劉 娟
(新疆兵團勘測設(shè)計院(集團)有限責(zé)任公司 新疆 烏魯木齊 830002)
和田河源流由東支玉龍喀什河(以下簡稱“玉河”)和西支喀拉喀什河(以下簡稱“喀河”)組成。兩河在闊什拉什附近匯合,自匯合口至肖夾克為和田河干流,河長319km??倧搅髁?3.6億m3。和田河干支流徑流的年際變化均比較平穩(wěn),徑流年內(nèi)變化較大,水量主要集中在夏季。支流玉河同古孜洛克站多年平均徑流量為22.19億m3,喀河烏魯瓦提站多年平均徑流量為21.5億m3,干流末端肖塔站多年平均徑流量為9.57億m3。玉河同古孜洛克站的輸沙模數(shù)755t/km2,喀河烏魯瓦提的輸沙模數(shù)234t/km2,和田河兩條支流在出山口處的平均輸沙總量為1648×104t。
砂石料廠主要分布在和田河流域交通便利且離城區(qū)較近的主要河段上:玉河主要分布在玉河渠首至玉河大橋一段;喀河主要分布在墨玉大橋上游附近。截至2012年8月底,和田河流域共有審批的河道采砂企業(yè)25家,其中玉龍喀什河沿途有22家,喀拉喀什河沿途有3家。
(1)管理方式單一,無采砂規(guī)劃。對于每個采點的范圍劃定采用的是用手指,用口說大概確定一塊地方,對于采砂管理費的核定主要根據(jù)大概的年開采量來計算。
(2)執(zhí)法力度不夠。對于不按核定范圍開采、不足額繳納規(guī)費等行為,執(zhí)法人員只能進行口頭勸阻,對于不理不睬和頑固不聽的業(yè)主,毫無辦法。
(3)棄料亂堆亂放。對采砂過程中產(chǎn)生的棄料,未能按要求及時推平處理,隨意堆放在行洪河道中,會在河道中形成阻水物,抬高上游水位,嚴(yán)重影響局部河段的行洪能力,為安全行洪留下隱患。同時棄料長時期亂堆亂放,使水流的天然流態(tài)發(fā)生變化,當(dāng)水流偏向河岸時,形成對河岸的沖刷,危及當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷陌踩?/p>
2.2.1 河勢惡化,危及河岸安全
濫采亂挖河砂在一定程度上改變了河段河床結(jié)構(gòu)和水流走向,使沖淤失去平衡。不按規(guī)定深度和規(guī)定范圍開采,會導(dǎo)致河槽下切,河岸崩塌。采砂后形成沙坑,棄料亂堆亂放,使水流流態(tài)極不穩(wěn)定,造成河道水流紊亂。
2.2.2 對涉水工程或建筑物構(gòu)成威脅
如果開采深度過大,或在涉水工程附近采砂,將嚴(yán)重破壞老河和工程建筑物的基礎(chǔ)。如在橋梁附近采砂,將導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)外露。影響橋梁安全;在水文測驗河段采砂,將使水文規(guī)律發(fā)生變化,影響水文測報及防汛工作。
2.2.3 對沿河兩岸農(nóng)業(yè)用水造成影響
濫采亂挖,使河床下切,水位下降,原有的取水設(shè)施將無法取水,影響兩岸工農(nóng)業(yè)用水。
為了加強河道采砂管理,維護河道采砂管理秩序,確保涉河設(shè)施及防洪設(shè)施安全、河道行洪安全,做到砂石采補平衡,正確處理河道保護與砂石資源開采利用的關(guān)系,統(tǒng)籌兼顧和田河流域范圍內(nèi)近期市場對砂石資源的需求,對河道進行采砂分區(qū)治理。
3.1.1 保障涉水建筑物安全
玉河上已建建筑物有玉河渠首、玉河大橋、玉河二橋、玉河三橋;喀河上已建建筑物有喀河渠首、喀河大橋、喀河鐵路橋、喀河攔河閘,采砂不得影響渠首、橋梁的安全。
渠首、攔河閘的禁采范圍:渠首上、下游外延500m,左、右岸外延100m,作為樞紐的管理范圍。管理范圍邊界向外延100m作為保護范圍。樞紐的保護范圍內(nèi)作為禁采區(qū)。
交通橋的禁采范圍:根據(jù)《公路管理條例》,大中型橋梁上、下游各200m為保護范圍,依據(jù)《中華人民共和國河道管理條例》穿跨河建筑物上游100m,下游300m區(qū)域為保護范圍,考慮跨河大橋的安全選取最大值,因此,取交通橋上游200m下游300m,左右岸外延200m范圍內(nèi)的保護范圍作為禁采區(qū)。
3.1.2 保障河堤安全
根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查,玉河采砂河段兩岸已建防洪堤24.46km;喀河采砂河段兩岸已建防洪堤16.495km,臨近河堤采砂或使深泓逼岸,極易引起崩岸,因此防洪堤的安全范圍內(nèi)不得采砂。
防洪堤的禁采范圍:考慮防洪堤的穩(wěn)定,基礎(chǔ)的安全,防洪堤坡腳(背水面)向外80m至坡腳(迎水面)向外30m之間的區(qū)域,作為禁采區(qū)。
3.2.1 可采區(qū)與禁采區(qū)的過渡
可采區(qū)與禁采區(qū)的過渡,要用緩坡連接,以避免垂直開采對涉水工程的不利影響,開采深度也逐步過渡到開采區(qū)的允許開采深度,以保障水流的平順過渡。
3.2.2 堆砂場設(shè)置及棄料處理
