嫩江干流富裕縣段河道砂石供需分析

賀石良,陳百鳴,梁春武

(1.松遼水利委員會流域規劃與政策研究中心,長春 130021;2.富裕縣水利工程總站,黑龍江 富裕 161299)

1 流域概況

嫩江為松花江北源,發源于大興安嶺伊勒呼里山南麓,在肇源縣三岔河附近與第二松花江匯合后,流入松花江干流。嫩江河道全長1370km,流域面積29.85萬km2。嫩江自北向南流經黑龍江省、內蒙古自治區、吉林省,右岸納入多布庫爾河、甘河、諾敏河、阿倫河、音河、雅魯河、綽爾河及洮兒河等支流;左岸有門魯河、科洛河、訥謨爾河、烏裕爾河、雙陽河等支流匯入。

嫩江屬于少沙河流,在尼爾基水庫以下進入平原地區,兩岸灘地延展很寬,河道有很好的自然蓄洪的能力,區間產沙較少。尼爾基水庫修建后,泥沙主要來自右岸的諾敏河、雅魯河、洮兒河等支流,左岸訥漠爾河和烏裕爾河兩條支流流經平原沼澤地帶,產沙量極少。受尼爾基水庫攔蓄影響,尼爾基下游江橋以上段泥沙補給量較少,嫩江干流富裕縣段河道砂石以開采歷史儲量為主。

由于嫩江泥沙測驗資料數量較少且不連續,目前僅江橋站和大賚站具有較長的泥沙監測資料系列。現有的泥沙資料大多是在解放后實測的。根據水文站資料統計,受流域內地形地貌、氣象、水文等自然條件的影響,年輸沙模數分布呈現出東南部大、西北部小;丘陵區大、山區和平原區小的特點。嫩江主要控制站月均輸沙量及年內分配情況如圖1所示。

圖1 嫩江主要控制站月均輸沙量及年內分配圖

富裕縣位于中國黑龍江省西部,嫩江中游左岸,地處E123°58′36″～125°2′42″、N47°18′26″～48°1′29″之間。該縣南與齊齊哈爾市龍沙區、大慶市林甸縣相鄰,東與依安縣接壤,西與梅里斯區、甘南縣隔江相望,北與訥河市相連。富裕縣境內流經的河流主要有嫩江和烏裕爾河,其中嫩江沿西部縣界自北向南流出。

富裕縣地處松嫩平原由漫崗向平原的過渡地段,地形北高南低,東高西低,海拔高度在146.2～224.3m之間。該縣境內嫩江干流長91km,流經富裕縣友誼鄉、塔哈鎮。嫩江干流富裕縣段江道平緩寬闊,最大寬度達14.4km。灘地上沙洲、汊河較多,主要有塔哈河、烏雙河、昆頓河、老北江、馬腸河等。

2 富裕縣砂石資源

砂石是一種基礎性建筑材料,在水利領域常應用于大型混凝土結構如水壩、水閘、泵站等;在房建和市政工程中,是應用最廣泛的基建材料之一;在交通工程,常作為基床的組成部分。富裕縣泥沙廣泛應用于各基建領域,如鐵路、公路、房建、水利等。

嫩江干流河段巖性以砂、細礫及砂礫石為主,礫主要以原巖碎塊為主,磨圓一般—較好,砂主要為長石、石英,自上游向下游粒徑逐漸變細,由粗砂過渡為中粗砂、中細砂、細砂,結構稍密—密實。在尼爾基水庫以下河道砂石粒徑主要為中粗砂、細砂,其中富裕縣段主要為中粗砂,砂石級配良好,可以廣泛應用于基建領域,用于制作混凝土構件、各種道路的基層、房屋基礎、建筑用沙、水利工程用沙等。

黑龍江省富裕縣嫩江干流河道砂石儲量豐富,是黑龍江省砂質最好,儲量最大的砂石供應地。據估算,河道內砂石歷史儲量為13.24億t。《松花江、遼河重要河段河道采砂管理規劃(2021—2025年)》中規劃期嫩江干流黑龍江省規劃采砂控制總量為1409.60萬t,富裕縣規劃采砂控制總量為1131.88萬t,占比80.3%。

富裕縣嫩江干流江段為縱向穩定、橫向欠穩定的分汊型河道,受兩側堤防的約束及上游尼爾基水庫調蓄影響,主河槽在堤防內擺動,河勢相對較為穩定。

1999—2021年經歷了一個枯水～豐水時段,通過對比分析河道大斷面測量成果,1999—2021年富裕縣嫩江干流段河道沖淤變化以主河槽局部沖淤演變為主,江汊、灘地以淤積為主。

在尼爾基水庫調蓄情況下,河道可以保持相對穩定的流量,未來富裕縣嫩江干流段河勢將保持穩定狀態,主河槽局部有沖淤變化,相對穩定,灘地在大水年份呈淤積趨勢。

富裕縣一砂、二砂等國有企業建有鐵路專用線,裝卸方便,多來年已經與齊齊哈爾市、大慶市等周邊地區形成較為穩定的供銷渠道。

3 富裕縣周邊經濟社會發展要求

3.1 齊齊哈爾市

齊齊哈爾,別稱鶴城,是黑龍江省的地級市,也是國務院確定的全國重要的工業基地、黑龍江西部中心城市和東北地區重要的商品糧基地。根據2022年的統計數據,齊齊哈爾市的總人口為516.5萬人,生產總值為1318.0億元,比上年增長了4.2%。

