鴨綠江老嶺區域地質環境背景及重大災害應急救援物資運輸通行性分析

晏福興，唐雪峰，國 林，史明志，于 雷，魏海峰

(中國地質調查局哈爾濱自然資源綜合調查中心，黑龍江 哈爾濱 150086)

地勢變化、山體走向、水系發育、河網密度等地質環境對重大災害應急救援物資運輸路徑分析提供了基礎地質資料。江河作為線狀水體，在重大災害發生時應急救援物資運輸中有利有弊。橫向分布的河流，其障阻性對救援物資運輸會帶來一定的影響。縱向分布的河流，若位于翼側，則會形成天然的應急救援物質運輸保護屏障；若位于中部，則會阻礙應急救援物資的運輸，不便于左右機動與協同；若河流能航運，則可構成水上通道。

彎曲的河道，利于選擇渡河位置，通常以江河彎向己方的河段為渡河點，以便得到河岸兩前伸部位上的后備物資支援。河流寬度越大，水域面積越大，渡涉的難度就越大，越野機動的難度越大，應急救援物資運輸的難度就越大。水系分布過密的地區，在前進方面，應以水障的克服，渡口、場地的選擇等行動措施作為重點。徒涉場地通常選在河流水淺、流速較緩、河底平坦、底質堅硬、河流兩側有一定駐屯集結地域的河段。

鴨綠江是山區大河，在實際應用中屬于橫向河流，阻隔作用明顯。因此，通過對鴨綠江老嶺區域(青石鎮石湖村到太王鎮下解放村之間)地質環境背景的分析，充分認識現存的地質環境，可為重大災害應急救援物資運輸時利用地質環境提供合理的建議。本文通過對影響江河渡涉性能的因素與規律的分析，結合鴨綠江老嶺區域地質背景與水文狀況，從規劃應急救援物資的渡江通道、徒涉通道和應急通道3個運輸路徑對鴨綠江老嶺區域重大災害應急救援物質運輸的通行進行了分析，并給出了渡涉場地選擇的具體建議。

1 鴨綠江老嶺區域地質背景與水文狀況

鴨綠江由青石鎮石湖村流入測區，由太王鎮下解放村流出，其中青石村-石湖村為云峰水庫庫區。在測區內鴨綠江長64.1 km，落差為110 m，坡降平均為0.75‰，平水期(6～7月、10～12月)水面寬為180～210 m，水深為2.3～4.3 m，流速為1.8～2.6 m/s(見表1)；河床底質以卵石、漂礫為主，河流侵蝕側岸岸質以基巖為主，岸質以粗砂、卵石為主，河流沉積側形成河漫灘和階地;河道形態在青石村、望江樓村和上解放村彎曲起伏較大，在望江樓村下游至下解放村區間河道較平直，流速較為平緩。鴨綠江一年有春、夏兩汛，終年不凍,春汛發生在5～6月，一般年份春汛不大；夏汛多發生于7～9月，常因暴雨造成較大的洪峰，洪水漲落急劇。

表1 測區鴨綠江各斷面水文狀況Table 1 Hydrological condition of each section of Yalu River in the survey area

鴨綠江沿岸以中低山為主，山多地少，僅在河流兩側階地上有小范圍平坦地區，為農田和村舍聚集地。區內鴨綠江上修建有云峰水電站(中朝，建成)、長川水電站(朝鮮，在建)、望江樓水電站(中國，在建)。此外，鴨綠江右岸建有防洪堤壩5處，總長為9 609 m，均為土石混合江堤，堤高為2.5～14.0 m，坡陡大于80°。因云峰水電站日常發電時將江水導入北側山體中導流涵洞，導致云峰大壩以下至水電站電廠處共13 km范圍水深較淺(10～50 cm)，河寬為0～50 m，部分地段斷流；長川水電站、望江樓水電站蓄水期間，需儲蓄大量江水，會導致壩下江水變淺，流速變緩。

