山區(qū)河道采砂對河床演變影響分析

劉 朋

(寬甸滿族自治縣古樓子水利服務(wù)站， 遼寧 丹東 118217)

山區(qū)河道采砂對河床演變影響分析

劉 朋

(寬甸滿族自治縣古樓子水利服務(wù)站， 遼寧 丹東 118217)

河道上的人工采砂活動改變了原有的河床演變規(guī)律，對工程河段通航等功能的發(fā)揮產(chǎn)生一定影響。為了探究采砂活動對河床演變的影響，本文結(jié)合具體工程實例，在該采砂活動前后勘測河段河床地形，并結(jié)合近年來地形資料，對該采砂工程對河道河床演變的影響進行后評估研究，為類似工程提供參考。

采砂； 河床演變； 后評估

砂石作為一種建筑材料，需求量日益正常，而河道內(nèi)的采砂活動勢必影響河道的自然演變。采砂工程對河床演變影響的分析方法分為傳統(tǒng)分析方法[1-3]與數(shù)字分析方法[4-6]，本文采用傳統(tǒng)的河床演變影響分析方法，針對一個工程實例，結(jié)合近年來該河段采砂前后河床地形測圖資料，重點分析采砂工程實施后對該河段河床演變產(chǎn)生的具體影響，為類似工程提供參考。

1 工程概況

該采砂工程位于長江上游大沙壩采區(qū)，在2014年

4月至2015年2月期間開采部分砂石作為建筑材料，由于該水域?qū)嵤┎缮盎顒右褲M一個年度，需研究采砂活動對河床演變的影響。2014—2015年大沙壩采區(qū)實際開采情況統(tǒng)計見下頁表，同時對比采砂實施前2014年4月和采砂實施后2015年9月河床地形測圖，1號采區(qū)下段、2號采區(qū)和3號采區(qū)頭部等區(qū)域河床高程下降明顯，其中1號采區(qū)下段和2號采區(qū)約71%的范圍內(nèi)采挖后床面高程已低于開采控制高程，存在一定超挖現(xiàn)象。

2014—2015年大沙壩采區(qū)實際開采情況統(tǒng)計表

2 河床演變影響分析

2.1 岸線變化

采砂河段為典型的山區(qū)河流，沿河兩岸為低山丘陵帶，基巖出露，且常有石梁、石盤出露江中，岸線較不規(guī)則。目前，大沙壩采區(qū)所在河道左岸窎魚嘴至活動溪仍為天然巖坡，活動溪至馬桑溪建有護岸工程，總體來看，多年來兩岸岸坡穩(wěn)定，未發(fā)生崩岸現(xiàn)象。根據(jù)套匯采砂河段近年來岸線變化圖(見圖1)分析看出，近年來除兩岸護岸及碼頭等涉河工程處受人為施工影響有一定變化外，各年間河段內(nèi)185.00m等高線基本吻合，近年來采砂河段岸線較為穩(wěn)定，總體變化不大。

圖1 采砂河段近年來岸線變化(2007—2015年)

2.2 深泓線變化

下頁圖2對比了2007年至今采砂河段深泓線平面變化情況。從采砂河段深泓線平面變化看，2007—2013年間河道深泓走向總體趨于一致，平面位置變化甚小，雖局部位置受年際間河床沖淤影響相對有一定擺動，但并非為單一地向某岸逐年擺動，而是左右交替、穿插擺動。2013年后，受人為采砂施工影響，上游魚洞和下游楊村凼—稱沱磧邊灘內(nèi)出現(xiàn)縱向采挖區(qū)，致使河道局部深泓向邊灘側(cè)有所擺動，右移最大幅度分別約60m和140m，而大沙壩采區(qū)所在局部河道深泓線平面位置較穩(wěn)定。2014—2015年，采區(qū)所在局部河道深泓線平面位置仍較穩(wěn)定。總的來看，采砂河段多年來深泓整體較為穩(wěn)定，平面擺動不大，上下游局部位置受采砂施工影響有所偏移，但鑒于采砂河段為山區(qū)性河流，受河床組成和河道邊界條件的控制作用影響，局部范圍深泓變化對采砂河段深泓總體走向影響較小。

2.3 洲灘變化

由2014年4月至2015年9月采砂河段洲灘170.0m等高線平面變化圖(見下頁圖3)可看出，受大沙壩采砂施工影響，左岸銅盆磧—大沙壩一帶洲灘等高線仍有明顯擺動，但170.00m洲灘等高線平面擺幅較2013—2014年度明顯減小，主要表現(xiàn)為銅盆磧磧首段邊灘170.00m以上平面范圍有所減小，2號采區(qū)所在大沙壩中上段邊灘170.00m等高線向岸側(cè)略有擺動，最大擺幅約160m， 而大沙壩下段邊灘170.00m等高線平面擺動不大。采砂河段其余位置洲灘等高線平面位置基本一致，平面擺動較小。

