天水市麥積區(qū)渭河干流采砂規(guī)劃研究

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(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710021)

天水市麥積區(qū)渭河干流采砂規(guī)劃研究

翟城武，殷雪鳴，張炳娜

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710021)

通過分析渭河河道演變規(guī)律和泥沙補(bǔ)給，在調(diào)查采砂現(xiàn)狀、考慮防洪安全、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對砂石需求量的基礎(chǔ)上，結(jié)合麥積區(qū)渭河采砂現(xiàn)狀，劃定禁采區(qū)28個、可采區(qū)個5、保留區(qū)19個，規(guī)劃采砂總量為412萬 m3。 為合理開發(fā)利用麥積區(qū)渭河砂石資源，避免無序過度開采提供了科學(xué)依據(jù)。

渭河；采砂；規(guī)劃；天水市麥積區(qū)

渭河是黃河最大的支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，干流全長818 km，流域面積13.49萬 km2。甘肅省境內(nèi)河長360 km(麥積區(qū)境內(nèi)長183 km)，流域面積2.55萬 km2，全流域植被情況較好，歷史儲砂量大。近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，砂石資源的需求量不斷增大，在巨大經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動下，砂石開采規(guī)模和范圍逐漸增大，渭河偷采、亂采現(xiàn)象十分嚴(yán)重，給河道行洪、防洪工程以及河道建筑物造成一定安全隱患。為加強(qiáng)和規(guī)范河道采砂管理，保持河道采砂規(guī)劃的連續(xù)性，確保河道防洪和各類涉河設(shè)施的安全，急需對渭河干流河道開展全面系統(tǒng)的采砂規(guī)劃，更好指導(dǎo)采砂活動科學(xué)、有序開展。

圖1 渭河北道水文站橫斷面變化圖

1 渭河河道演變

1.1 河道演變及趨勢

根據(jù)河道套繪圖分析河段變遷情況，上世紀(jì)三十年代渭河渭南段河道較寬，平均約為300 m，有大量心灘、邊灘，應(yīng)屬微彎分汊型。到五十年代灘洲銳減，只有下段零星分布淺灘，河道大為束窄，枯水河槽50 m左右。河型轉(zhuǎn)換為大跨度彎曲型，直到七十年代，河道彎曲率無大的變化，多年累積右向擺動，最大950 m，平均約200 m。北道社棠段彎曲率變化不大，側(cè)向擺動較大，累積擺動牛頭河以上向左500 m，以下向左最大擺動700 m，籍河口心灘變化速度快，而稍下則形成江心洲。

根據(jù)《治河概論》一書考證，自秦朝以來，渭河一直是比較穩(wěn)定的河流。整體而言渭河上游處在沖淤平衡狀態(tài)，但局部河段有沖有淤。按河型劃分，大跨度微彎河段微沖并接近沖淤平衡，彎曲型及蜿蜒型接近沖淤平衡。

通過套繪渭河北道水文站1990年、2004年、2007年和2010年實(shí)測河道橫斷面，可以看出，渭河麥積區(qū)段河槽最大下切深度為0.07～4.81 m，灘面最大下切深度0.5～3.3 m，下切總量為7 942萬 m3。

根據(jù)南河川站、武山站、林家村站實(shí)測大斷面資料，進(jìn)行河道沖淤分析和懸浮理論計算判別。武山斷面有淤積，每年平均抬升6.8 cm，南河川斷面每年平均淤高1.25 cm，林家村斷面有沖刷，每年降低4.16 cm。由此認(rèn)為渭河干流局部有沖有淤，汛期淤積，汛后沖刷，總體上呈沖淤平衡趨勢。

1.2 河道泥沙補(bǔ)給

1)懸移質(zhì)計算。渭河麥積區(qū)段泥沙根據(jù)渭河武山站、北道站、林家村站的長系列實(shí)測泥沙資料統(tǒng)計，三站多年平均輸沙率分別為821 kg/s、2 323 kg/s、2 346 kg/s，由內(nèi)插法推算出渭河麥積區(qū)段的懸移質(zhì)輸沙量。懸移質(zhì)計算成果見表1。