2 影響渡江、架橋的因素與規律

影響渡河、架橋的主要因素有水寬、水深、流速、底質、岸質、水工建筑物的分布和江河結冰情況等，具體分析如下：

(1) 水寬：水寬指江河的橫向寬度。較窄的河流，一般水深較淺，便于組織人員攜帶救援物資渡河，利于架橋和維護；較寬的河流，一般水深較大，渡江、架橋和維護都困難。

(2) 水深：水深指水面至水底的垂直距離，通常把河床斷面上的最大水深，作為一定河段的水深值。水深的大小會影響人員渡江及渡江工具的選用，進而影響救援物資的運送。若流速不大，水深1.5 m以下的河流利于人員通過；水深為5 m以下的河流，中型運輸機械可通過。河流水深的變化有一定的分布規律：直伸河段，深水區位于河床中部；彎曲河段，深水區靠近凹形陡岸。掌握此規律有利于實地尋找渡江路線，繞過深水區。

(3) 流速：流速指單位時間內水體的流動距離。對于江河，通常以主河道某處的流速作為相應河道的流速，其大小對渡河的影響很大。不同流速條件下人員和車輛的允許最大涉水水深，見表2。此外，流速小于1 m/s的河流，對渡口類型的選擇沒有影響，可使用任何渡江工具；當河流流速為1～2 m/s時，大型運輸機械操作出現困難；當河流流速超過2 m/s時，不僅不能使用大型運輸機械，而且也不能架設浮橋或構筑低水橋。

表2 不同流速下人員和車輛的允許最大涉水水深Table 2 Maximum allowable wading depth for persons and vehicles at different flow rates

(4) 底質：底質指水底表層物質的性質，其軟硬程度會影響人員和車輛渡江，并關系到渡口位置選擇和工程構筑的難易。車輛和大型運輸機械只能在較平的硬底質上渡過，如砂質、礫石或基巖底質(但不能有巨石阻擋)，若是軟泥底質，則會出現打滑、熄火現象。河流流速與底質的關系，見表3。

表3 河流流速與底質的關系Table 3 Relationship between flow rate and substrate of river

(5) 岸質：岸質包括河岸的高度、坡度和土質的堅固程度。硬質河岸高度大于0.3 m時，對汽車構成障礙；河岸高度超過1.2 m時，大型運輸機械不能通過。河岸坡度為6°～12°的緩岸，車輛容易涉水上岸；河岸坡度為近于25°的陡岸，只有大型運輸機械才能通過;當河岸坡度超過25°時，則必須將其改造成緩坡。河岸的土質若為硬砂或礫石，車輛可反復通過；若為細粒土，則很快會被壓垮。

(6) 水工建筑物：水工建筑物通常指為利用江河水資源而修筑的建筑物，如水電站、水壩等，常為通航的阻隔，但水壩壩頂通常可通行汽車，是良好的救援物資渡江通道。

(7) 江河結冰情況：通常北方河流冬季會結冰，當冰層厚度<20 cm時，可破冰涉水渡江；當冰層厚度>20 cm時，破冰困難，可視冰情沿冰面渡江。

3 鴨綠江渡涉性能分析

本文從渡江通道、徒涉場地、應急通道三個方面對鴨綠江渡涉性能進行分析。

3.1 渡江性能基本概況

(1) 鴨綠江云峰電廠—下解放村段：該段河流底質以卵石為主，平水期(6～7月、10～12月)最大水深介于2.3～4.3 m之間，且大于1.5 m，江水較深不適合徒涉；最大流速介于1.8～2.6 m/s之間，流速較大不適合潛渡；下解放村、上解放村、長川村、黃柏村、蒿子溝付、望江樓付、下套村等地河道平直，江流平緩，河流兩側為河漫灘和階地區，地勢平坦，交通便利，有小范圍集結地域，河流岸質以碎石和砂土為主，可架設舟橋渡江。該河段枯水期(12～3月)最大水深介于0.6～2.0 m之間，一般小于1.5 m，此時江水較淺、流速較緩，且河流底質堅硬可徒涉。

(2) 鴨綠江云峰電廠—云峰大壩段：該地段因江水由北側山體中導流涵洞導出，水深較淺(10～50 cm)，河寬為0～50 m，部分地段斷流，流速較緩，且河流底質以卵石為主可徒涉。

(3) 鴨綠江云峰大壩—石湖村段：該地段為云峰水庫庫區，水寬為700～970 m，最大水深介于47.8～86.8 m之間，江水寬且水深，不適合徒涉和潛渡。每年1月中旬至4月上旬為云峰水庫封凍期，平均冰厚約0.8 m，可供人員和車輛臨時通行。

