鴨綠江老嶺區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景及重大災(zāi)害應(yīng)急救援物資運(yùn)輸通行性分析

晏福興，唐雪峰，國 林，史明志，于 雷，魏海峰

(中國地質(zhì)調(diào)查局哈爾濱自然資源綜合調(diào)查中心，黑龍江 哈爾濱 150086)

地勢變化、山體走向、水系發(fā)育、河網(wǎng)密度等地質(zhì)環(huán)境對重大災(zāi)害應(yīng)急救援物資運(yùn)輸路徑分析提供了基礎(chǔ)地質(zhì)資料。江河作為線狀水體，在重大災(zāi)害發(fā)生時(shí)應(yīng)急救援物資運(yùn)輸中有利有弊。橫向分布的河流，其障阻性對救援物資運(yùn)輸會帶來一定的影響。縱向分布的河流，若位于翼側(cè)，則會形成天然的應(yīng)急救援物質(zhì)運(yùn)輸保護(hù)屏障；若位于中部，則會阻礙應(yīng)急救援物資的運(yùn)輸，不便于左右機(jī)動與協(xié)同；若河流能航運(yùn)，則可構(gòu)成水上通道。

彎曲的河道，利于選擇渡河位置，通常以江河彎向己方的河段為渡河點(diǎn)，以便得到河岸兩前伸部位上的后備物資支援。河流寬度越大，水域面積越大，渡涉的難度就越大，越野機(jī)動的難度越大，應(yīng)急救援物資運(yùn)輸?shù)碾y度就越大。水系分布過密的地區(qū)，在前進(jìn)方面，應(yīng)以水障的克服，渡口、場地的選擇等行動措施作為重點(diǎn)。徒涉場地通常選在河流水淺、流速較緩、河底平坦、底質(zhì)堅(jiān)硬、河流兩側(cè)有一定駐屯集結(jié)地域的河段。

鴨綠江是山區(qū)大河，在實(shí)際應(yīng)用中屬于橫向河流，阻隔作用明顯。因此，通過對鴨綠江老嶺區(qū)域(青石鎮(zhèn)石湖村到太王鎮(zhèn)下解放村之間)地質(zhì)環(huán)境背景的分析，充分認(rèn)識現(xiàn)存的地質(zhì)環(huán)境，可為重大災(zāi)害應(yīng)急救援物資運(yùn)輸時(shí)利用地質(zhì)環(huán)境提供合理的建議。本文通過對影響江河渡涉性能的因素與規(guī)律的分析，結(jié)合鴨綠江老嶺區(qū)域地質(zhì)背景與水文狀況，從規(guī)劃應(yīng)急救援物資的渡江通道、徒涉通道和應(yīng)急通道3個(gè)運(yùn)輸路徑對鴨綠江老嶺區(qū)域重大災(zāi)害應(yīng)急救援物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ㄐ羞M(jìn)行了分析，并給出了渡涉場地選擇的具體建議。

1 鴨綠江老嶺區(qū)域地質(zhì)背景與水文狀況

鴨綠江由青石鎮(zhèn)石湖村流入測區(qū)，由太王鎮(zhèn)下解放村流出，其中青石村-石湖村為云峰水庫庫區(qū)。在測區(qū)內(nèi)鴨綠江長64.1 km，落差為110 m，坡降平均為0.75‰，平水期(6～7月、10～12月)水面寬為180～210 m，水深為2.3～4.3 m，流速為1.8～2.6 m/s(見表1)；河床底質(zhì)以卵石、漂礫為主，河流侵蝕側(cè)岸岸質(zhì)以基巖為主，岸質(zhì)以粗砂、卵石為主，河流沉積側(cè)形成河漫灘和階地;河道形態(tài)在青石村、望江樓村和上解放村彎曲起伏較大，在望江樓村下游至下解放村區(qū)間河道較平直，流速較為平緩。鴨綠江一年有春、夏兩汛，終年不凍,春汛發(fā)生在5～6月，一般年份春汛不大；夏汛多發(fā)生于7～9月，常因暴雨造成較大的洪峰，洪水漲落急劇。

表1 測區(qū)鴨綠江各斷面水文狀況Table 1 Hydrological condition of each section of Yalu River in the survey area

