穆棱河密山段河道采砂規(guī)劃要點

孫盛輝，王樹彬

(1. 密山市青年灌區(qū)水利水保總站 和平分站，黑龍江 密山158300;2. 密山市集賢灌區(qū)水利水保總站 當壁鎮(zhèn)分站，黑龍江 密山158314)

穆棱河發(fā)源于穆棱市境內(nèi)的窩集嶺，全長834 km，流域面積17 680 km2。密山市地處穆棱河中下游，穆棱河在密山境內(nèi)中部東西方向穿過，是密山市主要的農(nóng)業(yè)灌溉水源。河漫灘地上部覆蓋0.5 ～2 m的土層，其下埋藏3 ～40 m厚的砂層。砂層的形成主要為河流的攜砂淤積，質(zhì)量較好，埋藏量大，是我市寶貴的自然資源之一，平均年開采量62 萬m3。

穆棱河密山段河道采砂要在研究河道特征的基礎(chǔ)上，以保持河道穩(wěn)定為前提，以河道采砂的相關(guān)法律法規(guī)為依據(jù)，以滿足社會經(jīng)濟建設(shè)用砂為目標，進行全面規(guī)劃［1－2］。

1 穆棱河密山段河道特征分析

1.1 河流形態(tài)與水文特征。

穆棱河在密山市境內(nèi)全長143.3 km，河寬60 ～120 m，平均寬度90 m，河槽深度2.0 ～3.0 m，河道彎曲系數(shù)1.5，平槽流量220 m3/s。多年平均來水量14.5 億m3，多年平均流量46.0 m3/s，6月份枯水期P =75%臨河橋斷面流量26.2 m3/s，最大洪峰流量4 460 m3/s，多年平均輸沙量29.7 萬t。

1.2 河相特征計算

穩(wěn)定河相關(guān)系是河道采砂的主要參考指標。根據(jù)穆棱河密山市段的河道特征，選取中部的臨河橋為代表斷面，主要對穩(wěn)定河相關(guān)系的穩(wěn)定河寬、河寬穩(wěn)定系數(shù)、河道穩(wěn)定的最小曲率半徑進行計算。

1.2.1 穩(wěn)定河寬計算

采用阿爾圖寧公式，計算公式為:

式中: B 為穩(wěn)定河寬，m; Q 為河道平槽流量，m3/s，取Q =220 m3/s; I 為河道平槽流量時水面比降，取I=1/1500; A 為系數(shù)，山區(qū)河段0.7 ～0.9，中游河段1.0 ～1.1，下游河段1.1 ～1.7，取A =1.2。

經(jīng)計算穩(wěn)定河寬B =85 m

1.2.2 河寬穩(wěn)定系數(shù)計算

計算公式為:

式中: K 為河寬穩(wěn)定系數(shù)，其值在3 ～16，平均取10;m 為指數(shù)當K =10 時，其值在0.5 ～1.0 之間; 一般取0.7; H 為河道平均水深，m，取H =2.2 m。

經(jīng)計算河寬穩(wěn)定系數(shù)K =10.2

1.2.3 河道穩(wěn)定的最小曲率半徑計算

采用馬卡維也夫公式，計算公式為:

式中: R 為河道穩(wěn)定的最小曲率半徑，m。

經(jīng)計算河道穩(wěn)定的最小曲率半徑R =88.54 m。

從河道穩(wěn)定河相計算看出: 穆棱河密山市段天然河道寬度60 ～120 m，計算穩(wěn)定河道寬度85 m，與天然河道平均寬度值相近;河寬穩(wěn)定系數(shù)10.2，在天然河道穩(wěn)定系數(shù)3 ～16 之間; 實際河道曲率半徑大于穩(wěn)定最小曲率半徑88.54 m，該段河道河相關(guān)系屬穩(wěn)定河型。

2 河道采砂規(guī)劃［3］

2.1 規(guī)劃的原則

1) 符合《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國河道管理條例》、《黑龍江省河道管理條例》、《黑龍江省河道采砂管理辦法》等法律、法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。

2) 與沿河社會發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，服從于江河流域綜合治理規(guī)劃和防洪、河道整治等專業(yè)規(guī)劃; 按照自然規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律，統(tǒng)籌考慮，合理配置砂場，以利促進社會各業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

3) 穩(wěn)定河勢，疏竣河道，減少行洪障礙。

4) 搞好環(huán)境保護，減少環(huán)境污染。

2.2 確定采砂區(qū)與采砂類型

河道范圍內(nèi)采砂按其部位特征可分為行洪灘地采砂區(qū)和主槽采砂區(qū)。根據(jù)穆棱河的實際情況，行洪灘地為保護生態(tài)植被及防止水土流失，一般為禁采區(qū)，采砂部位確定為主槽區(qū)。

按其采砂功能可分為穩(wěn)定性采砂、整治性采砂、工程性采砂和環(huán)境景區(qū)開發(fā)性采砂4 種類型。根據(jù)穆棱河密山市段河道特征，確定采砂類型為穩(wěn)定性采砂型。其優(yōu)點是在河道河槽內(nèi)沖淤平衡的淤積區(qū)采砂，此區(qū)適量采砂后，靠天然河道縱向和橫向輸砂回淤后不影響河勢，基本不改變過流分流分砂特性，如在彎道凸岸灘地后部，分汊洲島尾部等采砂。