(4) 鴨綠江上解放村段:該地段中方一側為凹岸區，建有環球公司碼頭，可供小型船舶渡江。

(5) 鴨綠江老嶺區域有長川大壩(在建)、望江樓大壩(在建)和云峰大壩3座水工建筑，均為混凝土重力壩，壩頂寬為7～10 m，可通行汽車，可應急通行，為應急通道，可作為應急緊急救援物質的運送通道。

(6) 鴨綠江長川村、望江樓村和青石村處修建的水電站均無船閘等通航設施，為通航阻隔，但大壩之間河段可供小型船舶通航，可構成局部水上通道。其中，下解放村—長川村段、長川村—望江樓村段和望江樓村—下套村段常年不凍，小型船只可以通航；在云峰大壩—石湖村一帶為云峰水庫庫區，水深較大，除封凍期外可以通航稍大船舶。

3.2 渡江通道選取

渡江通道的選取需考慮以下幾個因素：水流平緩；水深達到一定程度；渡江通道兩岸有適合駐地集結和展開的區域，且交通便利。根據以上條件，通過實地調查，結合遙感解譯發現鴨綠江老嶺區域內下解放村、上解放村、長川村、黃柏村、蒿子溝村、望江樓村、下套村等地河道平直，江流平緩，江兩側為河漫灘和階地區，地勢平坦，交通便利，有小范圍集結地域，河流岸質以碎石和砂土為主，故在鴨綠江老嶺區域內共選取6處舟橋架設適宜區作為渡江通道，見圖1和表4。

圖1 鴨綠江渡江性能地質條件簡圖Fig.1 Geological condition of Yalu River crossing performance

表4 鴨綠江老嶺區域舟橋架設適宜區水文特征Table 4 Hydrological condition table of suitable areas for the erection of bridge in Laoling Area of Yalu River

3.3 徒涉通道選取

徒涉通道通常選在河流水淺、流速較緩、河底平坦、河流底質堅硬、河流兩側有一定集結地域的河段。

通過野外實地調查，結合遙感解譯及收集的資料，根據鴨綠江水文動態變化情況、河流底質及岸質特征、兩岸地形地貌和交通狀況，在鴨綠江老嶺區域內共選取救援物資徒涉通道4處，分為常態徒涉場地和水電站蓄水期徒涉場地兩類，分別為云峰大壩至云峰水電站常態徒涉場地、沿泡江心灘常態徒涉場地、望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地、長川水電站下游蓄水期徒涉場地，見圖2。

3.3.1 云峰大壩至云峰水電站常態徒涉場地

云峰大壩至云峰水電站常態徒涉場地(見圖2)位于青石村附近沿江一帶，起于云峰大壩壩址，終于云峰水電站，全長為13 km。由于云峰水電站發電時，水庫容量由電廠處的導流涵洞排泄，導致該河段水深較淺(10～50 cm)，河寬為0～50 m，部分地段斷流，河流底質、岸質以卵石為主，可徒涉通行。

圖2 鴨綠江徒涉場地地質條件簡圖Fig.2 Geological condition of the sites around Yalu River

該地段中方一側云峰大壩至青石村四組之間主要為階地，地勢平坦，階地以碎石、角礫、粗砂、粉土為主，可作為集結地域；青石村四組至云峰電廠之間為連續低山，山勢陡峭，沿江有窄條帶狀分布的河漫灘，成分主要為卵石。江中有三江島，隸屬于朝鮮，長2.5 km、寬0.5 km，由松散物質堆積而成，河流底質以卵石、粉土等為主，島嶼將鴨綠江分割成兩部分，朝方一側河道較高，當水庫不放水時，河道近于干涸。

該地段朝方一側的云峰和三江里地勢較為平坦，可作為集結地域,中朝兩側均修筑有公路，交通方便，與三江島有停用的鐵路橋梁相通，其他地段地形起伏較大。

3.3.2 沿泡江心灘常態徒涉場地

沿泡江心灘常態徒涉場地(見圖2)位于云峰湖景區售票處20°方向約200 m處的河漫灘上(見圖2)，此處河寬為221 m，河流流向為250°，河水清澈呈淺綠色，河流底質為卵石，卵石直徑為5～20 cm，河中有心灘出露，灘質為卵石。心灘距中方河漫灘約為63 m，最大水深為20 cm，河流流速約為0.84 m/s；心灘距朝方河漫灘約為158 m，最大水深為0.80 m，流速為1.70 m/s，可徒涉通行。