表1 渭河麥積區(qū)段懸移質(zhì)計算成果表

2)推移質(zhì)計算。渭河各水文站無實(shí)測推移質(zhì)資料，而估算推移質(zhì)輸沙量的經(jīng)驗(yàn)公式也很多，且多為經(jīng)驗(yàn)公式，對于推移質(zhì)泥沙測驗(yàn)資料缺乏的地區(qū)常采用推懸比的方法估算推移質(zhì)輸沙量。根據(jù)《工程水文學(xué)》中介紹的山區(qū)河流推懸比參數(shù)，推懸比采用0.15，工程河段推移質(zhì)計算成果見表2。

渭河麥積區(qū)段河道長度為183 km，平均河寬200 m，平均比降1.6‰，流速沿程變化不大，本次考慮泥沙淤積沿程均勻分布，下游段為麥積區(qū)與寶雞市的界河，長度約為60 km，約占渭河麥積區(qū)段長度的1/3，由于該段為界河，按照以水流為界進(jìn)行面積統(tǒng)計，麥積區(qū)河灘面積占該段河道面積約50%，經(jīng)分析計算，渭河麥積區(qū)段采砂河道長度約為11.3 km，年泥沙補(bǔ)給量為142萬 m3。

表2 渭河麥積區(qū)段推移質(zhì)計算成果表

2 采砂現(xiàn)狀及存在問題

2.1 采砂現(xiàn)狀

目前，渭河河道內(nèi)現(xiàn)有砂場29家，而隨著寶蘭客運(yùn)專線的建成通車，麥甘公路建設(shè)完成，現(xiàn)有29家砂場中有17家進(jìn)入禁采區(qū)范圍，其中有3家分別為楊賢良砂場、俞江砂場、張琳琳砂場轉(zhuǎn)產(chǎn)為機(jī)制砂場，有12家砂場在5個可開采區(qū)范圍。根據(jù)對麥積區(qū)現(xiàn)狀河道采砂現(xiàn)場走訪及調(diào)查統(tǒng)計，受暴利收益的驅(qū)使，現(xiàn)狀大部分河段有偷采、亂采現(xiàn)象，出現(xiàn)超范圍、超深度、亂挖濫采等現(xiàn)象，給行洪安全和防洪工程及河道建筑物帶來一定的安全隱患。

2.2 存在的問題

(1)砂場在河道地內(nèi)超量堆砂影響防洪。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，目前采砂廠采砂料多堆置在河道內(nèi)，隨著堆積數(shù)量增加，在砂料銷售不暢或效益不高情況下會長時間堆放，難以做到隨采隨運(yùn)，有的砂堆甚至高達(dá)8～10 m，堆積上萬方砂料較為普遍。按照安全渡汛要求，須在汛前及時轉(zhuǎn)運(yùn)走，一些不能及時轉(zhuǎn)運(yùn)砂料，對河道行洪產(chǎn)生影響的情況也時有發(fā)生。

(2)無證開采，偷采、亂采現(xiàn)象時有發(fā)生。由于市場對砂石資源需求加大，在巨額利益驅(qū)使下，部分采砂戶不按程序申辦營業(yè)執(zhí)照，不按規(guī)劃區(qū)域及規(guī)劃要求進(jìn)行非法偷采、亂挖亂采，給執(zhí)法工作帶來一定難度，加大執(zhí)法管理的工作量。

(3)采砂對現(xiàn)有涉河工程造成一定影響。由于原采砂規(guī)劃與新建涉河工程脫節(jié)，使涉河建筑保護(hù)范圍未能得到較好落實(shí)，造成開采區(qū)距涉河建筑較近，威脅涉河建筑安全。寶蘭客運(yùn)專線的建成通車、麥甘公路建設(shè)以及新修防洪工程使得河道內(nèi)禁采范圍需要調(diào)整。

3 規(guī)劃必要性及原則

3.1 規(guī)劃的必要性

采砂規(guī)劃是一項(xiàng)控制性和引導(dǎo)性專項(xiàng)規(guī)劃?？茖W(xué)合理制定新一期河道采砂規(guī)劃。1)適應(yīng)采砂需求。2)切實(shí)保障防洪等公共安全的需要。3)采砂管理的需要。4)科學(xué)合理利用河砂石資源的需要。因此，全面開展麥積區(qū)渭河干流河道采砂規(guī)劃是非常必要的。

