河道采砂對(duì)河道及涉水建筑物的影響研究

高 建

(本溪市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 本溪117022)

0 引 言

隨著現(xiàn)代城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)建筑材料的使用量越來(lái)越大。大肆地在河道內(nèi)采砂以滿足建筑工程材料的需求。在滿足建筑工程材料需求的同時(shí)，我們需要正視一個(gè)問(wèn)題，那就是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境以及對(duì)采砂河道周邊建筑物產(chǎn)生的負(fù)面影響［1－2］。

過(guò)度地對(duì)河道進(jìn)行采砂，會(huì)對(duì)河道的河床結(jié)構(gòu)造成破壞，對(duì)河道正常的物質(zhì)運(yùn)輸以及沖淤規(guī)律造成干擾，不利于河道行洪的自然功能。降低河道自身的穩(wěn)定性和功能性。

更會(huì)因河道河床結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得周邊的涉水建筑物的地基穩(wěn)定性造成影響。

隨著建筑工程事業(yè)的發(fā)展及水電工程開發(fā)建設(shè)的加劇，生態(tài)環(huán)境遭受破壞及河流輸砂能力減弱是當(dāng)今必須要重視及解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，為了能實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)同生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展［3－4］。

必須要對(duì)河道采砂對(duì)河道及周邊涉水建筑的影響進(jìn)行深入的分析研究，提出有效解決或者緩解河道采砂的具體措施。

1 河道采砂的影響機(jī)理

河道采砂的影響機(jī)理主要包括3個(gè)方面:

1.1 河道采砂對(duì)河道自身的影響

在建筑工程中通長(zhǎng)采用的是中砂和粗砂或者是礫石和卵石。使得有關(guān)的抽砂產(chǎn)業(yè)大肆地對(duì)此類型的砂進(jìn)行采集，而細(xì)粉砂則更多地存留在河道中，嚴(yán)重地破壞了河道的河床結(jié)構(gòu)的自然級(jí)配，造成河床表面出現(xiàn)極其不穩(wěn)定的態(tài)勢(shì);極易在河水的沖刷下使得河床變得粗化和基巖化。對(duì)河流泥沙的自然沉降產(chǎn)生較大影響。

河道過(guò)度的采砂，造成河道采砂坑邊緣的水流速度加快，水流的攜砂能力提升，沙坑附近的泥沙隨著水流大量地被沖刷到下游，砂坑的范圍不斷擴(kuò)大，形成溯源沖刷，河床出現(xiàn)下切現(xiàn)象，進(jìn)而使河道的水流產(chǎn)生次生流影響河道流水的順暢性。

具體分析，河道河床的下切，造成水位下降［5］。一般而言，河床的下切不會(huì)影響河道的水深;但如果采砂過(guò)量，河床下切現(xiàn)象嚴(yán)重，則會(huì)對(duì)河勢(shì)造成較大的影響，不利于河道的行洪功能性的發(fā)揮，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益不佳。造成原有確定的河道行洪方案失效。

尤其是在河道河口區(qū)域砂的過(guò)度開采，河床的嚴(yán)重下切，則會(huì)造成河道口周邊的地基在河水沖刷下變的極其不穩(wěn)定，對(duì)河口周邊居民的生活及生產(chǎn)造成不利影響［6－7］。

1.2 河道采砂對(duì)涉水建筑物的影響

由于過(guò)度的對(duì)河道進(jìn)行采砂，通常情況下河道中的砂坑不管是在范圍還是深度都在不斷地?cái)U(kuò)張和加深。

因?yàn)椴缮翱拥拇嬖谕^(guò)水型建筑物和擋水型建筑物體的作用機(jī)理基本趨同。

假如采砂坑的位置距離涉水建筑物較近或者上游的采砂坑距離下游采砂坑距離較近時(shí)都會(huì)對(duì)周邊涉水建筑物的地基造成影響，比如過(guò)度地沖刷建筑物地基，地基的穩(wěn)定性下降，建筑物的安全性得不到保證。