該河段中方一側河流岸質為河漫灘，灘質以直徑為5～30 cm的卵石為主，河漫灘寬度約為65 m，可作為集結地域，河漫灘后緣有沿江公路通過，與水面高差約為10 m，公路緊靠山體修建；該河段朝方一側河流岸質為河漫灘，沿江呈帶狀分布，河漫灘平均寬度約為60 m，河漫灘后緣有公路及鐵路通過，與水面高差約為13 m，公路以南地勢平坦，上覆農田，可作為集結地域。

3.3.3 望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地

望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地(見圖2)位于望江樓水電站230°方向約107 m處，壩體施工尚未完成，南側6個水閘已修好通水，河寬約為113 m，北側壩體正在修建，預計建成后水閘控制寬度為326 m。此處河流流向為245°，河水清澈呈深綠色，河流底質為卵石。望江樓水電站蓄水期間，水深和流速將會大大減小，可徒涉通行。

該河段中方一側為連續灰巖低山，高約250 m，山勢陡峭，植被茂密，山腳上有公路，公路東側修筑了高約4 m的混凝土砌石護岸堤，坡度約為35°。該河段朝方一側有河漫灘沿江呈帶狀分布，最大寬度約為100 m，灘質為卵石，灘上有堤岸，高約15 m，河漫灘后緣為河流階地，階地高約1.5 m，地勢平坦，現為農田，其上有公路及鐵路通過，可作為集結地域。階地以南為低山，坡度較緩，山腳有零星村舍。

由于望江樓水電站正在施工，水量集中，施工完畢后，水電站蓄水期間可以在下游河漫灘處徒涉。

3.3.4 長川水電站下游蓄水期徒涉場地

長川水電站下游蓄水期徒涉場地(見圖2)位于長川水電站210°方向約430 m處，此點位于河流轉彎處，上游約500 m處河流流向為200°，此點河流流向為230°，下游130 m處河流流向轉為250°。該地段河寬為198 m，河中有心灘出露，水深較淺，河水清澈透明呈深綠色，河流底質為粗砂夾卵石，卵石直徑為10～30 cm，可徒涉通行。

該地段中方一側為河漫灘，沿江呈帶狀分布，最大寬度約為82 m，長度約為530 m，灘質為粗砂夾卵石，河漫灘后緣為一級階地，地勢平坦，坡度約為3°，其上為農田，階地寬約為468 m，上有村舍，村舍靠近公路，可作為集結地域,階地后緣為山體；該地段朝方一側為河漫灘，高約1.5 m，坡度約為20°，其上有公路通過，河漫灘后緣有鐵路通過，鐵路緊臨低山，山高約為200 m，坡度約為40°，山體兩側發育沖溝，沖溝出口處修有約4 m高的攔石壩。

以上4處徒涉場地均能支持人員和車輛渡江，可保障重大災害應急救援物資快速機動通行。

3.4 應急通道選取

應急通道的選取要考慮以下幾點因素：交通便利；具有一定的應急通行能力；兩岸有較適合的集結和展開的區域。根據以上條件，通過實地調查，結合遙感解譯，選取鴨綠江老嶺區域長川大壩、望江樓大壩和云峰大壩，均為混凝土重力壩作為應急通道，這3座大壩均為混凝土重力壩，壩頂寬7～10 m，壩頂可通行汽車，可應急通行，可作為緊急救援物資的運送通道。

4 結論與建議

本文通過對鴨綠江老嶺區域渡江性能進行分析，對于重大災害應急救援物資運輸選取的渡江通道、徒涉通道和應急通道提出如下建議：

(1) 下解放村、上解放村、長川村、黃柏村、蒿子溝村、望江樓村、下套村等地江兩側地勢平坦，可架設舟橋渡江，選取舟橋架設適宜區6處為渡江通道，可保證應急救援物資快速、有效地運送。

(2) 可選取徒涉通道4處，分別為云峰大壩至云峰水電站常態徒涉場地、沿泡江心灘常態徒涉場地、望江樓水電站下游蓄水期徒涉場地、長川水電站下游蓄水期徒涉場地，可供人員和各類型機械通行。

(3) 鴨綠江上老齡區域建有3座混凝土大壩聯接朝鮮，分別為云峰大壩、望江樓大壩和長川大壩，壩頂寬為7～10 m，壩頂可通行汽車，可應急通行，可選取其作為應急通道，可作為應急緊急救援物資的運送通道。