开放式桶的负载的屏蔽部分地防止与周围水的相互作用; 但是，容器的损失从未超过初始沉积物体积的5％。 然而，在所有测试用例中，发现这个开放式袋可以完全消除损失。 在“柔性容器的屏蔽能力”一节中进一步讨论和解释损失消除的原因。

3.现场试验

作为实验室对容器屏蔽能力的观察结果的延续（并减少模型的尺度效应;参见附录A），在开阔的水域和大的水深进行了两次实地活动。 这些活动包括水下拍摄和视频记录沉降负荷（另见Jensen等人，2015年的深度技术描述），可以使用参考部分提供的链接来查看。 可以将这些镜头作为支持实验报告和对下列观察结果的参考。

3.1试验议定书

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