長江江蘇段大型吹填采砂工程對河勢穩(wěn)定的影響

朱 瑋 ，曹 培 ，李廣林

（1.江蘇省水利廳，210029，南京；2.同濟(jì)大學(xué)，200092，上海）

長江江蘇段上啟蘇皖交界的和尚港，下至蘇滬交界的瀏河口，總長432.5 km，從上至下分為南京河段、鎮(zhèn)揚(yáng)河段、揚(yáng)中河段、澄通河段、河口河段等5個(gè)河段。境內(nèi)流路曲折、汊河發(fā)育、洲灘眾多，江面寬窄相間并呈藕節(jié)狀。境內(nèi)江面寬度大多在1.5～10 km，儲(chǔ)砂量豐富。長江江蘇段是南水北調(diào)東線工程的水源地，是長江黃金水道水上運(yùn)輸大動(dòng)脈的組成部分，還是長三角地區(qū)重要的濕地生態(tài)功能區(qū)，人口、產(chǎn)業(yè)、資產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施高度密集，戰(zhàn)略地位十分重要。

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑用砂的社會(huì)需求量也在不斷增加。在各種砂石開采源中，河道砂由于材料優(yōu)質(zhì)、開采容易、運(yùn)輸成本低廉等特點(diǎn)而備受開采者的“青睞”。在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下，長江中下游河段一度形成濫采亂挖的局面，對干流河勢穩(wěn)定、防洪與通航安全以及社會(huì)穩(wěn)定等產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。同時(shí)，由于河道淤積，在長江中下游有多處礙航淺灘。因此，如何結(jié)合河道整治和航道疏浚工程進(jìn)行河道采砂，從而形成有效的施工管理和檢測辦法及監(jiān)管體系，以達(dá)到既能疏通河道、增強(qiáng)行洪能力、優(yōu)化水上通航條件，又能兼顧市場需求，尋求經(jīng)濟(jì)利益和河道生態(tài)維護(hù)的平衡點(diǎn)，是新時(shí)期河道管理者面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。結(jié)合長江口北岸的新通海沙岸線綜合整治工程，研究了吹填采砂工程的施工管理措施和檢測方法，并初步評估了采砂對工程河段河勢、航道以及水環(huán)境和水生態(tài)的影響，探討了如何正確引導(dǎo)和有序開放采砂行業(yè)方法，從而實(shí)現(xiàn)河砂的可持續(xù)性科學(xué)開采。

一、采砂工程概況

江蘇省新通海沙南通開發(fā)區(qū)下段岸線綜合工程位于長江口南支徐六涇節(jié)點(diǎn)段，一期工程圍區(qū)吹填高程3.50 m，形成陸域面積約2500畝（1 畝=1/15 hm2，下同），需采砂總量約1180萬m3。工程采砂區(qū)位于長江口北支上段進(jìn)口，該砂源區(qū)長5800 m，寬600 m，面積348萬m2。工程河段上接澄通河段通州沙汊道段，下連長江口北支。通州沙汊道段上起十三圩，下至徐六涇，全長約39 km。河道進(jìn)出口河寬相對較窄，均約5.7 km左右，中間放寬，最大河寬約9.4 km。工程區(qū)地處長江入?？诘娜侵薜貛?，河流沖積蓋層厚度大，地層主要由第四系全新統(tǒng)長江沖積的淤泥質(zhì)土、粉土、粉砂等組成，這些物質(zhì)構(gòu)成現(xiàn)代南支河床的邊界，抗沖性差，容易被水流沖刷，河床沖淤多變。經(jīng)過多年的河道演變，該河段目前存在的主要問題如下：

①白茆沙河道寬闊，江中不斷形成暗沙，主流在暗沙南、北水道之間呈周期性擺動(dòng)。雖經(jīng)過多年的圍墾整治，河道深槽的擺動(dòng)幅度以及白茆沙的發(fā)育空間得到了一定程度的控制，但自2003年以來，北水道進(jìn)口深槽繼續(xù)呈現(xiàn)南偏的態(tài)勢，深槽寬度由1600 m縮窄至1200 m左右，北水道的進(jìn)流條件在進(jìn)一步惡化。