鴨綠江沿岸以中低山為主，山多地少，僅在河流兩側(cè)階地上有小范圍平坦地區(qū)，為農(nóng)田和村舍聚集地。區(qū)內(nèi)鴨綠江上修建有云峰水電站(中朝，建成)、長川水電站(朝鮮，在建)、望江樓水電站(中國，在建)。此外，鴨綠江右岸建有防洪堤壩5處，總長為9 609 m，均為土石混合江堤，堤高為2.5～14.0 m，坡陡大于80°。因云峰水電站日常發(fā)電時(shí)將江水導(dǎo)入北側(cè)山體中導(dǎo)流涵洞，導(dǎo)致云峰大壩以下至水電站電廠處共13 km范圍水深較淺(10～50 cm)，河寬為0～50 m，部分地段斷流；長川水電站、望江樓水電站蓄水期間，需儲蓄大量江水，會導(dǎo)致壩下江水變淺，流速變緩。

2 影響渡江、架橋的因素與規(guī)律

影響渡河、架橋的主要因素有水寬、水深、流速、底質(zhì)、岸質(zhì)、水工建筑物的分布和江河結(jié)冰情況等，具體分析如下：

(1) 水寬：水寬指江河的橫向?qū)挾取］^窄的河流，一般水深較淺，便于組織人員攜帶救援物資渡河，利于架橋和維護(hù)；較寬的河流，一般水深較大，渡江、架橋和維護(hù)都困難。

(2) 水深：水深指水面至水底的垂直距離，通常把河床斷面上的最大水深，作為一定河段的水深值。水深的大小會影響人員渡江及渡江工具的選用，進(jìn)而影響救援物資的運(yùn)送。若流速不大，水深1.5 m以下的河流利于人員通過；水深為5 m以下的河流，中型運(yùn)輸機(jī)械可通過。河流水深的變化有一定的分布規(guī)律：直伸河段，深水區(qū)位于河床中部；彎曲河段，深水區(qū)靠近凹形陡岸。掌握此規(guī)律有利于實(shí)地尋找渡江路線，繞過深水區(qū)。

(3) 流速：流速指單位時(shí)間內(nèi)水體的流動距離。對于江河，通常以主河道某處的流速作為相應(yīng)河道的流速，其大小對渡河的影響很大。不同流速條件下人員和車輛的允許最大涉水水深，見表2。此外，流速小于1 m/s的河流，對渡口類型的選擇沒有影響，可使用任何渡江工具；當(dāng)河流流速為1～2 m/s時(shí)，大型運(yùn)輸機(jī)械操作出現(xiàn)困難；當(dāng)河流流速超過2 m/s時(shí)，不僅不能使用大型運(yùn)輸機(jī)械，而且也不能架設(shè)浮橋或構(gòu)筑低水橋。

表2 不同流速下人員和車輛的允許最大涉水水深Table 2 Maximum allowable wading depth for persons and vehicles at different flow rates

(4) 底質(zhì)：底質(zhì)指水底表層物質(zhì)的性質(zhì)，其軟硬程度會影響人員和車輛渡江，并關(guān)系到渡口位置選擇和工程構(gòu)筑的難易。車輛和大型運(yùn)輸機(jī)械只能在較平的硬底質(zhì)上渡過，如砂質(zhì)、礫石或基巖底質(zhì)(但不能有巨石阻擋)，若是軟泥底質(zhì)，則會出現(xiàn)打滑、熄火現(xiàn)象。河流流速與底質(zhì)的關(guān)系，見表3。

表3 河流流速與底質(zhì)的關(guān)系Table 3 Relationship between flow rate and substrate of river

(5) 岸質(zhì)：岸質(zhì)包括河岸的高度、坡度和土質(zhì)的堅(jiān)固程度。硬質(zhì)河岸高度大于0.3 m時(shí)，對汽車構(gòu)成障礙；河岸高度超過1.2 m時(shí)，大型運(yùn)輸機(jī)械不能通過。河岸坡度為6°～12°的緩岸，車輛容易涉水上岸；河岸坡度為近于25°的陡岸，只有大型運(yùn)輸機(jī)械才能通過;當(dāng)河岸坡度超過25°時(shí)，則必須將其改造成緩坡。河岸的土質(zhì)若為硬砂或礫石，車輛可反復(fù)通過；若為細(xì)粒土，則很快會被壓垮。

