涼州區(qū)季節(jié)性行洪河道采砂規(guī)劃淺析

李鵬學(xué)

(甘肅省武威市涼州區(qū)水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，甘肅 武威 733000)

1 基本情況

1.1 河道概況

涼州區(qū)有西營河、雜木河、金塔河、黃羊河4條主河道和21條沿山區(qū)小溝小河，屬石羊河支流，為季節(jié)性行洪內(nèi)陸河道，洪水下泄時(shí)為河流，無洪水時(shí)便為干河灘。河道徑流補(bǔ)給來源主要為祁連山冷龍嶺北坡高山冰雪融水和大氣降水，總集水面積3986km2，多年平均徑流量8.23億m3。主河道全長(zhǎng)264.1km，縱坡比降1/40～1/200。

1.2 河道泥砂來源

(1)推移質(zhì)砂石。推移質(zhì)砂石主要來源于上游支流，河道兩岸風(fēng)化巖石降雨時(shí)期產(chǎn)生泥石流，在河道中形成堆積扇，經(jīng)洪水沖運(yùn)，大多堆積在水庫的尾部，以砂卵石和粗砂為主，成分以花崗巖為主。

(2)懸移質(zhì)泥砂。懸移質(zhì)泥砂主要來源于中低山區(qū)，形成的主要因素有：①河道兩岸坡地表層風(fēng)化嚴(yán)重，易于崩解、濕陷；②人為破壞植被和墾殖坡地，造成水土流失；③上游河流峽谷陡峭、自然坡度較大，崩塌十分發(fā)育；④山區(qū)降水量大，7—9月又易形成強(qiáng)降雨，對(duì)土體產(chǎn)生強(qiáng)烈侵蝕。

1.3 泥砂特性

(1)含砂量特征。根據(jù)現(xiàn)有8個(gè)水文測(cè)站多年實(shí)測(cè)懸移質(zhì)資料，分析確定懸移質(zhì)泥砂特性及輸砂量，推移質(zhì)輸砂量按照懸移質(zhì)的30%考慮。各測(cè)站斷面年均侵蝕模數(shù)100.59～178.4t/km2，年均輸砂率2.13～9.38kg/s，年均含砂量0.32～1.39kg/m3,懸砂粒徑0.06mm左右，床砂粒徑19.7～43.5mm。水砂特性詳見表1。

(2)輸砂量的變化特征。高山區(qū)因以冰川融雪補(bǔ)給為主，徑流量小，產(chǎn)砂量亦相對(duì)小。中低山和淺山區(qū)以降雨補(bǔ)給為主，雨洪集中，植被和地質(zhì)條件較差，產(chǎn)砂量也不斷增加。同時(shí)，懸移質(zhì)輸砂量隨河流徑流量、含砂量的變化而變化。

(3)輸砂量的年內(nèi)分配。懸移質(zhì)泥砂年內(nèi)分配極不均勻，冬季地表因積雪覆蓋，河道坡地產(chǎn)砂停止，夏季地表土壤結(jié)構(gòu)松散，冰雪融水和局部暴雨洪水?dāng)y帶大量泥砂進(jìn)入河道，6—9月占年輸砂量的90%以上。

(4)泥砂顆粒級(jí)配。懸移質(zhì)泥砂最大粒徑2.45mm，平均粒徑0.18mm，中數(shù)粒徑0.06mm。詳見表2。

1.4 床砂組成

各河道卵石層系第四系全新統(tǒng)沖洪積物，河流洪積物多以礫石和砂礫石分布組成松散地貌，河床中以砂礫石為主，厚度約6～8m，個(gè)別河段厚度達(dá)50m左右，從上游向下游粒經(jīng)由粗變細(xì)，厚度由厚變薄。河道內(nèi)卵石成份以砂巖、變質(zhì)砂巖和花崗閃長(zhǎng)巖為主，石質(zhì)堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)；砂以細(xì)砂為主，成份為巖石碎屑及石英，含泥量??；漂石成份主要為砂巖、變質(zhì)砂巖及花崗閃長(zhǎng)巖，大部分直徑在25～40cm，個(gè)別在最大80cm左右。

1.5 河道演變

河道內(nèi)洪水、枯水期交替出現(xiàn)，季節(jié)性流量的陡漲與回落，導(dǎo)致河床處于不斷變化之中。枯水期河道彎道段流線彎曲率加大，水流作用使長(zhǎng)距離直河段內(nèi)形成多個(gè)微彎段，在汛期排泄大流量洪水過程中，又會(huì)自然調(diào)整水流路線，使彎道的曲度減小，部分微彎河段又變成直河段。特別是水庫排泄特大洪水時(shí)其主流流線游移不定，加之河道縱坡陡，水流急，沖擊力大，主流流線在沿河堤和直沖河堤、斜沖河堤不同情形間頻繁變化，對(duì)河堤、河床產(chǎn)生猛烈沖刷侵蝕。在水砂作用和河床邊界條件的影響下，河道蜿蜒迂回，部分河段內(nèi)還存在礫石戈壁景象、島嶼型“獨(dú)地”。