②經(jīng)過漲落潮流的不斷沖刷，白茆沙體不斷后退，大量的底沙下泄對下游港口造成了不利影響；在沖刷的作用下，沙體副槽發(fā)展，沙體頭部已出現(xiàn)沖溝，對該段航道的穩(wěn)定也產(chǎn)生了不利影響，使通航條件逐步惡化。

③由于白茆沙河道徐六涇節(jié)點(diǎn)以下河道放寬，泥沙易落淤形成暗沙，不但形成了新通海沙，而且在其外側(cè)又新淤漲出一長條形暗沙，該沙上與新通海沙上端相接，往下沿新通海沙外側(cè)向下游延伸，沙體與新通海沙之間的串溝最深點(diǎn)高程在-10 m左右。

④長江口北支河段是長江出海的一級汊道，西起崇明島頭，東至連興港，全長約83 km，流經(jīng)上海市崇明縣和江蘇省海門市、啟東市。由于長江入海主流改道南支，進(jìn)入北支的徑流逐漸減少，導(dǎo)致北支河道中沙洲大面積淤漲，河寬逐漸縮窄，北支逐漸演變?yōu)橹с狻１敝Ш哟矊挏\，遠(yuǎn)離主流的河槽右側(cè)和漲、落潮流路分離段，洲灘發(fā)育，江心沙層出不窮。

針對以上問題，新通海沙南通開發(fā)區(qū)下段岸線綜合整治一期工程吹填采砂獲得了批準(zhǔn)，以控制河勢、穩(wěn)定航道為重點(diǎn)，結(jié)合圈圍、供水、防洪、維護(hù)優(yōu)良生態(tài)環(huán)境等要求，統(tǒng)籌兼顧，全面規(guī)劃，以達(dá)到綜合整治的目的。

二、填采砂工程施工管理與檢測

1.嚴(yán)格執(zhí)行采砂許可制度

《長江干流河道采砂管理?xiàng)l例》及相應(yīng)的管理辦法明確了水行政主管部門的統(tǒng)一管理和監(jiān)督檢查職能，制定了采砂規(guī)劃與審批、采砂許可證、收費(fèi)、監(jiān)督檢查等制度。因此，為保證河道采砂規(guī)劃科學(xué)有序開展，必須嚴(yán)格執(zhí)行采砂許可證制度。在申報(bào)采砂許可證過程中，要嚴(yán)格審查采砂船的有效證件（船籍證明、船舶安檢書），排除證照不齊、證照過期和存在安全隱患的采砂船只，并且檢查采砂船的動(dòng)力和吸砂管的長度是否滿足采砂范圍、深度控制要求。

在施工期間，本工程內(nèi)投入使用的采砂船、運(yùn)砂船、吹砂船全部懸掛明顯標(biāo)志及砂管部門發(fā)放的標(biāo)牌，便于砂管部門在打擊非法采砂時(shí)以示區(qū)別其他船只。

2.加強(qiáng)采砂施工監(jiān)管措施

監(jiān)管單位根據(jù)相關(guān)文件制定了《新通海沙南通開發(fā)區(qū)下段岸線綜合整治一期工程采砂監(jiān)管方案》，以加強(qiáng)監(jiān)管工作力度，確保監(jiān)管到位，并制定了一系列行之有效的監(jiān)管措施：

①為保障航道暢通和航行安全，在批準(zhǔn)的采砂區(qū)范圍內(nèi)設(shè)立浮標(biāo)，明確采砂范圍，對采砂區(qū)內(nèi)的采砂船、運(yùn)砂船實(shí)行嚴(yán)格的準(zhǔn)入制度。

