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)水電勘測設(shè)計隊，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，洪水下泄時為河流，無洪水時便為干河灘。河道徑流補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)化巖石降雨時期產(chǎn)生泥石流，在河道中形成堆積扇，經(jīng)洪水沖運，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月又易形成強降雨，對土體產(chǎn)生強烈侵蝕。

1.3 泥砂特性

(1)含砂量特征。根據(jù)現(xiàn)有8個水文測站多年實測懸移質(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)因以冰川融雪補給為主，徑流量小，產(chǎn)砂量亦相對小。中低山和淺山區(qū)以降雨補給為主，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，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帶大量泥砂進入河道，6—9月占年輸砂量的90%以上。

(4)泥砂顆粒級配。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，個別河段厚度達50m左右，從上游向下游粒經(jīng)由粗變細，厚度由厚變薄。河道內(nèi)卵石成份以砂巖、變質(zhì)砂巖和花崗閃長巖為主，石質(zhì)堅硬，抗風(fēng)化能力強；砂以細砂為主，成份為巖石碎屑及石英，含泥量小；漂石成份主要為砂巖、變質(zhì)砂巖及花崗閃長巖，大部分直徑在25～40cm，個別在最大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，水流作用使長距離直河段內(nèi)形成多個微彎段，在汛期排泄大流量洪水過程中，又會自然調(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8處，開采長度2.12km，采區(qū)寬度40～230m，開采深度2.5m，開采工藝全部為機械化作業(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)備撤離不主動的情況。

3 河道泥砂補給分析

4條主河道上均建有中型水庫和引水渠首，下游河道泥砂補給與水庫、渠首調(diào)度運行、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)采用水文站實測數(shù)據(jù)，西營河、金塔河、黃羊河渠首斷面含砂量等指標(biāo)通過上游水文站實測數(shù)據(jù)推算確定。推移質(zhì)輸砂量由于沒有實測資料，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)濟發(fā)展對砂石料的需求和季節(jié)性行洪河流特性、基礎(chǔ)條件、采砂管理的實際情況，本著維護河勢穩(wěn)定、確保防洪安全、保護水生態(tài)環(huán)境、保障涉河設(shè)施正常運行，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較密集、有采砂需求、利于工程保護和砂石料質(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)各河道泥砂補給量計算表

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，且儲砂量少，不利于開采，劃定為禁采區(qū)；主河道防汛險段和有重要設(shè)施保護的河段，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)歷史砂石資源儲量豐富，綜合考慮河道演變、河床沖淤分布、泥砂補給、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，對開采區(qū)內(nèi)的涉河工程設(shè)施，按照有關(guān)管理和保護的規(guī)定留一定的安全距離。雜木河近幾年已審批的采砂活動基本達到了疏浚河道的目的，近期不再規(guī)劃開采。其他3條主河道重點以開采歷史儲量砂石為主，共劃定開采區(qū)20km，儲砂量約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，河段長度56.1km，儲砂量約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)開采使用必須嚴格控制，在遇到國家重點工程建設(shè)項目實施和不可預(yù)見的采砂需求時，進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，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施開采；對河道進行綜合治理和水生態(tài)環(huán)境建設(shè)時，依據(jù)建設(shè)規(guī)模可啟動保留區(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)劃管理與實施

5.1 強化采砂許可管理

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

5.2 適時對河道采砂規(guī)劃進行調(diào)整

加強對河勢變化的監(jiān)測，及時掌握經(jīng)濟社會發(fā)展對河道砂石的需求狀況，增強工程性采砂管理的主動性，根據(jù)需要適時對河道采砂規(guī)劃進行微調(diào)，并報請原審批機構(gòu)審批后執(zhí)行。采砂規(guī)劃到期前要及時開展修訂工作，保證采砂管理工作的連續(xù)性。

5.3 引入市場競爭機制

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

在每個采砂點設(shè)立界碑標(biāo)志，由河道采砂監(jiān)管單位確定專人，經(jīng)常性對批復(fù)開采方案、開采控制指標(biāo)等落實情況進行檢查，同時，要加強對禁采區(qū)、保留區(qū)定期巡查，嚴厲打擊非法采砂活動，確保開采區(qū)內(nèi)嚴格按照標(biāo)準控制，禁采區(qū)內(nèi)嚴禁任何采砂活動。

5.5 積極消除采砂造成的影響

堅持河道采砂與河道整治、防洪安全、水生態(tài)環(huán)境保護等協(xié)調(diào)統(tǒng)一，因勢利導(dǎo)，通過合理、適度采砂活動，人為理順穩(wěn)定河勢，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，在汛期要及時將有關(guān)信息傳遞給采砂企業(yè)，加強防汛渡汛安全管理。

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給量相對少，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、泥砂補給、河勢演變、防洪安全和市場需求等因素，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河長制日常工作之中，建立地方政府主導(dǎo)、部門共管的機制，健全完善采砂許可到期后河道復(fù)平整治制度，實行水政監(jiān)察與公檢法協(xié)同執(zhí)法，強化動態(tài)監(jiān)測，使河道采砂有序、可控、有益。