(6) 水工建筑物：水工建筑物通常指為利用江河水資源而修筑的建筑物，如水電站、水壩等，常為通航的阻隔，但水壩壩頂通常可通行汽車，是良好的救援物資渡江通道。

(7) 江河結(jié)冰情況：通常北方河流冬季會結(jié)冰，當(dāng)冰層厚度<20 cm時(shí)，可破冰涉水渡江；當(dāng)冰層厚度>20 cm時(shí)，破冰困難，可視冰情沿冰面渡江。

3 鴨綠江渡涉性能分析

本文從渡江通道、徒涉場地、應(yīng)急通道三個(gè)方面對鴨綠江渡涉性能進(jìn)行分析。

3.1 渡江性能基本概況

(1) 鴨綠江云峰電廠—下解放村段：該段河流底質(zhì)以卵石為主，平水期(6～7月、10～12月)最大水深介于2.3～4.3 m之間，且大于1.5 m，江水較深不適合徒涉；最大流速介于1.8～2.6 m/s之間，流速較大不適合潛渡；下解放村、上解放村、長川村、黃柏村、蒿子溝付、望江樓付、下套村等地河道平直，江流平緩，河流兩側(cè)為河漫灘和階地區(qū)，地勢平坦，交通便利，有小范圍集結(jié)地域，河流岸質(zhì)以碎石和砂土為主，可架設(shè)舟橋渡江。該河段枯水期(12～3月)最大水深介于0.6～2.0 m之間，一般小于1.5 m，此時(shí)江水較淺、流速較緩，且河流底質(zhì)堅(jiān)硬可徒涉。

(2) 鴨綠江云峰電廠—云峰大壩段：該地段因江水由北側(cè)山體中導(dǎo)流涵洞導(dǎo)出，水深較淺(10～50 cm)，河寬為0～50 m，部分地段斷流，流速較緩，且河流底質(zhì)以卵石為主可徒涉。

(3) 鴨綠江云峰大壩—石湖村段：該地段為云峰水庫庫區(qū)，水寬為700～970 m，最大水深介于47.8～86.8 m之間，江水寬且水深，不適合徒涉和潛渡。每年1月中旬至4月上旬為云峰水庫封凍期，平均冰厚約0.8 m，可供人員和車輛臨時(shí)通行。

(4) 鴨綠江上解放村段:該地段中方一側(cè)為凹岸區(qū)，建有環(huán)球公司碼頭，可供小型船舶渡江。

(5) 鴨綠江老嶺區(qū)域有長川大壩(在建)、望江樓大壩(在建)和云峰大壩3座水工建筑，均為混凝土重力壩，壩頂寬為7～10 m，可通行汽車，可應(yīng)急通行，為應(yīng)急通道，可作為應(yīng)急緊急救援物質(zhì)的運(yùn)送通道。

(6) 鴨綠江長川村、望江樓村和青石村處修建的水電站均無船閘等通航設(shè)施，為通航阻隔，但大壩之間河段可供小型船舶通航，可構(gòu)成局部水上通道。其中，下解放村—長川村段、長川村—望江樓村段和望江樓村—下套村段常年不凍，小型船只可以通航；在云峰大壩—石湖村一帶為云峰水庫庫區(qū)，水深較大，除封凍期外可以通航稍大船舶。

3.2 渡江通道選取

渡江通道的選取需考慮以下幾個(gè)因素：水流平緩；水深達(dá)到一定程度；渡江通道兩岸有適合駐地集結(jié)和展開的區(qū)域，且交通便利。根據(jù)以上條件，通過實(shí)地調(diào)查，結(jié)合遙感解譯發(fā)現(xiàn)鴨綠江老嶺區(qū)域內(nèi)下解放村、上解放村、長川村、黃柏村、蒿子溝村、望江樓村、下套村等地河道平直，江流平緩，江兩側(cè)為河漫灘和階地區(qū)，地勢平坦，交通便利，有小范圍集結(jié)地域，河流岸質(zhì)以碎石和砂土為主，故在鴨綠江老嶺區(qū)域內(nèi)共選取6處舟橋架設(shè)適宜區(qū)作為渡江通道，見圖1和表4。

圖1 鴨綠江渡江性能地質(zhì)條件簡圖Fig.1 Geological condition of Yalu River crossing performance

