淺談黃河泥沙的開采和有效利用

行紅磊，侯曉蕊，行鑫鑫，王建中，許發文

(孟州黃河河務局，河南 孟州 454750)

淺談黃河泥沙的開采和有效利用

行紅磊，侯曉蕊，行鑫鑫，王建中，許發文

(孟州黃河河務局，河南 孟州 454750)

河道采砂；資源利用；疏浚河道；效益分析；黃河泥沙

黃河泥沙危害嚴重，但同時也是一種可以廣泛利用的資源，兼具災害性和資源性的雙重屬性。近幾年，黃河泥沙作為一種特殊的自然資源，其利用價值逐步得到了認可和研究。在不影響河勢和防洪安全的前提下，通過在規劃指定的可采期、可采區進行河道采砂，不僅在一定程度上起到減少河道淤積、降低河床高程的作用，而且開采出的泥沙作為替代資源可供應建筑市場和制作用大塊石用于搶險和工程管理，因而具有較好的社會效益、經濟效益和減淤效益。

黃河是一條多泥沙河流，泥沙淤積是黃河下游洪水危害的根本原因。由于泥沙問題，黃河成為世界上最復雜難治的河流，但泥沙也是一種可以廣泛利用的資源，兼具災害性和資源性的雙重屬性[1]。

近幾年來，對黃河泥沙治理進行理論研究的課題已有許多，但結合黃河泥沙的經濟利用進行研究的項目甚少。從拓寬泥沙治理途徑出發，有必要對其經濟利用方式及價值進行分析研究。河道抽沙作為淤積泥沙的處理方式之一，近年來在黃河下游得到廣泛應用，通過抽沙不但可以降低河床淤積高程、增大河道過洪能力，而且采出的河沙作為建筑材料還具有較高的經濟價值，因此河道抽沙已成為治理黃河泥沙、發揮泥沙經濟效益的一條新途徑。筆者擬從黃河河南段采沙場的建設入手，對黃河泥沙的開采和有效利用進行探討。

1 采砂場基本情況

據統計，黃河中下游河南段河道內共有采沙石場104個，沙場占地多在1.3～2.0 hm2之間(占地面積主要取決于生產能力和銷售能力)，每個沙場平均采沙量在3萬～7萬m3/a之間，所采沙石絕大部分用于滿足社會建筑市場需求。

抽吸的泥沙主要來自主河槽，主河槽內抽沙能夠在一定程度上降低河槽底部高程，增大主槽過洪斷面，提高河道排洪能力，起到疏浚河道的作用。

河道內采沙的主要設備是可移動船、可拆裝式浮筒、架在浮筒上的抽沙泵和輸沙管道，不存在永久性建筑物，不影響河道行洪。堆沙場地一般在控導工程上下首和控導工程背河側，也不會對河道行洪造成阻礙。將河道疏浚與采沙有機結合，有利于控制河勢，保證防洪安全。

2 黃河泥沙利用的有效途徑

隨著經濟社會的發展，建筑市場對沙料的需求逐年增大，黃河泥沙作為一種不竭資源，開發利用潛力巨大。黃河泥沙的應用領域主要為預制混凝土構件、混凝土柱、砌筑、修路、粉墻、制作免燒磚、房基土等[2]。泥沙從小浪底水庫被洪水帶出后，隨著向下游輸沙距離的增加，沉沙粒徑由粗逐漸變細，其用途相應發生變化。

2.1 卵石可制作混凝土構件

黃河洛陽段及孟州逯村工程上延的沉沙主要由卵石和粗沙組成，主要成分為石英巖和石英砂巖，河段內卵石各項物理力學指標均符合混凝土工程骨料技術和有關規程要求。據了解，僅河南洛陽河段沙石總儲量約為2.47億m3，可開采量約0.8億m3。

2.2 中細沙可作為建筑輔助用沙和房基土

黃河下游河段，泥沙以中細沙為主[3]，可在混凝土構件中適量摻入中沙以改善骨料配合比。同時，中沙可廣泛用于混凝土粉墻、砌筑等建筑工程項目。

細沙主要用作房基土。黃河下游村莊稠密，城鄉新建住房房基一般墊高0.5 m，需大量的房基土。由于國家對耕地取土嚴格限制，且黃河沙作為房基土防潮、抗壓效果好，因此具有較好的應用前景。

2.3 為路橋工程建設提供土料

隨著國家對交通道路建設的投資力度不斷加大，黃河泥沙作為路基土的用量不斷增加。如鄭州黃河公鐵兩用橋及其相連的鐵路、公路路基在一定范圍內均可以利用黃河泥沙作路基土；灘區村村通工程等路基土多為黃河泥沙。此外，黃河標準化堤防建設淤背工程、二級懸河治理工程、灘區淤串工程、淤堤河工程等也都利用了大量的黃河泥沙。