3.2 規(guī)劃原則

1)堅持切實(shí)貫徹執(zhí)行相關(guān)法律、法規(guī)規(guī)定的原則。2)堅持河道采砂規(guī)劃與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，服從流域綜合規(guī)劃和城鄉(xiāng)發(fā)展、防洪、河道治理等相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃的原則。

3)采砂規(guī)劃應(yīng)在保證河勢穩(wěn)定、防洪安全、河道工程、沿岸生產(chǎn)生活設(shè)施及涉河建筑物安全，滿足供水和河道生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求。采砂規(guī)劃應(yīng)盡最大可能與河道整治、疏浚、清淤工程相結(jié)合。4)遵循河道采砂有序開采，可持續(xù)利用的原則。5)規(guī)劃應(yīng)客觀的、實(shí)事求是的反映河道形態(tài)，河道砂石資源、開發(fā)利用現(xiàn)狀的真實(shí)狀況，使規(guī)劃真正具有操作性、指導(dǎo)性，為依法科學(xué)管理河道采砂提供依據(jù)。

4 采砂分區(qū)規(guī)劃

4.1 規(guī)劃范圍與規(guī)劃期

研究范圍為麥積區(qū)境內(nèi)渭河干流，規(guī)劃范圍自甘谷縣與麥積區(qū)交界至麥積區(qū)與陳倉區(qū)交界的渭河干流段，河道總長183 km。

根據(jù)采砂規(guī)劃編制規(guī)程，并結(jié)合麥積區(qū)采砂現(xiàn)狀，本次規(guī)劃期為3 a。

4.2 規(guī)劃分區(qū)

結(jié)合實(shí)測地形、地質(zhì)勘察成果，在分析河段現(xiàn)狀采砂對防洪工程影響的基礎(chǔ)上，考慮跨河建筑物、防洪工程、涉水景觀等控制條件，依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，按照規(guī)劃水平年(2017—2020年)，合理進(jìn)行采砂分區(qū)規(guī)劃，即對規(guī)劃河段進(jìn)行科學(xué)的“三區(qū)”劃分，即禁采區(qū)、可采區(qū)和保留區(qū)。

4.2.1 禁采區(qū)

1)劃定標(biāo)準(zhǔn)。(1)根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50286-2013)中關(guān)于堤防工程管理范圍和保護(hù)范圍的規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)狀渭河堤防級別，對于城防段和公路鐵路段堤防工程，擬定距大堤迎水坡坡腳20m范圍內(nèi)為禁采區(qū)；對于農(nóng)防段堤防工程，擬定距大堤內(nèi)坡腳5m范圍內(nèi)為禁采區(qū)。(2)根據(jù)《公路安全保護(hù)條例》規(guī)定“特大型公路橋梁跨越的河道上游500 m、下游3 000 m禁止采砂；大型公路橋梁跨越的河道上游500 m、下游2 000 m禁止采砂；中小型公路橋梁跨越的河道上游500 m、下游1 000 m禁止采砂”。(3)根據(jù)《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》規(guī)定“橋長在500 m以上的鐵路橋梁，河道上游500 m，下游3 000 m禁止采砂；橋長在500～100 m之間的鐵路橋梁，河道上游500 m，下游2 000 m禁止采砂；橋長在100 m以下的鐵路橋梁，河道上游500 m，下游1 000 m范圍禁止采砂”。(4)根據(jù)《電力設(shè)施保護(hù)條例》規(guī)定“架空電力線路保護(hù)區(qū)：導(dǎo)線邊線向外側(cè)水平延伸并垂直于地面所形成的兩平行線內(nèi)的區(qū)域，在一般地區(qū)各級電壓導(dǎo)線的邊線延伸距離如下：1～10 kv5 m，35～110 kv10 m，154～330 kv15 m，500 kv20 m。電力電纜線路保護(hù)區(qū)：江河電纜一般不小于線路兩側(cè)各100 m所形成的平行線內(nèi)的水域”，架空輸電線路塔架、通訊線路塔架/塔桿周圍50 m范圍內(nèi)為禁采區(qū)。(5)根據(jù)《石油天然氣管道保護(hù)條例》規(guī)定：“穿越河流的管道設(shè)施，由管道企業(yè)與河道、航道管理單位根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定確定安全保護(hù)范圍，并設(shè)置標(biāo)志?！庇捎谖己由鲜吞烊粴夤艿阑狙毓窐蛄夯蜩F路橋梁布設(shè)，所以其保護(hù)可參照《公路安全保護(hù)條例》、《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》進(jìn)行確定，劃定禁采區(qū)。(6)水文站和引水渠首樞紐：按照上游500 m，下游1 000 m范圍作為禁采范圍。(7)供水管線工程：上游500 m，下游1 000 m范圍作為禁采區(qū)。(8)根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T338-2007)，一級保護(hù)區(qū)：以地下水取水井為中心，溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移100天的距離為半徑所圈定的范圍作為水源地一級保護(hù)區(qū)范圍。二級保護(hù)區(qū)：一級保護(hù)區(qū)以外，溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移1 000 d的距離為半徑所圈定的范圍為二級保護(hù)區(qū)。