表4 鴨綠江老嶺區(qū)域舟橋架設(shè)適宜區(qū)水文特征Table 4 Hydrological condition table of suitable areas for the erection of bridge in Laoling Area of Yalu River

3.3 徒涉通道選取

徒涉通道通常選在河流水淺、流速較緩、河底平坦、河流底質(zhì)堅(jiān)硬、河流兩側(cè)有一定集結(jié)地域的河段。

通過野外實(shí)地調(diào)查，結(jié)合遙感解譯及收集的資料，根據(jù)鴨綠江水文動態(tài)變化情況、河流底質(zhì)及岸質(zhì)特征、兩岸地形地貌和交通狀況，在鴨綠江老嶺區(qū)域內(nèi)共選取救援物資徒涉通道4處，分為常態(tài)徒涉場地和水電站蓄水期徒涉場地兩類，分別為云峰大壩至云峰水電站常態(tài)徒涉場地、沿泡江心灘常態(tài)徒涉場地、望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地、長川水電站下游蓄水期徒涉場地，見圖2。

3.3.1 云峰大壩至云峰水電站常態(tài)徒涉場地

云峰大壩至云峰水電站常態(tài)徒涉場地(見圖2)位于青石村附近沿江一帶，起于云峰大壩壩址，終于云峰水電站，全長為13 km。由于云峰水電站發(fā)電時(shí)，水庫容量由電廠處的導(dǎo)流涵洞排泄，導(dǎo)致該河段水深較淺(10～50 cm)，河寬為0～50 m，部分地段斷流，河流底質(zhì)、岸質(zhì)以卵石為主，可徒涉通行。

圖2 鴨綠江徒涉場地地質(zhì)條件簡圖Fig.2 Geological condition of the sites around Yalu River

該地段中方一側(cè)云峰大壩至青石村四組之間主要為階地，地勢平坦，階地以碎石、角礫、粗砂、粉土為主，可作為集結(jié)地域；青石村四組至云峰電廠之間為連續(xù)低山，山勢陡峭，沿江有窄條帶狀分布的河漫灘，成分主要為卵石。江中有三江島，隸屬于朝鮮，長2.5 km、寬0.5 km，由松散物質(zhì)堆積而成，河流底質(zhì)以卵石、粉土等為主，島嶼將鴨綠江分割成兩部分，朝方一側(cè)河道較高，當(dāng)水庫不放水時(shí)，河道近于干涸。

該地段朝方一側(cè)的云峰和三江里地勢較為平坦，可作為集結(jié)地域,中朝兩側(cè)均修筑有公路，交通方便，與三江島有停用的鐵路橋梁相通，其他地段地形起伏較大。

3.3.2 沿泡江心灘常態(tài)徒涉場地

沿泡江心灘常態(tài)徒涉場地(見圖2)位于云峰湖景區(qū)售票處20°方向約200 m處的河漫灘上(見圖2)，此處河寬為221 m，河流流向?yàn)?50°，河水清澈呈淺綠色，河流底質(zhì)為卵石，卵石直徑為5～20 cm，河中有心灘出露，灘質(zhì)為卵石。心灘距中方河漫灘約為63 m，最大水深為20 cm，河流流速約為0.84 m/s；心灘距朝方河漫灘約為158 m，最大水深為0.80 m，流速為1.70 m/s，可徒涉通行。

該河段中方一側(cè)河流岸質(zhì)為河漫灘，灘質(zhì)以直徑為5～30 cm的卵石為主，河漫灘寬度約為65 m，可作為集結(jié)地域，河漫灘后緣有沿江公路通過，與水面高差約為10 m，公路緊靠山體修建；該河段朝方一側(cè)河流岸質(zhì)為河漫灘，沿江呈帶狀分布，河漫灘平均寬度約為60 m，河漫灘后緣有公路及鐵路通過，與水面高差約為13 m，公路以南地勢平坦，上覆農(nóng)田，可作為集結(jié)地域。

3.3.3 望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地

望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地(見圖2)位于望江樓水電站230°方向約107 m處，壩體施工尚未完成，南側(cè)6個(gè)水閘已修好通水，河寬約為113 m，北側(cè)壩體正在修建，預(yù)計(jì)建成后水閘控制寬度為326 m。此處河流流向?yàn)?45°，河水清澈呈深綠色，河流底質(zhì)為卵石。望江樓水電站蓄水期間，水深和流速將會大大減小，可徒涉通行。

