渭河临渭区段采砂对河道的影响浅析

◎王灵灵

◆作者系陕西省河流工程技术研究中心工程师。

河道砂石资源一般具有质地优良、易开采、易筛分、易运输等特点，是保持河床稳定与水流动力平衡所必不可少的重要特质基础，同时也是河道的重要组成部分。除普通资源可利用属性外，它还具有不同于其它资源的特殊属性，如稳固河岸、引发防洪安全灾害、造成淤积或冲刷从而改变河势等。

近年来，随着沿渭经济社会的持续发展，城市建设和基础设施建设大规模的开展，带动了建筑等行业的升温，特别是目前一些基本建设工程正在建设，城市改造建设的稳步推进，对砂石等建筑材料需求量越来越大，采砂活动日益增多。随着渭河采砂业迅速扩大，采砂队伍与采砂机械数量越来越多，开采能力越来越强，开采量越来越大，由此带来的一系列的问题，直接影响到下游河务管理工作，河道采砂活动对临渭区段河道的影响已不容忽视。

1 临渭区河段概况

渭南市临渭区河段河道位于渭河下游的中段，右岸从零河口至赤水河口；左岸西起西安市临潼区油槐乡南赵村，东至临渭区孝义乡孝南村，河长37.5km，属游荡型河段向蜿蜒型河段的过渡河段和蜿蜒型(曲流)河段，其中赤水河口以上为过渡河段，赤水河口以下为蜿蜒型河段，河道比降1.80/000～3.00/000，河道宽3km左右，主槽一般宽300m左右，主槽窄深、滩面宽大，是三门峡库区的淹没区和影响区。渭河中下游采砂的主要方式为机械抽砂船抽采，近几年沿渭河城镇近期年需求总量为100.0万m3左右，但最近几年年开采量仅约42.0万m3，河砂供应在短期内仍将供不应求。

2 采砂对河道的影响

2.1 对河势的影响

采砂区的砂料被大量抽(挖)走后，在河床上形成线状或面状砂坑，就可能导致河床和河岸向河道下游冲刷，而且这种冲刷还可能反过来向上扩展。在采砂坑的上游，河槽底部的坡降局部增加了，水流流经砂坑时运动，使砂坑上下游坑缘水面向下跌落呈变曲状、水流运动明显加速，水流挟沙能力明显提高，冲刷加能力加强。砂坑边缘部位由遭受水流冲蚀，上游端的弯曲点逐渐向上游移运动，床面不断冲蚀，采砂坑的范围不断延伸，形成溯源冲刷[1]。在采砂坑的下游侧，由于采砂坑的回淤使推移质向下游输送量的减少，使下游淤积减少可形成缺砂情况，导致下游河床发生冲淤变化；这一变化又向上下游扩展，使距离采砂位置一定距离的河道受到影响。如果在主流区或主流过渡段采砂，极易导致主流的横向摆动及两岸顶冲点的上提或下挫，影响过渡段河势的稳定，甚至会造成更为严重的后果，致使不得不对险工段护岸进行延长和加固。

此外，不同位置的采砂坑，在砂坑所在河段平均流量一这的情况下，采砂坑位于不同形状的河道或不同位置时，所引起水流流态变化是不同的。有关文献[2]试验表明，如图1所示，号砂坑位于顺直河流主流线上，下游端宽度很快发生大范围的冲刷；2号砂坑位于河流弯道内侧凸岸，砂坑变化速度较快，整个砂坑被泥沙填满的时间较短；3号砂坑位于河流弯道外侧凹岸，砂坑变化速度较慢，砂坑被泥沙填满的时间较长，且原有的砂坑在向下游方向移动中被泥沙填平。在顺直河段，砂坑长度减小或宽度增大，会使其上游边界向下游方向移动的速度变缓；砂坑的长度与宽度增大，导致砂坑的泥沙填充速度下降，且宽度影响更为明显，砂坑下游侧的冲刷使其宽度有相当快的扩展。可见，如果采坑正好位于河道中间，虽然在一段时间内水流仍可维持平衡，但次生流已有变形，角部次生流不断淘刷堤岸，当砂坑位于主流一侧，则断面的次生流变化较为明显，可能形成类似于弯道水流的断面环流。

图1 不同采砂坑位置示意图

2.2 对河道局部纵坡面和横断面的影响

河道采砂后改变了河道的天然(适应于一定自然水沙条件的相对稳定)状态，在引起河道纵坡面发生调整的同时，河道横断面也会发生相应变化。采砂坑对河道影响可以分为三个阶段：第一阶段为溯源冲刷阶段。在洪水期，砂坑的存在相当于降低了砂坑上游一定范围河道的局部侵蚀基准面，洪水淘刷泥沙形成较深的冲槽，砂坑上缘坡面不断向上发展形成溯源冲刷，冲槽达一定深度时沟岸发生坍塌，横断面随之发生变化以适应局部水沙的运动。随着水流挟带的泥沙淤积在坑槽内，局部侵蚀基准面逐渐抬高，溯源冲刷主流沟的水面坡降同样减小，冲刷强度减弱。第二阶段为过渡阶段。河道通过冲淤调整，采砂坑上下游一定范围全河段纵比降逐步趋向于较为一致；同时，在采砂坑下游一定范围扩展过程中，水流横向次生流发生变化，不断淘刷砂坑缘的河床，使冲刷范围不断加剧扩大；河床的调整就是冲刷河床突出部位而回淤低洼处，采砂坑横断面不断展宽、范围不断扩大的过程。由于临渭区河段是淤积性河道，在砂坑内淤积的多，未采砂河段淤积的少，通过冲淤位置和分布的变化横断形态也发生调整变化，在洪水期时这调整变化作用十分明显。第三阶段为河流天然演变阶段。经过冲淤调整，砂坑所在河段与上下游河段形成的总体坡降基本一致；此坡降与原坡降虽不完全相同，但此坡降和横断面形态在此后河道冲淤调整中，已不存在由砂坑造成的局部河段坡降和断面形态的急变，河道演变将逐渐接近正常的天然演变。由此可见，采砂坑的大小和深浅对河道局部的纵坡面和横断面形态有着重要的影响。