2)禁采區(qū)劃定。在河道管理范圍內(nèi)對不滿足河勢穩(wěn)定、防洪安全、通航安全、水環(huán)境保護(hù)、水源保護(hù)地、供水管線、一些重要涉河工程的河段劃定為禁采區(qū)，麥積區(qū)渭河干流河道共劃定禁采區(qū)28個，河道總長152.3 km，面積2 471萬 m2。

4.2.2 可采區(qū)

1)可采區(qū)劃定。可采區(qū)的劃分主要包括可采區(qū)域、可采砂量、采砂控制底高程、可采期和禁采期、采砂機(jī)具及數(shù)量、采砂作業(yè)方式、堆砂場設(shè)置及棄料處理等?？刹蓞^(qū)劃定原則：一是河砂開采必須服從河勢穩(wěn)定、防洪安全的要求；二是必須滿足可持續(xù)開發(fā)利用的要求；三是應(yīng)以水流為界，以方便采砂實(shí)施及運(yùn)輸，避免因跨河采砂帶來糾紛；四是盡量與可采區(qū)現(xiàn)狀相結(jié)合，維護(hù)采砂者的權(quán)益，利于規(guī)劃實(shí)施。

在河道演變與泥沙補(bǔ)給的基礎(chǔ)上，合理考慮規(guī)劃水平年采砂需求，對河勢穩(wěn)定、防洪安全、生態(tài)與環(huán)境和涉河工程正常運(yùn)行等基本無不利影響或不利影響較小的區(qū)域劃定為可采區(qū)。經(jīng)規(guī)劃，麥積區(qū)渭河干流河道共劃定可采區(qū)5個，河道長10.3 km，面積110.8萬 m2。

2)有關(guān)控制指標(biāo)。(1)可采砂量。根據(jù)開采范圍及開采高程，并充分考慮渭河上游及各支流河道來水來沙條件和河砂開采后泥沙的補(bǔ)給情況后，結(jié)合麥積區(qū)規(guī)劃水平年的砂石需求量，合理確定本次可采區(qū)可采砂量。麥積區(qū)渭河干流河道可采區(qū)2017—2020年可采砂量為 412萬 m3?？刹蓞^(qū)采砂量計算結(jié)果見表3。(2)主槽寬度。根據(jù)麥積區(qū)渭河治導(dǎo)線寬度，同時結(jié)合現(xiàn)狀堤防、地貌、河勢，對本次規(guī)劃的5個可采區(qū)的主槽寬度進(jìn)行劃分。經(jīng)分析，渭河新陽王家莊砂場可采區(qū)規(guī)劃主槽寬度為104～183 m，伯陽鎮(zhèn)下坪村可采區(qū)規(guī)劃主槽寬度為70～160 m，元龍鎮(zhèn)井兒村可采區(qū)規(guī)劃主槽寬度為87～279 m，元龍鎮(zhèn)桑渠村可采區(qū)規(guī)劃主槽寬度為87～152 m，三岔鎮(zhèn)吳寨村可采區(qū)規(guī)劃主槽寬度為103～186 m。 (3)開挖邊坡。采砂橫斷面設(shè)計主要依據(jù)防洪工程的保護(hù)范圍，結(jié)合麥積區(qū)渭河河道劃定的主槽線，采用合理的砂坑邊坡，以各可采區(qū)橫斷面深泓點(diǎn)高程作為控制底高程。本次設(shè)計沙坑開采邊坡采用1:3，開挖至控制底高程線。(4)采砂機(jī)具及作業(yè)方式。采砂機(jī)具主要包括挖掘機(jī)、傳送履帶、自卸汽車等。此外，根據(jù)河道特性、地層巖性等特點(diǎn)，麥積區(qū)渭河河道上層覆蓋砂壤土層厚僅為0.3～0.6 m，且河床質(zhì)大部分河段為含礫中粗砂層，因此適宜采用旱采。(5)棄料處理?？刹蓞^(qū)棄料的任意堆放，將侵占河道過流斷面，可能給河道行洪帶來影響，形成挑流阻流，給河勢穩(wěn)定帶來影響。也可能因棄料堆放位置不當(dāng)，給防洪工程的運(yùn)行和水環(huán)境、景觀帶來影響。因此，禁止在河道保護(hù)范圍范圍內(nèi)傾倒棄料和垃圾。采砂后的棄料可以用于填埋已有的沙坑，避免沙坑進(jìn)一步擴(kuò)大，影響河勢。(6)禁采期和可采期。根據(jù)麥積區(qū)渭河采砂管理現(xiàn)狀，渭河干流每年7月1日至9月30日為禁采期，每年10月1日至次年6月30日為可采期。