采點的堆砂場、粉篩場、棄料場的位置應(yīng)選擇在河道過水?dāng)嗝孑^寬,地勢高且平坦,運輸工具進出方便的地方。采砂場報批年度采砂實施計劃,要做好采砂量與銷售量的基本平衡,以防止因產(chǎn)量過剩積壓大量砂石,占用河道過水?dāng)嗝妫瑖?yán)禁占用農(nóng)田、道路、堤防堆放砂石及廢料。廢料應(yīng)及時平整回填,恢復(fù)河道自然形態(tài),不得棄之不管,放任自流。
表1 玉河可采區(qū)砂礫石儲量表
表2 喀河可采區(qū)砂礫石儲量表
表3 參數(shù)對照表
表4 規(guī)劃年采砂量表
3.2.3 禁采期
和田河是一條以冰雪消融為主要補給的河流,盛夏大規(guī)模的冰雪消融是河流洪水形成最基本的原因,其次為中、低山帶的暴雨形成的洪水。
對所有類型洪水的出現(xiàn)時間作分析,大洪水集中發(fā)生于7月、8月。兩河在7月發(fā)生大洪水的機率最大,多年統(tǒng)計發(fā)生頻次達56.8%,其次是8月。為確保防洪及生產(chǎn)安全,汛期禁止采砂,因此確定每年7月1日~8月31日為禁采期。汛期以外,當(dāng)河道水位達到城區(qū)設(shè)防水位時,臨時禁采。
3.2.4 可采區(qū)的砂礫石儲量
可采區(qū)的砂礫石儲量和質(zhì)量調(diào)查分析,主要針對人口活動較密集、現(xiàn)狀有采砂需求的河段,玉河主要是渠首至下游22km河段,喀河主要是渠首至渠首下游23km河段。
(1)玉河段。
可開采區(qū)長22km,最寬900m,最窄200m,平均寬550m,面積1210×104m2,無無用層,按1.0m、2.0m、3.0m的不同深度開采,其中水上開采1.0m,水下開采2.0m,礫石平均含量為64.7%,平均含砂率為19.1%,采用平均厚度法計算,根據(jù)不同開采深度計算出凈礫石儲量、凈砂儲量,詳見表1。
(2)喀河段。
可開區(qū)長23km,最寬1.1km,最窄160m,平均寬400m,面積920×104m2,無無用層,按1.0m、2.0m、3.0m的不同深度開采,其中水上開采1.0m,水下開采2.0m,礫石平均含量為73.9%,平均含砂率為16.6%,采用平均厚度法計算,根據(jù)不同開采深度計算出凈礫石儲量、凈砂儲量,詳見表2。
3.2.5 控制采砂深度和年度開采量
為避免掠奪性、破壞性開采河砂,保護河道合理的坡降和形態(tài),應(yīng)對規(guī)劃河段年度開采量以及允許的開采深度進行控制。
(1)開采深度的確定。
根據(jù)河道的基本資料計算堤岸沖刷深度,公式采用水流斜沖護岸的沖刷深度公式:
式中,△hp——從河底算起的局部沖深(m);
α——水流流向與岸坡交角(度),計算取20°;
m——防護建筑物迎水面邊坡系數(shù),m=1;
d——坡腳處土壤計算粒徑,對非粘性土取大于15%(按重量計)的篩孔直徑,本工程根據(jù)河段的河床篩分資料選?。?/p>
Vj—水流偏斜時,水流的局部沖刷流速。
對灘地河床:
式中,B1——河灘寬度,從河槽邊緣至坡腳距離;
Q1——通過河灘部分的設(shè)計流量;
H1——河灘水深;
β——水流流速分配不均勻系數(shù),與α角有關(guān),由下表查取。
對無灘地河床:
式中,Q——設(shè)計流量;
ω——原河道過水?dāng)嗝婷娣e;
ωp——河道縮窄部分的斷面面積。
根據(jù)該公式計算的各堤防段的局部沖刷深度為1m~3m。河床開采深度要小于河道的沖刷深度,使河床斷面變化較小,河道的主流擺動較小。考慮采砂機械設(shè)備的經(jīng)濟合理開采深度,確定河道的開采深度為2m,采砂點布置在河道漫灘處,避免在現(xiàn)有河道深泓點附近開采。
(2)年度開采量的確定。
和田河流域共有審批的河道采砂企業(yè)25家,有規(guī)模較大的共5家,既產(chǎn)砂石料也產(chǎn)成品混凝土,年產(chǎn)量約為15萬m3。規(guī)模較小的砂石料廠20家,砂石產(chǎn)量低,年砂石料約5萬m3,總計年產(chǎn)量約160萬m3。
依據(jù)《新疆統(tǒng)計年鑒》(2010年、2011年、2012年)的統(tǒng)計資料,和田河流域灌區(qū),連續(xù)三年的地區(qū)生產(chǎn)總值統(tǒng)計值分別為:416261萬元、560629萬元、730747萬元。地區(qū)生產(chǎn)總值三年平均增長率為33%,依據(jù)這個增長率,根據(jù)現(xiàn)狀河段的年采砂量,預(yù)測近5年的采砂量,詳見表4。
玉河可采區(qū)河段長22km,平均開采深度2.0m計,可計算開采點的砂石資源可采量為2420萬m3,喀河可采區(qū)河段長23km,平均開采深度2.0m計,可計算開采點的砂石資源可采量為1840萬m3,兩河總計可開采量為4260萬m3,可滿足近5年內(nèi)的市場需求。
為了加強河道采砂的科學(xué)化、法制化、規(guī)范化管理,滿足行洪安全和河道管理需要,對河道采砂實行規(guī)范管理是完全必要的。在采砂河段劃定禁采區(qū)、河砂開采與河道疏浚相結(jié)合、對年度開采總量進行控制等,是保障涉水建筑物安全和維護河道行洪安全的必要措施。