2.3 对河道工程的影响

部分采砂户受暴利的趋势可能在采砂点过度采砂，甚至采走了堤前滩地，使堤防堤基渗径有所缩短，危及堤基渗透稳定。如果发生这种情况，当渭河遭遇大洪水时，会突然引起堤防决口等险情，而且险情基本上没有预警时间，直接危及到临渭区段及下游沿岸人民的生命财产安全。此外，由于临渭区区域长、采砂场分布广，管理人员配备不足，执法手段软弱，采砂后砂石的堆放高度和堆放量也很难控制在要求范围之内，堆砂点至堤防距离往往也不能满足小于3km～5km。例如张义下和西庆屯沉砂场，为弯曲河段弯道的凸岸临时沉砂场[3]，当堆砂高度和堆砂量超出要求范围时，有可能造成岸坡承载力加重从而引起坍塌。

2.4 对生态环境的影响

渭河采砂目前采用的主要是射流式吸砂船，吸砂船工作过程中会产生水下开挖扰动、部分船舶废油会直接在吸砂过程中直接进入水体，随后的筛分环节产生的废弃泥浆水也直接排入就近河道，采砂队伍的生活污水目前也没有进行相应的处理措施直接排入河道，这些都会对附近水域造成一定的污染。水体污染破快了水生生物的栖息环境，影响了水生生物的生存和繁衍，扰乱了河道生态系统的平衡，导致水生态环境恶化。而且，开采后堆放在河道的大量砂石在大风天气扬起的沙尘较为严重，成为当地扬尘污染的主要来源之一，对大气环境也造成了污染，直接影响到周边群众的生产、生活。

2.5 对河务管理的影响

采砂户为了节约成本，直接将开采的砂石堆放在河滩地，土地占用相关手续不齐备，且对转运有一定的抵触情绪，这就加大了汛前清障覆平的工作难度与工作量。在砂石销售转运过程中，部分拉运砂石的车辆不按审批指定路线行驶，对堤顶以及河道工程连坝路的碾压和破坏，造成维修养护成本增加，对维修养护效果带来影响，直接影响到河务管理部门的管理成效。此外，部分砂场在经营过程中为了追逐更高利润，经常躲避河务管理部门检查，甚至与管理者发生冲突，使管理人员实施管理行为时产生畏难情绪，畏首畏尾，使管理工作极为被动。

3 对策建议

（1）由于渭河综合整治项目实施，以及《公路安全保护条例》正式实施对对河道规划与一些安全控制指标进行了调整，建议在今后采砂许可审批中，应结合《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》与《公路安全保护条例》，开展现场勘查，适当调整采砂规划部分砂场分布，明确可采区、禁采区和保留区。

（2）结合《陕西省渭河流域管理条例》进一步强化日常管理力度，建立河道采砂费用管理机制，在确保人员与装备的条件下，加大日常采砂巡查，可从河道采砂管理费中返还一定的资金作为水行政主管部门依法治水，以水治水的重要保障。探索科学采砂计量手段，有效控制开采量，确保实际开采量与许可量相差满足管理要求，建立河道采砂执法管理汇报制度，要求各县区河务局在每月定期报送河道采砂执法管理及巡查等情况到流域管理部门。

（3）采砂管理部门积极研究探索河道采砂申请许可期、开采期、停采期、销售期与转运期等采砂管理各个时期的划定，并在管理与审批文件中进行说明。申请许可期可提前至9月份进行，同时进行评审；开采期一般以省防汛指挥部取消防汛值班后开始，并依据评审结果办理发放许可证。同时，根据许可的采砂量与设备规模，延长或缩短开采期(相应缩短或延长了转运期)，确保有效采砂时间和清障履平的时间。

[1]石长伟，王凯，张小乔，等．渭河临渭区河段沙石资源勘查分析[R]．西安：陕西秦安河流研究所,2007．

[2]王金生编著，河道采砂与管理[M]，中国水利水电出版社，2006.9.

[3]石长伟，马雪妍，王灵灵，等．渭河下游(渭南城市段)河道采砂堆砂方式研究[R]．西安：陕西省河流工程技术研究中心，2011．

[4]陕西省渭河流域管理局．渭河下游渭南市境内河段河道采沙规划报告（2010年10月—2015年4月）[R]．西安：陕西省渭河流域管理局，2010．

[5]陕西省水利厅．陕西省渭河全线整治规划及实施方案[R]．西安：陕西省水利厅，2011．