付大慶，張?jiān)鰟?，?濤

（濰坊市水利建筑設(shè)計(jì)研究院，山東 濰坊 261205）

河道砂石是河床的重要組成部分，也是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要物質(zhì)資源，在修建堤防、工程建筑、填塘固基、吹填造地、燒制磚瓦等方面應(yīng)用廣泛。近年來，隨著山東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對砂石等建筑材料的需求量逐漸加大，采砂、取土的規(guī)模和范圍迅速擴(kuò)大，部分河流出現(xiàn)非法采砂活動(dòng)，對河勢穩(wěn)定、防洪安全、通航安全、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水文測驗(yàn)和沿河涉水工程及設(shè)施的運(yùn)營造成了不同程度的影響，并給采砂管理帶來較大困難。

河道砂礫石層是河床與河漫灘的重要沉積物，河砂資源(以下簡稱砂資源)是重要的天然建筑材料。建國以來，河道上修建了大量的攔蓄水建筑物，加之近幾十年來濰坊市降雨量偏少，又由于廠礦企業(yè)生產(chǎn)及城鎮(zhèn)居民生活用水僅限于取地表水。因此，眾多河流基本處于干涸狀態(tài)，甚至常年斷流，破壞了天然河道的砂礫石淤積、沖刷（開采）平衡。渠河就是一條典型的斷流河流。

經(jīng)過10多年來的濫采亂掘砂資源，渠河河道出現(xiàn)不同程度的變形，進(jìn)行采砂規(guī)劃與保護(hù)性開采已迫在眉睫。該河是目前山東省第一條為編制采砂規(guī)劃而進(jìn)行全河段砂資源評價(jià)與可采區(qū)砂資源質(zhì)量評價(jià)的河流。對山東省其它大中型河流的采砂規(guī)劃編制、甚至我國其它北方河流具有借鑒意義。

1 流域地質(zhì)概況

渠河發(fā)源于臨朐縣太平山西南麓，流經(jīng)臨朐、沂水、安丘、諸城與峽山等縣(市、區(qū))，于沂膠路北入山東省最大的水庫峽山水庫，全長100 km，流域面積1053 km2。濰坊市管河段自安丘與沂水縣界處的孔家莊橋至峽山水庫，全長67.1 km。

流域內(nèi)地形自西南向東北由高變低?？准仪f橋～石埠子村東北的后里村段屬丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)最高山為柘山鎮(zhèn)東的摘藥山，高程495 m，最低山為下株梧水庫西側(cè)的漏頭山，高程203.4 m，高差291.6 m。后里村～峽山水庫段屬平原區(qū)，區(qū)內(nèi)最低點(diǎn)為峽山水庫上游河套村西，高程38.0 m，高差165.4 m。

孔家莊橋～后里村段屬剝蝕堆積地形的殘丘丘陵區(qū)，河流下蝕與側(cè)蝕作用弱，形成低緩的丘陵地貌?？傮w流向從西南流向東北?？准仪f橋～蒯溝村段河勢穩(wěn)定，基本呈E-W走向，一級階地發(fā)育，左岸寬 100～300 m，右岸寬 50～100 m。蒯溝村～后里村段受兩側(cè)山體的影響，河流走向呈“S”型，左側(cè)階地寬達(dá)500～4000 m，右側(cè)寬100～500 m。

后里村～峽山水庫段屬堆積地貌類型的山前沖洪積平原。河勢穩(wěn)定，后里村～G206東的相州鎮(zhèn)張家?guī)X村段呈SW-NE走向，張家?guī)X～峽山水庫段基本呈S-N走向。

沿河兩側(cè)第四紀(jì)地層發(fā)育，分布于現(xiàn)代河床、階地及山前沖洪積平原，山丘區(qū)主要為晚更新統(tǒng)山前組與全新統(tǒng)臨沂組、沂河組，平原區(qū)主要為全新統(tǒng)臨沂組與沂河組?；鶐r主要為白堊系下統(tǒng)青山群方戈莊組、八畝地組與大盛群田家樓組。

2 砂資源來源

渠河流域內(nèi)沉積物來源主要受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與巖性的影響。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)差異較大，石埠子以上河段屬強(qiáng)隆起區(qū)，發(fā)生顯著的差異性升降運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)入河流發(fā)育和切割階段及導(dǎo)致水系扭曲；李家溝攔河壩以上段山鋒尖銳，河谷呈“V”形，河床強(qiáng)烈下切，山間漂石發(fā)育，階地發(fā)育，河床窄，坡降大，水流湍急；王莊～石埠子段河谷呈雙“S”形，河床較寬流水散亂，河床坡降相對較小，水流緩慢；石埠子以下河段屬凹陷區(qū)，接收河流上游切割碎屑物的沉積。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，尤其晚更新世以來，渠河河谷主要沉積了沂河組、臨沂組與山前組。前兩組主要分布于現(xiàn)代河床與高、低漫灘，構(gòu)成現(xiàn)代河道的主要堆積物，后一組主要分布于上游階地。