表1 涼州區(qū)重要河段水砂特性表

表2 涼州區(qū)各河道多年平均懸移質(zhì)泥砂顆粒級(jí)配表

2 河道采砂現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 河道采砂現(xiàn)狀

目前雜木河和黃羊河各有1家采砂企業(yè)，共有采砂點(diǎn)8處，開采長(zhǎng)度2.12km，采區(qū)寬度40～230m，開采深度2.5m，開采工藝全部為機(jī)械化作業(yè)，年采砂量約9萬m3。

2.2 存在的問題

(1)部分河段無序采砂造成河床高程發(fā)生變化，失去河道內(nèi)原有的水砂平衡條件，對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境造成影響和破壞。

(2)部分河段開采后的尾料處理不及時(shí)或不處理，在河道內(nèi)形成阻礙洪水的堆積物，使水流方向發(fā)生改變，引發(fā)主河槽變遷。

(3)部分河段開采后未及時(shí)回填，導(dǎo)致河道內(nèi)存在砂坑，影響河道行洪。

(4)部分河段開采后河床下切、堤底懸空，對(duì)河堤和兩岸防洪安全構(gòu)成潛在威脅。

(5)企業(yè)采砂許可到期后都存在河道復(fù)平、采砂設(shè)備撤離不主動(dòng)的情況。

3 河道泥砂補(bǔ)給分析

4條主河道上均建有中型水庫和引水渠首，下游河道泥砂補(bǔ)給與水庫、渠首調(diào)度運(yùn)行、河道徑流量、渠首引泄水量密切相關(guān)。雜木河渠首上游400m左右處有水文站，渠首斷面含砂量等指標(biāo)采用水文站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，西營河、金塔河、黃羊河渠首斷面含砂量等指標(biāo)通過上游水文站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推算確定。推移質(zhì)輸砂量由于沒有實(shí)測(cè)資料，按懸移質(zhì)輸砂量的30%考慮。各河道渠首斷面輸砂量詳見表3。

4 采砂分區(qū)規(guī)劃

根據(jù)近期(2018—2022年)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)砂石料的需求和季節(jié)性行洪河流特性、基礎(chǔ)條件、采砂管理的實(shí)際情況，本著維護(hù)河勢(shì)穩(wěn)定、確保防洪安全、保護(hù)水生態(tài)環(huán)境、保障涉河設(shè)施正常運(yùn)行，適度合理利用河砂資源的原則，劃定河道采砂的禁采區(qū)、可采區(qū)、保留區(qū)和禁采期。采砂規(guī)劃地理范圍上選擇人口活動(dòng)較密集、有采砂需求、利于工程保護(hù)和砂石料質(zhì)量好、易開采的河道，河段上選擇4條主河道入涼州區(qū)斷面至匯入石羊河干流口。

表3 涼州區(qū)各河道泥砂補(bǔ)給量計(jì)算表

表4 涼州區(qū)采砂規(guī)劃可采區(qū)控制特性表

4.1 禁采區(qū)的劃定

沿山小溝小河因地處淺山帶，山體存在明顯的風(fēng)化現(xiàn)象，植被稀少，遇到中、大雨或暴雨后容易形成水土流失，且儲(chǔ)砂量少，不利于開采，劃定為禁采區(qū)；主河道防汛險(xiǎn)段和有重要設(shè)施保護(hù)的河段，劃定為禁采區(qū)；各河道的匯流河道石羊河干流砂石資源少，且沿線周邊大部分為農(nóng)田和生產(chǎn)生活設(shè)施，劃定為禁采區(qū)。依此，主河道共劃定禁采區(qū)9處，其中：黃羊河、金塔河、西營河各2處，雜木河3處，禁采區(qū)總長(zhǎng)度192.4km。

4.2 可采區(qū)的劃定及控制指標(biāo)

涼州區(qū)4條主河道內(nèi)歷史砂石資源儲(chǔ)量豐富，綜合考慮河道演變、河床沖淤分布、泥砂補(bǔ)給、采砂產(chǎn)生影響及年度用砂需求等各方面因素，確定開采區(qū)及開采控制指標(biāo)。同時(shí)，對(duì)開采區(qū)內(nèi)的涉河工程設(shè)施，按照有關(guān)管理和保護(hù)的規(guī)定留一定的安全距離。雜木河近幾年已審批的采砂活動(dòng)基本達(dá)到了疏浚河道的目的，近期不再規(guī)劃開采。其他3條主河道重點(diǎn)以開采歷史儲(chǔ)量砂石為主，共劃定開采區(qū)20km，儲(chǔ)砂量約1035萬m3,年度控制開采量150萬m3，開采深度控制在2.5m以內(nèi)，開采寬度50～300m。7、8月為主汛期，1、2、12月為封凍期，在此時(shí)段禁止采砂。可采區(qū)控制特性詳見表4。