對(duì)于河道兩側(cè)的河堤，在溯源沖刷的影響下，會(huì)造成采砂坑的范圍不斷擴(kuò)大蔓延。

如果采砂坑范圍擴(kuò)展到河道的堤腳位置，河流流水沖刷程度會(huì)越深，隨著坡腳的變大，河堤產(chǎn)生滑坡的風(fēng)險(xiǎn)性就越高，對(duì)河堤周邊生活的居民人身安全和財(cái)產(chǎn)安全造成威脅［8－9］。

1.3 河道采砂對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

過(guò)度的河道采砂會(huì)破壞河道原有的水流流態(tài)，對(duì)河道周邊的生物的棲息覓食環(huán)境造成破壞;更會(huì)對(duì)河流中的生物生存造成威脅，如河流速度的加快會(huì)將河道中生長(zhǎng)的浮游生物沖走，魚蝦類因缺少食物難以生存。更會(huì)影響魚蝦類的產(chǎn)卵進(jìn)行繁衍生殖。

此外，河道過(guò)度的采砂會(huì)對(duì)泥沙吸附的有毒物質(zhì)造成擾動(dòng)，有毒物質(zhì)擴(kuò)散到河流中會(huì)造成河流藻類及魚蝦類的大量死亡。造成河道生態(tài)環(huán)境和河道周圍生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。

一旦河道及河道周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞，或多或少地會(huì)對(duì)人們的生活環(huán)境造成影響。

河道魚蝦、藻類、附有生物的大量死亡，將會(huì)對(duì)水體造成污染，河道內(nèi)的水滲入到地下，如果周邊居民飲用的是地下水，則會(huì)對(duì)人們的身體健康造成影響。

2 關(guān)于緩解河道采砂對(duì)河道及涉水建筑物影響的對(duì)策

主要包括3個(gè)對(duì)策:

1)開源節(jié)流，探索研究新的泥沙來(lái)源，尋找更多的泥沙替代品;加強(qiáng)對(duì)細(xì)泥沙的研究開發(fā)，提高泥沙的利用率。

通過(guò)人工制砂的方式緩解對(duì)河道泥沙的開采量，比如將碎巖石進(jìn)行粉碎，對(duì)礦渣的加工處理利用。

建筑工程施工中的砂石材料由粉煤灰替代等，都能有效降低河道采砂對(duì)河道和涉水建筑物造成的影響。

2)對(duì)采砂區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的考察論證，最大限度地降低采砂活動(dòng)多河道及涉水建筑物造成的各種影響。

比如通過(guò)地理信息系統(tǒng)確定泥沙的可采取區(qū)域，對(duì)河道的總體流域特征進(jìn)行科學(xué)評(píng)估分配，避免過(guò)度地對(duì)同一區(qū)域的采砂過(guò)度造成河道的破壞。

為了確保采砂不對(duì)河道的正常通航及防洪性能的穩(wěn)定發(fā)揮，應(yīng)進(jìn)行必要的河道采砂物理建模及數(shù)學(xué)模型模擬，最大限度地降低河道采砂產(chǎn)生的負(fù)面影響。

3)嚴(yán)格制定河道采砂制度，防止過(guò)度的河沙開采對(duì)周邊的涉水建筑物或河道水域生態(tài)環(huán)境造成破壞。

在河道按照有關(guān)的制度采砂完畢后應(yīng)及時(shí)采取有效的措施緩解采砂造成的已有影響，對(duì)已采砂的河道區(qū)域進(jìn)行封鎖，加強(qiáng)監(jiān)管，為河道提供一個(gè)自我修復(fù)的時(shí)間。

另外為了保護(hù)河道水域生態(tài)環(huán)境，在河道生物繁殖季節(jié)不得進(jìn)行開采，設(shè)置禁采期。

［1］2010年中國(guó)河流泥沙公報(bào)［M］． 北京:中國(guó)水利水電出版社，2011:81－83.

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