簡述河道采砂對航道的影響

吳媛媛

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

簡述河道采砂對航道的影響

吳媛媛

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

在高強度、大范圍人工采砂活動作用下，河床地形發生了劇烈的變化，其強度和幅度遠超過河流自然演變過程，引起了河網內水流動力條件的改變，從而影響了河流的航運、取水、水質、生態環境等。通過研究河道挖沙對航道的影響情況，結果表明雖然河道采砂可以降低河床高程、河槽加深，有利于防洪安全，但是河砂的減少使得河床儲水能力消失，相鄰地界的水力坡度使得岸邊地下水水位下降。

人工采砂；通航條件；水動力條件

一、前言

近年來，由于基礎建設工程的發展導致用沙量劇增，以珠江三角洲為例，珠江水系范圍內均出現大量采挖河床泥沙的現象。據不完全統計資料表明，90年代西江干流挖沙達到249萬立方米/年，北江干流達到338萬立方米/年[1]，東江更是以超過1500萬立方米/年的速度[2]。目前的采挖秩序比較混亂，沒有規劃，任意行走、任意泊位、挖壞一處，拋棄一處，沒有明確的處罰規則也沒有明確的限量規則，更沒有采挖的條例界定[3]。大規模采砂活動對許多河道產生了巨大的影響。河道不但被挖沙船嚴重破壞，而且部分河堤、旱地和耕地也被破壞，并造成部分堤岸崩塌。

二、挖沙的影響

(一)采挖方式對河床演變規律的影響

采砂坑的存在易引起河床的溯源沖刷[4]。采砂是低于河床高程進行的，會產生一個變坡點，如圖1[5]所示，變坡點會讓河道坡度變陡，水勢也會增加。在豐水期內，變坡點成為一個侵蝕河床的地方，并會通過水頭下切不斷轉移到上游。這些過程將會沖刷大量河砂到下游，最后沉積在采沙坑內。包含大量泥沙的河水經過河道下游時，粗顆粒的河砂沉積在采砂坑內，細顆粒的泥沙被河水帶走，然而這部分泥沙不能滿足河水挾沙能力。因此，這種被稱為“饑餓的水”[6]離開采砂坑后會沖刷下游河道，最后造成整個流域河床下降，這就是采砂造成的溯源沖刷。同時兩端河岸也會隨采砂而坍塌。采砂坑之間的砂埂不易穩定。采砂后將會在河床上留下大量大型的采砂坑。而且這些采砂坑挖掘較深，因而恢復困難，往往需要經過多個洪水期才能填平。

圖1 采砂對河道的影響

(二)對潮汐的影響

1.沿程潮位變化

以珠江水系為例，圖2-圖5[7]分別表示西、北江干流在洪水條件下的沿程高水位和枯水條件下沿程低水位的變化情況。從圖中可以看出在洪水情況下，2005年地形下計算的西、北江干流的沿程水面線較1990年地形下發生了比較明顯的下降，但由于下游潮汐作用的增強，水位下降的幅度從上游至下游逐漸減小。同時西、北江干流沿程水面比降變緩，西江干流的水面比降從6.9cm/km減小到5.4cm/km，北江干流從8m/km減小到6.5m/km。河床高程降低、沿程水位比降變緩，將更加利于進潮，這樣使得潮汐沿河道上溯、潮區界、潮流界及咸水界上移。

在枯水情況下，人工采沙的影響使得低水位也發生了變化，但變化幅度相對洪水高水位而言減小很多。這主要由于枯水期徑流動力較弱而潮汐動力較強，潮區界影響范圍較洪水時擴大，因此水位的變化主要受到潮流控制，潮流上溯的填充作用保證了航道內的水深，這在枯水期對維持通航條件是有利的。從圖5中可以看出北江枯水期的低水位變化比較明顯，這主要是由于在這一段河流河床高程比降較大，呈典型的山區性河流態勢，潮區界不能上溯，潮流影響有限，水位隨著河床的下切而降低。因此，在枯水期時，人工采沙對北江上游通航條件會產生一定的不利影響。

2.潮差變化

多年大規模的采沙活動增大了河道納潮容積，使更多的潮水能夠進入河道內，趨向于增強河道的潮汐動力。頻繁的人工采沙改變了河道的形態，增加了納潮的容積，使得潮汐的漲潮流量增加，同時落潮流量亦在網河內各河道重新分配。河床高程的顯著降低，使得枯水期的水深明顯增加，從而增大了潮波傳播速度，潮汐動力范圍作用向上沿伸。

(三)對通航的影響

東江下游河段系常年通航河流。由于近期大規模的人為采砂活動，使譚公廟附近以下河段航行條件大有改善，水深普遍超過3m。但是，由于采砂引起的河床劇烈變形，造成譚公廟至惠河高速公路橋約14km的河段出現航道水淺、流急、彎曲的連續淺段，成為惠州通往珠江三角洲的水運“瓶頸”，嚴重礙航。

(四)對行洪的影響

由于人工采沙較明顯的改變了河道地形條件，使河床下切，從而增加了過水斷面的面積，洪水情況下水位的大幅下降，降低了河道中的洪水位，對于防洪還是有一定好處的。

三、結語

大規模河流挖沙不僅極大的破壞了河流兩岸的生態環境，而且還對航道產生了巨大的影響。在河道野蠻挖沙，河床結構被破壞，造成滲漏嚴重，導致水土流失。亂堆棄渣堵塞河道，過水面大大減小，溢洪能力就差，已危及到河道行洪安全。因此要嚴格控制無須的社會挖沙，這不僅是保證航道的正常通行，也是對生活在河流兩岸的居民的負責任的表現。

[1]錢挹清.珠江三角洲河道無序采砂影響和管理措施[J].人民珠江.2004，(2):44-46

[2]賈良文，羅章仁，楊清書.大量采砂對東江下游及東江三角洲河床地形和潮汐動力的影響[J].地理學報.2006,61(9):985-994

[3]宋天宇.簡述社會挖沙對航道的影響及應對措施[J].中小企業管理與科技,2011(10):89-90.

吳媛媛，湖北十堰，重慶交通大學，水利工程專業，水利災害形成機理及防治。