4.3 保留區(qū)規(guī)劃

為了適應(yīng)河勢(shì)變化和砂石料需求的不確定性，在開采區(qū)和禁采區(qū)外劃定采砂保留區(qū)，同時(shí)作為禁采區(qū)和可采區(qū)之間的緩沖區(qū)。劃定保留區(qū)6處，河段長(zhǎng)度56.1km，儲(chǔ)砂量約868萬m3，年度控制開采量20萬m3左右，控制開采深度1.5～2.5m，開采寬度40～120m。保留區(qū)特性詳見表5。

保留區(qū)開采使用必須嚴(yán)格控制，在遇到國家重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施和不可預(yù)見的采砂需求時(shí)，進(jìn)行可行性論證后劃定區(qū)域開采；河道淤積超出正常河床平面或產(chǎn)生一些不確定性因素時(shí)，與防洪規(guī)劃相結(jié)合，以恢復(fù)河道行洪安全為原則可實(shí)施開采；對(duì)河道進(jìn)行綜合治理和水生態(tài)環(huán)境建設(shè)時(shí)，依據(jù)建設(shè)規(guī)?？蓡?dòng)保留區(qū)開采；保留區(qū)采砂應(yīng)從下游向上游連續(xù)開采。

表5 涼州區(qū)采砂規(guī)劃保留區(qū)特性表

5 河道采砂規(guī)劃管理與實(shí)施

5.1 強(qiáng)化采砂許可管理

按照先申請(qǐng)后審批的程序，由水行政主管部門對(duì)擬采砂地點(diǎn)、范圍、深度、路線、作業(yè)方式、棄料處理及安全渡汛方案嚴(yán)格審查，組織有關(guān)部門和專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查論證，分段、分期進(jìn)行審批和辦理采砂許可證，規(guī)范河道采砂管理。

5.2 適時(shí)對(duì)河道采砂規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整

加強(qiáng)對(duì)河勢(shì)變化的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)河道砂石的需求狀況，增強(qiáng)工程性采砂管理的主動(dòng)性，根據(jù)需要適時(shí)對(duì)河道采砂規(guī)劃進(jìn)行微調(diào)，并報(bào)請(qǐng)?jiān)瓕徟鷻C(jī)構(gòu)審批后執(zhí)行。采砂規(guī)劃到期前要及時(shí)開展修訂工作，保證采砂管理工作的連續(xù)性。

5.3 引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制

通過招投標(biāo)拍賣等方式出讓河道采砂權(quán)，擇優(yōu)確定采砂企業(yè)。明確采砂企業(yè)后期復(fù)平責(zé)任，建立企業(yè)交納河道復(fù)平保證金制度，防止在河道內(nèi)隨意傾倒廢料(渣)、破壞灘涂等行為的發(fā)生，保證采砂完成后砂石料堆、砂坑及時(shí)清理復(fù)平，確保河道順暢。

5.4 加大河道日常監(jiān)管

在每個(gè)采砂點(diǎn)設(shè)立界碑標(biāo)志，由河道采砂監(jiān)管單位確定專人，經(jīng)常性對(duì)批復(fù)開采方案、開采控制指標(biāo)等落實(shí)情況進(jìn)行檢查，同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)禁采區(qū)、保留區(qū)定期巡查，嚴(yán)厲打擊非法采砂活動(dòng)，確保開采區(qū)內(nèi)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)控制，禁采區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁任何采砂活動(dòng)。

5.5 積極消除采砂造成的影響

堅(jiān)持河道采砂與河道整治、防洪安全、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)等協(xié)調(diào)統(tǒng)一，因勢(shì)利導(dǎo)，通過合理、適度采砂活動(dòng)，人為理順穩(wěn)定河勢(shì)，調(diào)整水流流向，減少河床淤積，維持采砂河段河床結(jié)構(gòu)和水流流態(tài)，避免產(chǎn)生不利影響。同時(shí)，在汛期要及時(shí)將有關(guān)信息傳遞給采砂企業(yè)，加強(qiáng)防汛渡汛安全管理。

6 結(jié)語

涼州區(qū)河道砂石資源豐富，河道上游產(chǎn)砂條件好，水庫、渠首斷面以下河道砂石補(bǔ)給量相對(duì)少，主要以開采利用渠首斷面以下歷史砂石資源為主。河道采砂規(guī)劃要綜合考慮季節(jié)性行洪河道水文特性、泥砂補(bǔ)給、河勢(shì)演變、防洪安全和市場(chǎng)需求等因素，體現(xiàn)適度合理可持續(xù)利用的原則，為河道管理提供技術(shù)支撐和行政執(zhí)法依據(jù)。將采砂管理納入落實(shí)河長(zhǎng)制日常工作之中，建立地方政府主導(dǎo)、部門共管的機(jī)制，健全完善采砂許可到期后河道復(fù)平整治制度，實(shí)行水政監(jiān)察與公檢法協(xié)同執(zhí)法，強(qiáng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，使河道采砂有序、可控、有益。