表3 麥積區(qū)渭河干流河道可采區(qū)采砂量計算結(jié)果表

4.2.3 保留區(qū)

保留區(qū)是規(guī)劃河段內(nèi)某些區(qū)域雖有一定的砂石資源，且砂石開采對防洪安全和對其他工程設(shè)施雖無影響，但由于其它方面的原因，如前期開采較大、交通不便、砂石需求、管理要求等諸多因素，目前暫時予以保留的區(qū)域，保留區(qū)規(guī)劃主要應(yīng)遵循以下原則：1)現(xiàn)狀采砂嚴(yán)重的河段可設(shè)為保留區(qū)。過度采砂可對河勢的穩(wěn)定造成不利影響，因此可將嚴(yán)重采砂的河段設(shè)為保留區(qū)。2)險工段可設(shè)為保留區(qū)。如果險工段采砂嚴(yán)重，將直接影響工程的安全運(yùn)行，可將險工段作為保留區(qū)。3)為確保河砂資源的可持續(xù)利用，在滿足規(guī)劃水平年砂石需求量的基礎(chǔ)上，對灘地較大的區(qū)域劃定一定范圍的保留區(qū)。

規(guī)劃對有一定設(shè)置可采區(qū)條件，但因暫未進(jìn)行前期勘探工作或涉及面較多需進(jìn)一步論證的，一時難以確認(rèn)為可采區(qū)，暫列入保留區(qū)。經(jīng)規(guī)劃，麥積區(qū)渭河干流河道共劃定保留區(qū)19個，河道長21 km，面積317萬 m2。

5 結(jié)語

河砂是重要的建筑材料之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)、交通和水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都需要大量河砂，是各種建設(shè)中不可或缺的大宗傳統(tǒng)建筑材料。本次采砂規(guī)劃按照相關(guān)法規(guī)和條例，結(jié)合麥積區(qū)渭河采砂現(xiàn)狀，共劃定禁采區(qū)28個，可采區(qū)5個，保留區(qū)19個，規(guī)劃采砂總量為412萬 m3，在可采區(qū)適度采砂，對河勢穩(wěn)定、防洪安全、通航安全、水生態(tài)環(huán)境等方面均無大的不利影響，保留區(qū)經(jīng)分析論證后方可轉(zhuǎn)為可采區(qū)進(jìn)行適度開采。規(guī)劃為科學(xué)合理開發(fā)利用麥積區(qū)渭河砂石資源，避免河砂資源的無序過度開采，維護(hù)河勢穩(wěn)定，保障防洪和基礎(chǔ)設(shè)施安全提供了科學(xué)依據(jù)。

TV212.5+2

B

1004-1184(2017)05-0194-03

2017-06-14

翟城武(1985-)，男，陜西西安人，工程師，主要從事水利規(guī)劃、防洪評價、水資源論證等相關(guān)工作。