通航河流河道采砂對(duì)防洪和航運(yùn)的影響

(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

一、前言

隨著土木建設(shè)工程建設(shè)迅速發(fā)展，對(duì)砂石骨料的需求劇增，盲目開采，將危及河道行洪、通航安全，帶來(lái)諸多不良的影響。如近年來(lái)，長(zhǎng)江等水系陸續(xù)出現(xiàn)了河道大規(guī)模盲目采沙，嚴(yán)重危及河流堤岸的穩(wěn)定和航道的安全。本文從采砂對(duì)河床演變及對(duì)河床水力條件的影響方面著重的論述了采砂活動(dòng)對(duì)河流通航及防洪安全的影響，并對(duì)如何合理管理采砂活動(dòng)以得到更佳的通航條件和防洪效果進(jìn)行了討論。

二、 河道采沙對(duì)河床演變及水力條件的影響

Wulforst(1998)認(rèn)為由于河道的過(guò)度采沙，造成了San Benito河道河床在過(guò)去30 年間下切了4.6m，兩岸岸堤遭淘刷、開裂，岸坡變陡，深泓線深切。毛野(2000)提出了采砂坑位于河道位置對(duì)次生流產(chǎn)生的影響。當(dāng)采沙坑位于河道中間，在一段時(shí)間內(nèi)水流仍可維持平衡，但次生流已有變形，角部次生流在不斷淘刷堤岸。若采沙坑位于河道主流一側(cè)，則斷面的次生流的變化較為明顯，可能形成類似于彎道水流的斷面環(huán)流。李曉紅(2012)認(rèn)為無(wú)序的采沙在河床上形成散亂的采沙深坑，使河床局部變形，原有的水沙運(yùn)功平衡被打破。采沙坑邊緣上的水體在縱向上產(chǎn)生流動(dòng)水面的跌落，水流運(yùn)動(dòng)的速度加快，挾沙能力顯著提高，沖刷能力加強(qiáng)，河床面受到侵蝕。水流在采沙坑緣口附近形成回流，橫向上產(chǎn)生了橫向次生流，使得采沙坑橫向發(fā)展，從而引起河床的全面調(diào)整與變形，破壞河床形態(tài)的穩(wěn)定。

三、河道采砂對(duì)防洪安全的影響

(一)不利影響

徐玉(2011)對(duì)大汶河采砂的影響研究中提到無(wú)序采砂需要不斷向外運(yùn)砂，為此在兩岸堤防上修筑的數(shù)百條道路尤其是低于設(shè)計(jì)洪水位的路口破壞了堤防的完整性，加之大型運(yùn)砂車對(duì)堤壩的碾壓程度很大，給防洪安全都帶來(lái)了一系列不利的影響。由于采砂坑和沙堆的存在，造成河水流態(tài)的惡化，部分堤防護(hù)砌工程隨之坍塌，這種情況危及整個(gè)堤防的安全。李曉紅(2012)認(rèn)為不規(guī)范的河道采沙引起河槽變形，洪水走向發(fā)生偏離，流向開采的低洼區(qū)，特別是當(dāng)采沙坑離堤腳過(guò)近，采沙深度過(guò)大時(shí)，水流對(duì)堤防和護(hù)岸工程沖刷的頻率和強(qiáng)度增大，影響堤岸基礎(chǔ)穩(wěn)定和堤身安全，使得原有險(xiǎn)點(diǎn)險(xiǎn)段出現(xiàn)的幾率增加，也使得一些非薄弱段出現(xiàn)險(xiǎn)情的可能性增加。