②為便于管理，維護(hù)現(xiàn)場采砂秩序，對采砂船、運(yùn)砂船、吹砂船制作統(tǒng)一標(biāo)牌，掛牌管理，從源頭上控制了非法采砂船進(jìn)入采砂區(qū)作業(yè)。

③合理制定實(shí)際采砂區(qū)位置，嚴(yán)格控制采砂量、采砂深度和采砂范圍。施工前根據(jù)采砂區(qū)控制點(diǎn)坐標(biāo)，在采砂區(qū)設(shè)置浮標(biāo)，標(biāo)明采砂區(qū)的范圍。采砂施工過程中，水政及海事部門不定期對規(guī)定的采砂區(qū)域進(jìn)行水上采砂作業(yè)聯(lián)合檢查，并要求施工單位每天向砂管部門上報(bào)采砂工程量，嚴(yán)防越界、超范圍、超深、超量開采。

④為了規(guī)范采砂作業(yè)，杜絕工程施工用砂外流，監(jiān)管單位制作了采砂現(xiàn)場記錄表，監(jiān)管人員每天2次以上對進(jìn)入采砂區(qū)的施工船只進(jìn)行查驗(yàn)，并隨機(jī)抽查當(dāng)天采、運(yùn)、吹砂船上的原始記錄，進(jìn)行比對，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.打擊非法采砂與維護(hù)采砂秩序

為維護(hù)采砂秩序，確保采砂船只在規(guī)定的區(qū)域按規(guī)定的量開采并送往規(guī)定的地方，監(jiān)管單位加大采砂現(xiàn)場、施工現(xiàn)場的巡查力度，制作各種監(jiān)管登記表，要求采砂船、運(yùn)砂船、吹砂船在非作業(yè)時(shí)按指定地點(diǎn)有序停泊，修船或離開施工點(diǎn)要匯報(bào)并做好登記。在施工過程中加大宣傳力度，現(xiàn)場監(jiān)管人員深入施工單位、采砂船只進(jìn)行現(xiàn)場宣傳，同時(shí)，現(xiàn)場監(jiān)管人員堅(jiān)持日常巡查，多次開展集中打擊長江非法采砂行為，有效遏制長江非法采砂勢頭，確保新通海沙南通開發(fā)區(qū)下段岸線綜合整治一期工程的有序進(jìn)行。

4.吹填采砂工程檢測

為及時(shí)掌握長江河勢變化情況，在采砂作業(yè)前、施工作業(yè)過程中及施工完成后，對采砂區(qū)局部河段水域進(jìn)行1∶2000水下地形測圖，以加強(qiáng)河道監(jiān)測分析。在每個(gè)采砂區(qū)每隔200m選取一個(gè)橫斷面，將采砂前、后的水下地形斷面進(jìn)行疊加比較。

根據(jù)檢測的水下地形圖，第一階段采砂作業(yè)期間河床最大采深為1.16 m，平均采深0.98 m；而第二階段采砂過程中河床高程沒有下降，而是平均淤漲了0.65 m。采砂區(qū)采前、采后河床高程只平均下降了0.33 m左右。這主要是由于長江口北支為漲潮流占優(yōu)勢的漲潮槽，泥沙搬運(yùn)以淤積為主，對采砂區(qū)域形成了有效的補(bǔ)給。

三、吹填采砂工程對河道和生態(tài)環(huán)境的影響評價(jià)

1.采砂對河勢穩(wěn)定的影響

此次吹填采砂工程的采砂區(qū)邊緣距左岸0 m線300 m以上，距離左岸海門江堤平均550 m，距離右岸崇明江堤1500 m以上，距離較遠(yuǎn)。由于采砂區(qū)水下地形只是略有刷深，在開采控制深度3.50 m以內(nèi)，符合要求，此項(xiàng)吹填采砂工程對河勢的穩(wěn)定影響較小。