該河段中方一側(cè)為連續(xù)灰?guī)r低山，高約250 m，山勢陡峭，植被茂密，山腳上有公路，公路東側(cè)修筑了高約4 m的混凝土砌石護(hù)岸堤，坡度約為35°。該河段朝方一側(cè)有河漫灘沿江呈帶狀分布，最大寬度約為100 m，灘質(zhì)為卵石，灘上有堤岸，高約15 m，河漫灘后緣為河流階地，階地高約1.5 m，地勢平坦，現(xiàn)為農(nóng)田，其上有公路及鐵路通過，可作為集結(jié)地域。階地以南為低山，坡度較緩，山腳有零星村舍。

由于望江樓水電站正在施工，水量集中，施工完畢后，水電站蓄水期間可以在下游河漫灘處徒涉。

3.3.4 長川水電站下游蓄水期徒涉場地

長川水電站下游蓄水期徒涉場地(見圖2)位于長川水電站210°方向約430 m處，此點(diǎn)位于河流轉(zhuǎn)彎處，上游約500 m處河流流向?yàn)?00°，此點(diǎn)河流流向?yàn)?30°，下游130 m處河流流向轉(zhuǎn)為250°。該地段河寬為198 m，河中有心灘出露，水深較淺，河水清澈透明呈深綠色，河流底質(zhì)為粗砂夾卵石，卵石直徑為10～30 cm，可徒涉通行。

該地段中方一側(cè)為河漫灘，沿江呈帶狀分布，最大寬度約為82 m，長度約為530 m，灘質(zhì)為粗砂夾卵石，河漫灘后緣為一級階地，地勢平坦，坡度約為3°，其上為農(nóng)田，階地寬約為468 m，上有村舍，村舍靠近公路，可作為集結(jié)地域,階地后緣為山體；該地段朝方一側(cè)為河漫灘，高約1.5 m，坡度約為20°，其上有公路通過，河漫灘后緣有鐵路通過，鐵路緊臨低山，山高約為200 m，坡度約為40°，山體兩側(cè)發(fā)育沖溝，沖溝出口處修有約4 m高的攔石壩。

以上4處徒涉場地均能支持人員和車輛渡江，可保障重大災(zāi)害應(yīng)急救援物資快速機(jī)動通行。

3.4 應(yīng)急通道選取

應(yīng)急通道的選取要考慮以下幾點(diǎn)因素：交通便利；具有一定的應(yīng)急通行能力；兩岸有較適合的集結(jié)和展開的區(qū)域。根據(jù)以上條件，通過實(shí)地調(diào)查，結(jié)合遙感解譯，選取鴨綠江老嶺區(qū)域長川大壩、望江樓大壩和云峰大壩，均為混凝土重力壩作為應(yīng)急通道，這3座大壩均為混凝土重力壩，壩頂寬7～10 m，壩頂可通行汽車，可應(yīng)急通行，可作為緊急救援物資的運(yùn)送通道。

4 結(jié)論與建議

本文通過對鴨綠江老嶺區(qū)域渡江性能進(jìn)行分析，對于重大災(zāi)害應(yīng)急救援物資運(yùn)輸選取的渡江通道、徒涉通道和應(yīng)急通道提出如下建議：

(1) 下解放村、上解放村、長川村、黃柏村、蒿子溝村、望江樓村、下套村等地江兩側(cè)地勢平坦，可架設(shè)舟橋渡江，選取舟橋架設(shè)適宜區(qū)6處為渡江通道，可保證應(yīng)急救援物資快速、有效地運(yùn)送。

(2) 可選取徒涉通道4處，分別為云峰大壩至云峰水電站常態(tài)徒涉場地、沿泡江心灘常態(tài)徒涉場地、望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地、長川水電站下游蓄水期徒涉場地，可供人員和各類型機(jī)械通行。

(3) 鴨綠江上老齡區(qū)域建有3座混凝土大壩聯(lián)接朝鮮，分別為云峰大壩、望江樓大壩和長川大壩，壩頂寬為7～10 m，壩頂可通行汽車，可應(yīng)急通行，可選取其作為應(yīng)急通道，可作為應(yīng)急緊急救援物資的運(yùn)送通道。