雷孝章 劉勇

摘? 要：河道采砂是目前河道存在的普遍現(xiàn)象。文章以梓江梓潼縣境內(nèi)河段的采砂數(shù)據(jù)為例，結(jié)合河道演變以及泥沙補(bǔ)給情況，通過(guò)河勢(shì)變化，防洪安全以及生態(tài)與環(huán)境三個(gè)方面的影響來(lái)闡述采砂的影響。結(jié)果表明：采砂對(duì)河道河勢(shì)穩(wěn)定影響較小，不會(huì)出現(xiàn)河勢(shì)變遷等問(wèn)題出現(xiàn);河道開(kāi)采砂石之后拓寬了行洪斷面，使得水流更為順暢，提高了河道行洪能力;河道無(wú)通航要求，因此這方面不存在任何影響;采砂活動(dòng)對(duì)河道水質(zhì)有一定的影響，并產(chǎn)生一定的噪聲及揚(yáng)塵，同時(shí)對(duì)于魚(yú)類(lèi)也有一定的影響。分析采砂對(duì)河道演變以及泥沙補(bǔ)給的影響可以為河道進(jìn)一步的整治及管理提供一定的指導(dǎo)意義。針對(duì)不同河道的具體情況制定不同的治理方案是目前河道治理的一項(xiàng)重要任務(wù)。文章根據(jù)具體的采砂情況對(duì)梓江梓潼縣境內(nèi)河段的采砂提出一定的建議。

關(guān)鍵詞：梓江;采砂;河道演變;泥沙補(bǔ)給

中圖分類(lèi)號(hào)：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）04-0064-04

Abstract： River sand mining is a common phenomenon in rivers. Taking the sand mining data of the river section in Zijiang County as an example， this paper combines river evolution and sediment recharge to explain the impact of sand mining through river regime change， flood control safety and ecological and environmental impacts. The results show that the effect of sand mining on river regime stability is small， and there will be no problems such as river regime change; after the sand mining， the flooding section is widened， which makes the water flow smoother and improves the river flooding capacity; Navigation requirements， so there is no impact in this aspect; sand mining activities have a certain impact on the water quality of the river， and generate certain noise and dust， and also have a certain impact on fish. Analysis of the impact of sand mining on river evolution and sediment recharge can provide some guidance for the further improvement and management of river courses. It is an important task of current river management to develop different treatment plans for the specific conditions of different rivers. According to the specific sand mining situation， this paper puts forward some suggestions for sand mining in the river section of Zijiang County.

Keywords： Zijiang River; sand mining; river evolution; sediment supply

1 背景介紹

梓江梓潼河段為梓江由山區(qū)向丘陵地區(qū)過(guò)渡段，梓潼縣城以上為山區(qū)，梓潼以下為丘陵區(qū)。梓江為梓潼縣境內(nèi)最大河流，沿途流經(jīng)縣境內(nèi)的仙峰鄉(xiāng)、許州鎮(zhèn)、豢龍鄉(xiāng)等11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，縣境內(nèi)河道長(zhǎng)99.9公里，流域面積965.1平方公里，是梓潼縣砂石資源主要分布區(qū)域。梓江梓潼河段內(nèi)現(xiàn)有采砂場(chǎng)眾多，為當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了大量的砂石資源，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，河段內(nèi)現(xiàn)在大小采砂場(chǎng)共計(jì)19處，其中有數(shù)個(gè)砂場(chǎng)現(xiàn)狀儲(chǔ)量均已開(kāi)采完，開(kāi)采活動(dòng)不同程度的影響了河段河勢(shì)穩(wěn)定，另外有部分砂場(chǎng)位于橋梁保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，開(kāi)采活動(dòng)危及橋梁安全。目前梓江流域內(nèi)采砂總體來(lái)說(shuō)缺乏合理的規(guī)劃，嚴(yán)重影響了梓江的行洪安全及砂石資源的可持續(xù)利用。