在《2023年齊齊哈爾市政府工作報告》中,市政府提出了2023年的經濟發展目標:全市地區生產總值預計增長6.5%,規上工業增加值預計增長10%,固定資產投資預計增長10%,社會消費品零售總額預計增長6%,公共財政預算收入預計增長6%,城鄉居民人均可支配收入分別預計增長6%和6.5%。

齊齊哈爾市的經濟發展計劃以穩健和理性為主導,注重經濟增長的質量和可持續性。這些目標充分體現了齊齊哈爾市政府對經濟發展的高度重視,同時也反映了齊齊哈爾市在建設現代化城市和提高人民生活水平方面的堅定決心。

3.2 大慶市

大慶市,別稱油城,黑龍江省轄地級市、II型大城市,國務院批復確定的國家重要的石油生產和石化工業基地、黑龍江西部重要的區域性中心城市。2022年,大慶市總人口為269萬人,生產總值2988.6億元,同比下降0.3%。在《2023年大慶市政府工作報告》中,提出2023年大慶市經濟社會發展主要預期目標是:地區生產總值增長6%左右,規上工業增加值增長5%左右,固定資產投資增長8%以上,城鎮調查失業率控制在6%以下,一般公共預算收入增長5%左右,城鄉居民收入增長與經濟增長基本同步。

大慶市,黑龍江省轄地級市、II型大城市,別稱油城。根據國務院批復,大慶市是國家重要的石油生產和石化工業基地,也是黑龍江西部重要的區域性中心城市。在2022年,大慶市的總人口達到269萬人,生產總值為2988.6億元,同比下降0.3%。

在2023年大慶市政府工作報告中,經濟社會發展主要預期目標是:地區生產總值增長6%左右,規上工業增加值增長5%左右,固定資產投資增長8%以上,城鎮調查失業率控制在6%以下,一般公共預算收入增長5%左右,城鄉居民收入增長與經濟增長基本同步。大慶市將繼續發揮其作為國家重要的石油生產和石化工業基地的作用,深化產業結構調整,推動轉型升級。同時,市政府將加大對新興產業和現代服務業的扶持力度,促進全市經濟多元化發展。

在城市建設方面,大慶市將進一步完善城市基礎設施和公共服務設施,提升城市品質和形象。市政府還將加強環境保護和生態建設,推進可持續發展。大慶市將在保持經濟發展的同時,注重社會建設和民生改善,努力實現全面協調可持續發展。

齊齊哈爾市與大慶市的經濟社會持續高速發展,導致對砂石的需求量逐漸增大。盡管嫩江干流齊齊哈爾市區和訥河市區段已規劃了砂場,但其僅能供應不到20%的砂石需求,而富裕縣卻能提供80%的砂石量。與其他縣區相比,富裕縣的砂石資源具有顯著優勢,其稟賦優良。除了嫩江干流外,附近北安縣烏裕爾河也規劃有部分可采區,但砂石量較小,并且距離齊齊哈爾市、大慶市較遠。

4 富裕縣砂石供需分析

經濟社會的快速發展與基建工程同步發展,齊齊哈爾市和大慶市的水泥產量變化也反映了近年來的經濟增長趨勢。在水泥使用過程中,通常需要與砂(石)混合使用,而河道采砂與其他砂石利用方式相比具有顯著的經濟優勢。作為建筑材料,河道砂石主要用于生產混凝土,而在混凝土生產中,水泥與砂石存在一定的配合比。因此,根據齊齊哈爾市和大慶市近幾年的水泥用量,可以估算出相應的砂石消耗量,從而得出建筑材料砂石的需求量[1-2]。

參考《水利建筑工程概算定額》水泥和砂石的質量關系,水泥和砂石質量配比系數為1∶1.14～1∶3.94,混凝土強度等級越高,配比系數越低。黑龍江省內交通工程的砂石占比通常較大(墊層混凝土),水利、建筑行業常用的為C20混凝土,按照C20混凝土選定水泥和砂石質量配比系數為1∶2.1。

2017—2021年齊齊哈爾市、大慶市年均水泥需求量約為471萬t,用于混凝土生產的砂石消耗量約為989萬t。為了維持齊齊哈爾市、大慶市地區經濟增長,砂石的需求量未來每年按5%的增率,按此速率估算2023—2025年齊齊哈爾市、大慶市總需砂量約為3271萬t,年均合計砂石需求量約為1090萬t。齊齊齊哈爾市、大慶市水泥用量估算砂石需求量計算成果見表1。

按照嫩江干流80%砂石占比來自于富裕縣段,未來2023—2025年齊齊哈爾市、大慶市對富裕縣砂石的需求量約為872萬t/a,《松花江、遼河重要河段河道采砂管理規劃(2021—2025年)》確定的年度采砂控制量為226.36萬t/a,遠遠不能滿足砂石需求。

表1 齊齊哈爾市、大慶市水泥用量估算砂石需求量 萬t

5 結論與建議

鑒于水泥、砂石等生產資料的流動性,砂石資源開采后可以堆放在河道外并集中利用,各地區之間的流轉速度較快,因此根據市場需求進行估算砂石需求只能作為供需分析的一項參考。根據嫩江干流富裕縣段的砂石需求量大于供給量的情況,建議嫩江干流結合河道治理工程開展清淤疏浚工作,并明確河道治理的標準和任務。總體布局需要結合防洪規劃、水網規劃等進行分析,同時結合采砂規劃提出采砂控制條件及監督管理要求。此外,積極探索水庫淤積砂開發與綜合利用方式,以實現釋放水庫庫容、增加砂石供應的雙贏。