穩(wěn)定性采砂區(qū)一般可做較固定砂場連續(xù)開采，但要根據(jù)不同河段沖淤輸砂特性控制年采砂量，做到采砂年限內(nèi)回淤平衡［4］。

2.3 劃定禁采區(qū)

根據(jù)《黑龍江省河道管理條例》［5］等相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定和相關(guān)技術(shù)要求，河道采砂以維護河道穩(wěn)定與河道治理相結(jié)合，確保河道防洪與水生態(tài)環(huán)境安全，不造成沿河任何損失及危害性為原則劃定禁采區(qū)。禁采區(qū)內(nèi)嚴禁任何開采活動。根據(jù)穆棱河密山段河道實際，下列范圍劃定為河道采砂禁采區(qū):

1) 堤防迎水面50 m以內(nèi)，河床凹岸和堤防險工地段、河道整治工程100 m以內(nèi)。

2) 知一橋上下游200 m以內(nèi)。

3) 知一灌區(qū)渠首攔河壩、青年灌區(qū)補水工程等攔河壩上下游300 m以內(nèi)。

4) 三梭通、知一橋兩處水文測流斷面上下游1 000 m以內(nèi)。

5) 可能因采砂而導(dǎo)致河流流勢變化影響其它部門正常生產(chǎn)活動的區(qū)域。

2.4 可采區(qū)安排

可采區(qū)要以服從河勢穩(wěn)定、防洪安全、交通方便、水環(huán)境與水生態(tài)保護為原則，保證沿河兩岸工農(nóng)業(yè)設(shè)施正常運用，考慮河道泥沙補給情況，避免掠奪性開采，做到河砂資源的可持續(xù)利用。

2.4.1 砂場布置

我市建筑用砂量主要取自密當公路上游2 km至知密公路下游2 km的范圍內(nèi)。本區(qū)內(nèi)交通便利，距市區(qū)較近，是我市河砂的主采區(qū)，采砂量約占全市年用量的70%，達到43.4 萬m3左右。本區(qū)域河道總長17.7 km，可開采長度為15.6 km，河道內(nèi)儲砂量為156.00 萬m3。其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)場適當設(shè)置開采區(qū)，共設(shè)開采區(qū)8 處。

2.4.2 設(shè)計開采量

根據(jù)河砂可開采量和洪水淤砂頻率確定采砂區(qū)的年開采量，設(shè)計年開采總量為62.0 萬m3。主采區(qū)需砂量大，按年平均河道輸砂量計算難以滿足采淤平衡，為滿足建設(shè)用砂需要，按5 a一遇洪水淤砂補給計算確定年開采量為31.2 萬m3。對主采區(qū)砂量缺口部分，由與主采區(qū)相鄰兩處采砂區(qū)分擔，兩處采砂區(qū)按5 a 一遇洪水淤砂補給計算確定年開采量為15 萬m3。其它6 處采砂區(qū)按3 a一遇洪水淤砂補給計算確定年開采量為15.8 萬m3。

2.4.3 開采技術(shù)要求

2.4.3.1 順直和微彎河段

采砂位置順河道中心線布置，采砂寬度一般為河槽寬度的1/2，采砂區(qū)距離岸邊至少要保留10 m以上，開采深度不超過無淺灘段平均河槽深度。

2.4.3.2 彎曲河段

開采區(qū)在凸岸中下部呈條帶型布設(shè)，采砂寬度在凸岸1/3 ～1/2，開采深度控制在彎道進口平均深度以內(nèi)。

2.4.3.3 州島分叉河段

開采區(qū)布置在州島尾部，并視河道穩(wěn)定情況確定向上游開采的長度，開采深度為河槽平均深度。

2.5 環(huán)境保護要求。

河道采砂應(yīng)選擇環(huán)保型開采機械，盡量采用泵吸式采砂船，將抽吸的河砂和水全部用管道輸送到岸邊堆放，設(shè)置排水沉淀池，將經(jīng)過沉淀后的清水排入河道，減少排水對河道的水質(zhì)污染。

3 結(jié) 語

河道采砂受河道輸砂量、洪水頻率、河道演變、國民經(jīng)濟建設(shè)需砂量等因素影響較大，規(guī)劃年限以3—5 a為宜，并要根據(jù)實施中出現(xiàn)的具體情況對規(guī)劃進行修改、補充和完善，使河道采砂科學(xué)、合理、環(huán)保。

［1］李凱，郭莉莉，齊秀紅. 加強河道采砂管理的建議措施［J］. 東北水利水電，2010，28( 05) :69 －70.

［2］鄒紫偉. 河道采砂可采區(qū)六大核心要素的控制與管理［J］. 中國水利，2010(21) :36 －38.

［3］吳富平，趙立豐，周雪梅. 呼蘭河干流河道特性與采砂規(guī)劃研究［J］. 中國農(nóng)村水利水電，2005(09) :28 －30.

［4］鄭敬民，尹紅梅. 做好穆棱河河道采砂取土管理維護行洪安全［J］. 黑龍江水利科技，2008，36(03) :155.

［5］黑龍江省第八屆人民代表大會常務(wù)委員會. 黑龍江省河道管理條例:修正［S］. 哈爾濱:黑龍江省第八屆人民代表大會常務(wù)委員會，1997.