采砂可能對(duì)河道的演變和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。易俊林[1]曾對(duì)河道的采砂管理現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)河勢(shì)演變以及生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行了分析。采砂對(duì)河道的有序性也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。李自興[2]曾以黃河柳林段為例對(duì)河道的有序性進(jìn)行了分析，并對(duì)河道的有序采砂提供了一些建議。隨著現(xiàn)在技術(shù)手段的進(jìn)步，使用數(shù)模對(duì)采砂河道的模擬也有了一定的進(jìn)展。劉亞婷和尹志剛[3]對(duì)采砂河段水流泥沙數(shù)值模擬研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。丁繼勇等[4]為研究建立河道數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)河道采砂影響，分別從泥沙運(yùn)移公式、采砂坑數(shù)值模擬、采砂河段水流數(shù)值模擬、泥沙數(shù)值模擬4個(gè)方面，對(duì)各種河型、水沙條件下的水沙特性及河床演變規(guī)律進(jìn)行論述。

本文采用梓江梓潼縣內(nèi)河段為例，通過(guò)河段內(nèi)河道近期演變和泥沙補(bǔ)給的變化情況，結(jié)合縣內(nèi)采砂的具體情況，分析采砂對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，并根據(jù)具體出現(xiàn)的情況，對(duì)河道整治提出一定的相關(guān)建議。試圖為河道整治提供一定的參考意義。

2 研究區(qū)域與現(xiàn)狀

2.1 研究區(qū)域

梓江為涪江一級(jí)支流，屬嘉陵江水系。梓江中下游河段位于梓潼縣城至河口段，河段長(zhǎng)192.4km，屬丘陵地區(qū)，河流具有典型的丘陵區(qū)河道特點(diǎn)：干流河道彎曲，河床寬闊平坦，河岸低矮，比降小，沿岸有大小不等的一級(jí)階地分布，為主要城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)耕作區(qū)。流域中下游段植被一般，河流含沙量相對(duì)較大，天仙寺水文站懸移質(zhì)含沙量為1.1kg/m3，輸沙量主要集中在5～10月，占全年總量的98%以上，沙峰多隨洪峰出現(xiàn)。本次采砂規(guī)劃的范圍為梓江干流梓潼縣境內(nèi)河段，規(guī)劃河段全長(zhǎng)99km，梓江干流沿途流經(jīng)縣境內(nèi)的仙峰鄉(xiāng)、許州鎮(zhèn)、雙板鄉(xiāng)、豢龍鄉(xiāng)、宏仁鄉(xiāng)、文昌鎮(zhèn)、長(zhǎng)卿鎮(zhèn)、東石鄉(xiāng)、觀義鎮(zhèn)、瑪瑙鎮(zhèn)、交泰鄉(xiāng)共11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，涉及到的11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)總?cè)丝?8.04萬(wàn)人，占梓潼縣總?cè)丝诘?7.7%， 2012年，梓江干流沿岸鄉(xiāng)鎮(zhèn)共實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值41.36億元，占梓潼全縣的61.0%，為梓潼縣經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域。

梓江干流梓潼段共規(guī)劃禁采河32處，禁采河段全長(zhǎng)44.3km，占規(guī)劃河段全長(zhǎng)的44.78%。上段起始于K0+000（東方紅大橋）～K27+782（豢龍鄉(xiāng)），中段K34+152（宏仁堰下游）～K38+332（梓橦縣城區(qū)上游），下段K50+692（梓橦縣城區(qū)下游）～K99+000（三臺(tái)縣交界），規(guī)劃河段共規(guī)劃11個(gè)可采河段。

2.2 河道的近期河道演變與泥沙補(bǔ)給

80年代以前梓江河道演變較為緩慢，河道內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)也相對(duì)較少，近年來(lái)，隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，砂石資源需求日益增大，梓江河沿線各鄉(xiāng)鎮(zhèn)大量在梓江河道及河灘采砂，受河道采砂的影響，局部河段河道大幅度展寬，河道深泓線沿程均有所下降，深泓線橫向也有小幅度擺動(dòng)。受采砂影響最大的河段主要在梓潼縣城上、下游河段，該河段距離需求中心近，具有運(yùn)輸上的便利，河段砂石資源基本開(kāi)采枯竭，大多數(shù)河段歷史含量均被開(kāi)采殆盡，部分河段被采出3～4m的深槽，數(shù)個(gè)河心島被開(kāi)挖得千瘡百孔，河分河灘地被開(kāi)采后，受洪水的沖刷，兩岸岸坡均有不同程度的崩塌，嚴(yán)重影響河道的河勢(shì)穩(wěn)定。近年來(lái)，河道的自然演變規(guī)律與歷史演變規(guī)律基本一致，河道無(wú)大的變化，主要變化為人類(lèi)活動(dòng)影響的加劇，導(dǎo)致了河床局部的變遷，局部地方由于人為破壞，影響了河段的河勢(shì)及岸坡穩(wěn)定，導(dǎo)致了河道局部的變遷。今后，隨著流域內(nèi)采砂等人類(lèi)活動(dòng)的逐漸規(guī)范，河道的演變規(guī)律將會(huì)恢復(fù)至天然狀態(tài)的演變規(guī)律，即梓江上游河段總的演變趨勢(shì)仍表現(xiàn)為河床的緩慢下切，下游河段則表現(xiàn)為深泓槽的逐年淤積抬高，直到形成新的動(dòng)態(tài)平衡。