2.4 可制作搶險用大塊石

近年來，利用黃河泥沙制作大塊石進行防洪工程搶險試驗取得成功，為下游泥沙利用開辟了新途徑[4]。該技術主要用于險工、控導工程壩岸根石加固，不僅能夠就地取材利用黃河泥沙搶險，而且減少了石料開采的工時成本，對保護生態環境也具有重要意義。

2013年8月，“黃河泥沙處理與資源利用工程技術研究中心焦作示范基地”在孟州落成，這標志著黃河泥沙資源利用探索的步伐又向前邁進了一步。

3 效益分析

隨著泥沙資源逐步成為城市發展、道路交通建設的重要原材料，其價格持續攀升。黃河采沙場的建立，不僅為建筑市場提供了優質、充足的建筑原材料，而且在一定范圍和程度上帶動了當地經濟社會的發展。

(1)社會效益。黃河河道采沙既可有效利用泥沙，減少堤外采沙對自然資源的破壞，保護大量農田不受侵害，又能減緩河道主槽淤積抬升的速度，減輕河槽、河床淤積。同時在很大程度上滿足了沿黃各地區建筑市場的需求，對于沙石料市場物價水平也起到了較好的調節作用，為地方經濟發展和穩定打下了良好的基礎。

(2)經濟效益。受地區經濟條件、發展環境、管理水平、采沙規模、市場需求等因素的影響，采沙廠的經濟效益也不盡相同。據了解，初期建設投資成本從幾十萬元至一二百萬元不等，年運行成本在10萬～30萬元之間，年利潤基本在10%以上，最高可達33%，投資回收期為3～5年。

(3)減淤效益分析。河道采沙要求在不影響防洪安全、河勢的前提下，在規劃指定的可采期、可采區進行開采。采沙廠主要通過在主河槽抽吸河床沙，使不易被水流帶走的粗沙和中沙直接被挖出運走，在一定程度上降低了河底高程，減緩了泥沙淤積速度，增大了主河槽過流能力，緩解了“懸河”造成的洪水威脅。據河南黃河河務局防汛辦公室對2002—2013年同流量水位對比： 2002年至今，河南轄區工程河道出現不同程度下切，其中，孟州段經水位觀測數據對比，最大下切深度為2.93 m，平均下切1.77 m。這一結果與小浪底水庫調水調沙作用密不可分，但河道采沙對減少河道淤積、減緩河床抬高、增大平灘流量、改善主河槽過水斷面、順應河道整治也起到了積極作用。

4 促進泥沙利用的一些建議

(1)從保護土地資源、節約礦產資源、減輕河道淤積的角度出發，應將市場行為與政府行為結合起來，加強對黃河泥沙資源化利用的政策支持，采取補貼措施，促進黃河泥沙多效利用。

(2)加強泥沙資源化利用的相關技術研究和推廣應用，降低生產成本，提高產品質量，實現低能耗、低污染，擴大應用范圍，提高產品的經濟性、實用性、環保性和廣泛性。

(3) 加強對河道泥沙開采的防洪影響、生態環境影響和政策研究，開展長期規劃并加強有效管理，防止無序采挖危害防洪安全和生態安全，提高泥沙利用的綜合效益。

(4)促進黃河泥沙的就近利用，不斷為社會經濟和生態環境服務，這樣既可節約相關資源，又可處理黃河泥沙，從而實現泥沙的災害性向資源性的轉化。

5 結 語

黃河泥沙作為替代資源在生產實踐中得到了越來越廣泛的應用，從空心磚、多孔磚、裝飾磚和建筑料的組合構件，到制作各種人工石材用于堤防維修養護和搶險，基于技術指標和經濟指標分析都是可行的，因此黃河泥沙的利用價值和途徑將有更廣闊的前景和研究空間。

[1] 王延貴，胡春宏. 流域泥沙災害與泥沙資源性的研究[J]．泥沙研究，2006(2):65-71.

[2] 吳海亮，何予川，劉娟，等．黃河泥沙資源化利用研究[J]．人民黃河，2009，31(5):49-51.

[3] 王玉明,李建成,梁海燕.黃河下游河道主槽淤積物粒徑變化分析[J].中國水土保持,2006(8):14-15.

[4] 張金升,李希寧,李長海,等.利用黃河泥沙制作備防石的研究[J].人民黃河，2005，27(3):14-16．

(責任編輯 王 琦)

S157；TV85

C

1000-0941(2015)06-0039-02

行紅磊(1981—)，男，河南孟州市人，工程師，主要從事防汛搶險、工程管理工作。

2015-01-20