2.吹填采砂對通航安全影響

采砂區(qū)所在河段河道范圍寬度接近2.5 km，而且是在靠灘的位置取有限的砂量。在施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)開采范圍、深度、總量進(jìn)行控制，吹填設(shè)備均布置在長江岸線淺水區(qū)，與航道邊線有較寬的水域距離，不占用航道水域，對航道內(nèi)正常通航安全沒有造成影響。在施工結(jié)束并經(jīng)歷一個(gè)汛期后沒有引起航道條件的改變，對航道發(fā)展規(guī)劃沒有影響，而且采砂引起的局部沖刷在一定程度上起到了提高錨地河床水深條件的效果，有利于改善港口錨地作業(yè)條件和發(fā)揮其功能。

3.吹填采砂工程對水環(huán)境的影響

在吹填區(qū)作業(yè)中，因吹填工序位于圍堤包圍圈，圍區(qū)內(nèi)流速較小，泥沙大多沉降下來，只有排出的尾水中含有的少量泥沙直接排入長江，使吹填排水口附近水域的懸浮物濃度有所增加。由于排出尾水量較少，加上懸浮物濃度增加屬短期可恢復(fù)性不利影響，不會(huì)影響本河段的水功能。因此，吹填作業(yè)不會(huì)對采砂區(qū)域上、下游各類工業(yè)取水口取水安全產(chǎn)生明顯影響。

按照《防止船舶垃圾和沿岸固體廢物污染長江水域管理規(guī)定》和交通部門關(guān)于對在港船舶實(shí)行“三廢”回收的相關(guān)規(guī)定，應(yīng)對采砂船、運(yùn)砂船和吹砂船等各類船舶配備了油水分離器，對施工船舶產(chǎn)生的含油污水以及生活污水、垃圾，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

4.吹填采砂工程對水生態(tài)的影響

采砂區(qū)河段是多種長江口洄游性魚類的洄游通道和幼魚繁殖、索餌育肥場所。溯河性洄游魚類一般在3月—7月開始通過采區(qū)河段上溯，多數(shù)主要在4月—6月，幼魚孵化后沿原路返回，到達(dá)長江口區(qū)或近海索餌生長；降海性洄游魚類一般在11月—2月期間洄游通過采區(qū)河段，幼苗孵出后溯河生長。為了減少工程對洄游性魚類的驚擾和傷害，在魚類集中洄游的時(shí)間段內(nèi)，盡量減少施工作業(yè)時(shí)間，甚至停工。

四、結(jié) 語

長江江蘇段儲(chǔ)砂量豐富，泥沙的大量淤積也給維護(hù)河勢穩(wěn)定、通航條件和城市防洪帶來了一定挑戰(zhàn)。合理制定實(shí)際采砂區(qū)位置、采砂量及開采高程等控制措施，既能保證工程的順利進(jìn)行，又能有效降低采砂施工對河勢的穩(wěn)定性、航道、所處河段水生態(tài)環(huán)境及長江堤防安全工程的不利影響。

為盡可能減少采砂作業(yè)對河道穩(wěn)定和航道安全等方面的影響，應(yīng)研究制定一系列合理規(guī)范的施工管理措施，加強(qiáng)采砂作業(yè)施工前和施工過程中的監(jiān)測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決施工中存在的問題，保證采砂作業(yè)的順利進(jìn)行。同時(shí)，各部門協(xié)同合作，加強(qiáng)采砂作業(yè)的現(xiàn)場監(jiān)管力度，最大限度地打擊非法采砂及越界、超范圍、超深、超量開采行為，有效降低采砂作業(yè)對采砂區(qū)域河道和生態(tài)環(huán)境的影響。在嚴(yán)厲打擊非法采砂的同時(shí)，監(jiān)管者應(yīng)做好采砂船的集中統(tǒng)一管理，控制采砂船只數(shù)量和規(guī)模，結(jié)合河道綜合整治工程引導(dǎo)采砂行業(yè)的有序開展，既減小長江河道采砂管理的壓力，又實(shí)現(xiàn)河道采砂的可持續(xù)性發(fā)展。

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