規(guī)劃河段泥沙來(lái)源主要為上游輸沙及區(qū)間面積產(chǎn)沙，根據(jù)梓潼水文站實(shí)測(cè)成果，采用水文比擬法將梓潼水文站來(lái)沙比擬至規(guī)劃河段上游起點(diǎn)，經(jīng)計(jì)算，規(guī)劃河段入境斷面上游多年平均懸移質(zhì)來(lái)沙量為22.7萬(wàn)t，推移質(zhì)來(lái)沙量為3.4萬(wàn)t;交泰鄉(xiāng)出境斷面多年平均懸移質(zhì)輸沙量為44.2萬(wàn)t，多年平均推移質(zhì)輸沙量為6.6萬(wàn)t;規(guī)劃河段區(qū)間面積為1068km2，區(qū)間產(chǎn)沙模數(shù)為214t/km2，區(qū)間懸移質(zhì)產(chǎn)沙量為22.9萬(wàn)t，推移質(zhì)產(chǎn)沙量為3.4萬(wàn)t。由此推算規(guī)劃河段砂石資源補(bǔ)給量，其補(bǔ)給量等于上游入境沙量與區(qū)間補(bǔ)給量之和，扣除出境量，由此計(jì)算出規(guī)劃河段多年平均泥沙補(bǔ)給量為1.6萬(wàn)t。由于河段內(nèi)現(xiàn)狀開(kāi)采主要為歷史含量，其開(kāi)采量遠(yuǎn)大于河道砂石資源的補(bǔ)給量，為了保證河勢(shì)的穩(wěn)定，年度開(kāi)采量以現(xiàn)狀已有砂量為控制，年度補(bǔ)給1.6萬(wàn)t（合0.94萬(wàn)m3），不預(yù)考慮開(kāi)采范圍內(nèi)。

3 采砂對(duì)生態(tài)與環(huán)境的影響分析

3.1 采砂對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響分析

本次規(guī)劃采砂河段分部在梓潼縣境內(nèi)，各采砂場(chǎng)在布置時(shí)均考慮了對(duì)河勢(shì)的影響，規(guī)劃的11個(gè)采砂場(chǎng)分布于梓江彎道處，開(kāi)采彎道內(nèi)側(cè)邊灘砂石資源，總體來(lái)說(shuō)對(duì)河道河勢(shì)穩(wěn)定影響不大。

對(duì)于河道的穩(wěn)定分析，本次用洛赫金公式和阿爾圖寧公式計(jì)算了各采砂河段的縱向和橫向穩(wěn)定指標(biāo)。計(jì)算公式如下：

由表2分析可以看出，梓江各采砂河段縱向較穩(wěn)定，縱向穩(wěn)定系數(shù)遠(yuǎn)大于臨界值1.0;橫向穩(wěn)定性一般，大部分河段橫向穩(wěn)定系數(shù)大于臨界值0.2。由以上成果可以看出，梓江橫向穩(wěn)定性差于縱向穩(wěn)定性，梓江各采砂河段在采砂時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行采砂邊坡的處理，采砂后會(huì)使水流流態(tài)發(fā)生改變，雖不會(huì)對(duì)河道河勢(shì)產(chǎn)生較明顯的不利影響，但為防止因邊坡失穩(wěn)而影響梓江河道的橫向穩(wěn)定性，采砂后對(duì)邊坡進(jìn)行處理是非常必要的。