(二)積極作用

敖志利(2002)根據(jù)在黑龍江阿城市開展采沙活動(dòng)前后的河道河勢(shì)變化情況、洪水漫溢情況等的分析，認(rèn)為適度的河沙開采有利于河道防洪。何曉輝、雷亞平[2002，2003]等通過(guò)對(duì)珠江三角洲河道采沙活動(dòng)對(duì)東平水道上段的防洪、航運(yùn)、等的影響的分析研究以及對(duì)東平水道河床形態(tài)變化的實(shí)測(cè)資料數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為在加固河道堤防的同時(shí)，有計(jì)劃地開展進(jìn)行河道采沙對(duì)河道防洪、水上航運(yùn)等將產(chǎn)生積極的影響。很多實(shí)際工程表明，泥沙緩慢淤積抬高河床，河道采沙后，由于采沙量控制得當(dāng)，既促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，又減輕了防洪工程的壓力，取得了很好的效果

四、河道采沙對(duì)航道的影響

(一)不利影響

姚靜(2005)等研究分汊河道挖沙的影響時(shí)提到分流比是分汊河道的重要參數(shù)。分流比過(guò)小，則通航段航行水深不夠； 劉蓉(2006)等認(rèn)為無(wú)序采沙在一定程度上改變了河床形態(tài)和水流走向，破壞了航道的穩(wěn)定性，航道條件惡化。彩砂多在枯期通航流量較小的季節(jié)進(jìn)行，形成了新的竄溝，使枯水水流分散，導(dǎo)致航深不足而礙航；或把砂石亂堆亂放，侵占航槽，也會(huì)礙航.另外，大量采砂船進(jìn)入河道，侵占通航水域，遮蔽助航標(biāo)志，加大船舶航行的難度，導(dǎo)致水上交通事故的頻繁發(fā)生。李曉紅(2012)指出無(wú)規(guī)劃的砂石開采地區(qū)的不均衡，引起部分河床比降發(fā)生大幅變化，出現(xiàn)急流和漩渦等礙航流態(tài)地產(chǎn)生。

(二)積極作用

采沙活動(dòng)所帶來(lái)的影響并非全都是不良的、負(fù)面的。毛野(2001)指出了合理的采沙活動(dòng)將有利于長(zhǎng)江流域的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)長(zhǎng)江的航道整治、河勢(shì)穩(wěn)定、堤防加固、經(jīng)濟(jì)效益的創(chuàng)造。錢挹清(2004)根據(jù)對(duì)珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)水道沖淤計(jì)算，絕大部分河道河床均呈下切的變化，這一重要趨向?yàn)闈M足航道深度提供了重要的條件，利于航道網(wǎng)的建設(shè)。

五、如何科學(xué)合理的進(jìn)行河道采砂

由前文的論述可知，河道采砂對(duì)防洪安全和河道通航的影響有利有弊。在采砂活動(dòng)中能否趨利避害的關(guān)鍵在于發(fā)展適應(yīng)于開采地實(shí)際情況的開采方案，落實(shí)合理的采砂管理辦法。加強(qiáng)河道采沙管理可以落實(shí)以下措施：

1)抓緊制定網(wǎng)河采沙控制規(guī)劃

2) 盡快制定管理配套的法規(guī)，加強(qiáng)統(tǒng)一管理

3) 加大執(zhí)法力度，懲處非法采沙

4) 加強(qiáng)河道采沙的監(jiān)督和監(jiān)測(cè)

5)建立河道采沙影響評(píng)價(jià)體系

陳武龍(2006)在研究中針對(duì)信河的實(shí)際情況提出了相應(yīng)的防洪安全、通航安全對(duì)河砂開采的控制條件，具有借鑒意義。文中指出為保證河道采砂不致影響河道的防洪安全，河砂的開采必須符合下列控制條件:

(1)嚴(yán)禁在大堤臨河段附近水域開采河砂，采區(qū)必須距好堤應(yīng)大于50m;

(2)嚴(yán)禁在重點(diǎn)險(xiǎn)工險(xiǎn)段開采河砂，采砂距險(xiǎn)工險(xiǎn)段必須大于100m;

(3)嚴(yán)禁在已建涵閘、泵站、護(hù)岸工程及其他水利工程附近水域開采河砂:

(4)禁止在漢道發(fā)展對(duì)防洪不利影響的支漢內(nèi)開采河砂;

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