圖2 采砂河段近年來深泓線變化(2007—2015年)

圖3 采砂河段近年來洲灘變化(2007—2015年)

2.4 深槽變化

采砂河段處于上下游彎道間過渡段，大沙壩采區(qū)局部段多年來深槽偏靠右岸，深槽走向逐漸由右岸過渡至河心偏左，采區(qū)段165.00m等高線常年貫通，深槽區(qū)床面高程在135.00～165.00m之間。

總的來看，2014—2015年大沙壩采砂施工完成后，采砂河段深槽區(qū)平面位置仍較為穩(wěn)定于偏靠右岸一側(cè)，除受采砂施工影響采區(qū)所在左岸大沙壩局部段深槽等高線向岸側(cè)有所擺動外，其余位置深槽等高線年際間平面擺動相對較小，無明顯單一發(fā)展趨勢。又從采砂前后深槽區(qū)河床地形來看，采區(qū)段深槽內(nèi)河床地形年際較為穩(wěn)定，河床沖淤變化較小。

圖4 采砂河段近年來深槽變化(2007—2015年)

2.5 沖淤變化

工程河段除局部位置受人為施工活動影響河床地形變化較明顯外，采砂河段內(nèi)河床總體沖淤變幅較小，基本在±1m以內(nèi)，本年度地形變化總體以沖刷為主，除采區(qū)局部外，沖刷范圍和深度并不大。總的來看，除河段內(nèi)施工區(qū)域外采砂河段近年來河床沖淤變化整體較小，無明顯累積性淤積，主航槽內(nèi)年際間河床地形較為穩(wěn)定，河床沖淤變化主要受上游來水來沙和人為施工活動等因素影響。

3 結(jié) 論

從以上分析可以看出，2014—2015年采砂實施后，采砂河段灘槽布局未發(fā)生變化，左岸為銅盆磧—大沙壩邊灘，河心主槽偏靠右岸。除采區(qū)所在銅盆磧—大沙壩邊灘附近局部床面地形下降較明顯外，河道其余位置總體地形變化不大，右側(cè)主航槽年內(nèi)沖淤基本平衡，床面地形較為穩(wěn)定，現(xiàn)狀條件下采砂對工程河段河床演變尚未呈現(xiàn)不利影響。但鑒于近年來大沙壩邊灘采砂量較大，而采砂活動引起河床演變及航道條件變化有一定響應(yīng)過程，且采砂河段處于三峽水庫變動回水區(qū)上段，隨著上游溪洛渡、向家壩等梯級樞紐蓄水運行，工程河段來水來沙條件將會調(diào)整變化，因此，河床演變的影響因素較多，從長遠看采砂河段河床演變?nèi)蕴幱谡{(diào)整演變過程中，今后應(yīng)進一步加強對采區(qū)河段河床演變的觀測和分析。

[1] 楊興菊.人工采砂對蚌浮段河床演變的影響分析[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報,2011,(S1):78-84.

[2] 張艾文,楊勝發(fā).長江上游德感壩采砂坑對河床演變影響分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2006(5):152-156.

[3] 茍瑾麗.汭河崇信電廠段河道河勢變化及河床穩(wěn)定性分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2012(4):44-46.

[4] 徐志揚.ArcGIS平臺的河床演變分析方法與系統(tǒng)研究[D].南京：河海大學(xué),2006.

[5] 湯伶俐.基于DEM的三維河床演變分析[D].合肥：安徽工業(yè)大學(xué),2012.

[6] 蘭宇.數(shù)字河流的河槽演變分析方法[D].南京：河海大學(xué),2007.

Analysis on influence of mountain watercourse sand mining on riverbed evolution

LIU Peng

(KuandianManchuAutonomousCountyGulouziWaterConservancyServiceStation,Dandong118217,China)

Artificial sand mining activities on watercourse changes original riverbed evolution law with certain influence on navigation in engineering river section and other functions. In the paper, concrete engineering example is combined,and river section riverbed terrain is investigated before and after sand mining activities. The terrain data in recent years are combined for post-assessment study on the influence of the sand mining project on watercourse riverbed evolution, thereby providing reference for similar projects.

sand mining; riverbed evolution; post-assessment

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.06.018

TV147

A

1005-4774(2017)06- 0076- 04