3.2 采砂對(duì)防洪安全的影響分析

根據(jù)本次規(guī)劃采砂場(chǎng)的布置情況，各采砂場(chǎng)均結(jié)合河道的疏浚進(jìn)行布置，規(guī)劃實(shí)施以后將會(huì)對(duì)河道行洪有一定影響。為了分析采砂對(duì)梓江行洪影響分析計(jì)算，采用恒定非均勻流水面曲線法計(jì)算采砂區(qū)域開(kāi)采前后水面曲線的變化。

3.2.1 水面線計(jì)算的邊界條件

為滿(mǎn)足水面線推求，考慮到該計(jì)算河道較長(zhǎng)，采用了本階段實(shí)測(cè)的63個(gè)大斷面資料，斷面平均間距0.1km。

河段糙率的確定：在分析中小河流水文站實(shí)測(cè)糙率的基礎(chǔ)上，參考目前國(guó)內(nèi)外及省內(nèi)各有關(guān)單位的分析研究成果，以及《天然河流河道糙率表》，并結(jié)合采砂規(guī)劃河段河床組成、堤防建設(shè)情況、斷面形狀、灘槽分布、流向流態(tài)等綜合因素經(jīng)驗(yàn)選取。

3.2.2 計(jì)算方法

式中：Z為水面高程;α為動(dòng)能修正系數(shù);V為斷面平均流速;g為重力加速度;he為斷面間的能量損失。下標(biāo)1，2分別代表下游斷面和上游斷面。

兩斷面間能量損失包括沿程摩阻損失和斷面擴(kuò)散放大或收縮造成的局部能量損失。能量損失可寫(xiě)為下式：

式中：L為斷面間距;Sf為摩阻坡度;C為斷面放大或收縮能量損失系數(shù)。

兩斷面間摩阻坡度Sf用上下游兩斷面摩阻坡度的幾何平均值來(lái)計(jì)算：

由表3可以得出，本次采砂規(guī)劃梓江河段采砂后整體看來(lái)增加了采砂河段河道的過(guò)水面寬度，降低了該段的水位，可減小對(duì)河道的沖刷，對(duì)河道行洪是非常有利的。

3.3 采砂對(duì)生態(tài)與環(huán)境的影響分析

本次采砂規(guī)劃結(jié)合河段砂石儲(chǔ)量、沿岸社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要確定在規(guī)劃河段內(nèi)采砂需求及采砂可能的河道（河段）納入本次規(guī)劃范圍，梓江采砂河段總長(zhǎng)99.00km，主要集中在梓潼縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)。本次共規(guī)劃11可采區(qū)，開(kāi)采方式為旱采。

3.3.1 對(duì)水環(huán)境的影響

對(duì)水質(zhì)的影響。根據(jù)規(guī)劃，本工程開(kāi)采方式為旱采。旱采主要針對(duì)河灘地，開(kāi)采時(shí)將造成河灘地附近水體SS濃度增加，但影響是局部的、暫時(shí)的，從規(guī)劃江段的水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀看，本次規(guī)劃河段位于城市段的測(cè)點(diǎn)其水環(huán)境質(zhì)量均達(dá)到規(guī)劃的水功能區(qū)目標(biāo)要求。

對(duì)取水口的影響。本次采砂點(diǎn)分布于梓潼縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，應(yīng)注意其采砂活動(dòng)對(duì)城鎮(zhèn)取水口的不利影響，以及對(duì)城鎮(zhèn)取水設(shè)施的影響和采砂后水文情勢(shì)改變水質(zhì)的影響。

可采區(qū)的采砂作業(yè)時(shí)間較短，采砂作業(yè)產(chǎn)生的不利影響基本上是短期可恢復(fù)性影響，因此只要加強(qiáng)管理，這種影響整體上不大。

由表4中可知，現(xiàn)狀情況下原有取水口高程與采砂前水位比較，可以正常取水，不影響取水，采砂后的水位高程與采砂前相對(duì)比，沒(méi)有變化，由于在規(guī)劃河段采砂時(shí)，取水口作為保護(hù)對(duì)象，按《四川省飲用水水源保護(hù)管理?xiàng)l例》規(guī)定取水口為水源保護(hù)區(qū)，一級(jí)保護(hù)區(qū)：從取水點(diǎn)起算，上游1000米至下游100米的水域及其河岸兩側(cè)縱深各200米的陸域;二級(jí)保護(hù)區(qū)：從一級(jí)保護(hù)區(qū)上界起上溯2500米的水域及其河岸兩側(cè)縱深各200米的陸域;均為禁采范圍區(qū)，故本次規(guī)劃采砂對(duì)規(guī)劃河段內(nèi)水源保護(hù)區(qū)取水口沒(méi)有影響，不會(huì)破壞水質(zhì)環(huán)境，采砂后不會(huì)對(duì)取水口正常取水及取水河段的水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

3.3.2 對(duì)水生態(tài)的影響

采砂對(duì)水生環(huán)境的影響。江砂被采后，由于短時(shí)間內(nèi)得不到補(bǔ)給，造成采砂范圍附近水流和河床底質(zhì)發(fā)生變化，這些變化將會(huì)對(duì)水生生物棲息地產(chǎn)生一定的不利影響，從而對(duì)水生生物的生存和繁衍造成一定的不利影響。

采砂對(duì)魚(yú)類(lèi)資源的影響。采砂對(duì)魚(yú)類(lèi)資源的影響主要是因?yàn)轸~(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵繁殖受到影響而導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)資源量的下降。由于江砂集聚的地方一般為河道彎曲、水流變化較大的地方，而這些位置通常也是產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵場(chǎng)。采砂作業(yè)將破壞經(jīng)長(zhǎng)期形成的魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵環(huán)境，造成魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)破壞或產(chǎn)卵規(guī)模萎縮，如果多數(shù)采砂江段同時(shí)在繁殖期采砂，則會(huì)嚴(yán)重影響?hù)~(yú)類(lèi)產(chǎn)卵活動(dòng)，影響?hù)~(yú)類(lèi)資源的補(bǔ)充。因此，對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)的主要分布區(qū)應(yīng)控制采砂范圍和采砂時(shí)段。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)目前采砂存在的問(wèn)題及砂石用量，制定采砂規(guī)劃是十分必要的，以規(guī)范砂石的開(kāi)采，維護(hù)河道河勢(shì)穩(wěn)定，保障行洪安全，適度、合理地利用河道砂石資源，使沿岸工農(nóng)業(yè)設(shè)施正常運(yùn)行和滿(mǎn)足生態(tài)和環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全建立在“人水和諧”的良好環(huán)境起到積極作用。

通過(guò)分析，采砂對(duì)河道河勢(shì)穩(wěn)定影響較小，不會(huì)出現(xiàn)河勢(shì)變遷等問(wèn)題出現(xiàn);河道開(kāi)采砂石之后拓寬了行洪斷面，使得水流更為順暢，提高了河道行洪能力;河道無(wú)通航要求，因此這方面不存在任何影響;采砂活動(dòng)對(duì)河道水質(zhì)有一定的影響，并產(chǎn)生一定的噪聲及揚(yáng)塵，同時(shí)對(duì)于魚(yú)類(lèi)也有一定的影響，應(yīng)嚴(yán)格控制開(kāi)采機(jī)具數(shù)量、開(kāi)采時(shí)間，將影響降低到最低。

根據(jù)以上的分析結(jié)果，我們認(rèn)為以下幾點(diǎn)是未來(lái)梓江中下游河段采砂的一些建議。（1）建議在年度采砂實(shí)施報(bào)告編制時(shí)確定每個(gè)具體采砂場(chǎng)的采砂規(guī)模、范圍，并確定相應(yīng)采砂機(jī)具數(shù)量，嚴(yán)格按規(guī)劃實(shí)施，實(shí)施方案須報(bào)水行政主管部門(mén)批準(zhǔn)。（2）實(shí)施過(guò)程中加大監(jiān)督管理力度，確保尾料按規(guī)劃進(jìn)行回填，確保堤防、橋梁等重要設(shè)施的安全，確保河勢(shì)穩(wěn)定，橋梁、堤防、管線等設(shè)施的保護(hù)，按有關(guān)法律法規(guī)的保護(hù)范圍執(zhí)行，各相關(guān)部門(mén)依法履行職責(zé)進(jìn)行管理和督查。（3）按照梓江防洪規(guī)劃中相關(guān)措施結(jié)合實(shí)行，以便今后的河道利用與防洪控制河寬及岸線相結(jié)合，以確保河道行洪安全及河道兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全。（4）盡快進(jìn)行梓江河道管護(hù)范圍的確權(quán)劃界，以利于經(jīng)過(guò)河道的管理。

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