渠河河谷中的砂石以及河流中運(yùn)動(dòng)著的泥沙，據(jù)其在水流中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分為推移質(zhì)和懸移質(zhì)，推移質(zhì)泥沙前進(jìn)的速度遠(yuǎn)較水流速度小，以滾動(dòng)、滑動(dòng)或跳躍等方式沿河床呈間歇性運(yùn)動(dòng)，懸移質(zhì)泥沙與水流速度基本相同，在水中浮游前進(jìn)；推移質(zhì)輸砂量在整個(gè)河流輸砂量中占有較少的百分比，一般在沖積平原河流中，懸移質(zhì)的數(shù)量是推移質(zhì)的數(shù)十倍，甚至數(shù)百倍，在河流蝕山造原過程中，懸移質(zhì)在數(shù)量上起到非常重要的作用。

泥沙來源是河流上游或兩岸的灘地沖刷挾帶的懸移質(zhì)推移質(zhì)的沉積以及過去長期沉積形成的灘地。徑流與泥沙二者之間密切相關(guān)，由于上游修建了數(shù)座中小型水庫，致使渠河徑流量銳減，部分河段甚至長年斷流，同時(shí)河道中建壩以及其他蓄水設(shè)施也影響了河流中泥沙的搬運(yùn)。

根據(jù)渠河不同河段巖性及砂礫來源，可分為四段。源頭(太平山西麓大官莊西)～圈里鄉(xiāng)東北代莊為段1、圈里鄉(xiāng)東北代莊～李家溝攔河壩為段2流經(jīng)地區(qū)侵入巖發(fā)育，屬魯西構(gòu)造巖漿區(qū)。段1流經(jīng)山區(qū)，巖性主要是花崗巖、玄武巖、礫巖、細(xì)砂巖與粉砂巖，花崗巖與礫巖成為河泥沙礫的主要母巖，細(xì)砂巖與粉砂巖主要沉積在下游。段2流經(jīng)山區(qū)，巖性主要為花崗巖類，主要包括多種花崗巖與閃長巖，此段花崗巖類成為渠河最主要的砂礫來源。李家溝攔河壩～S222省道橋?yàn)槎?、S222省道橋～沂膠路橋?yàn)槎?分別流經(jīng)丘陵區(qū)與平原區(qū)。流域中的灰?guī)r、白云巖、頁巖、火山碎屑巖、安山巖等風(fēng)化物對床砂的貢獻(xiàn)甚小。

3 建筑用砂評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

細(xì)度模數(shù)是評價(jià)建筑用砂優(yōu)劣的重要參數(shù)之一，GB/T14684-2011中并沒有給出相應(yīng)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本文采用SL251-2000相關(guān)規(guī)定對渠河可采區(qū)建筑用砂資源進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。

3.1 混凝土用細(xì)骨料粒組劃分

根據(jù)混凝土用細(xì)骨料的天然建筑材料粒組劃分，砂礫料的分類采用顆粒分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，按粒度從大到小累計(jì)篩余質(zhì)量百分率大于50%確定。

3.2 建筑用砂評價(jià)指標(biāo)

1）細(xì)度模數(shù)。細(xì)度模數(shù)FM為衡量砂粗細(xì)程度的指標(biāo)，依據(jù)該指標(biāo)將砂分為粗、中、細(xì)3種，其細(xì)度模數(shù)分別為：3.19～3.85 mm、2.50～3.19 mm、1.78～2.50 mm。拌制混凝土用細(xì)骨粒細(xì)度模數(shù)2.5～3.5 mm 為宜。

2）平均粒徑。依據(jù)該指標(biāo)將砂分為粗、中、細(xì)3種，平均粒徑分別為：0.43～0.66 mm、0.36～0.43 mm、0.31～0.36 mm。拌制混凝土用細(xì)骨粒平均粒徑0.36～0.50 mm 為宜。

4 可采區(qū)砂資源質(zhì)量評價(jià)

可采區(qū)砂資源分左河漫灘與右河漫灘分別進(jìn)行細(xì)度評價(jià)（如表1）。因河床采砂嚴(yán)重，甚至極嚴(yán)重，為保護(hù)河床，在此不進(jìn)行評價(jià)。

通過野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)，可采區(qū)砂資源從寬度、厚度、細(xì)度模數(shù)、平均粒徑等方面綜合評價(jià)其質(zhì)量。因河床采砂嚴(yán)重，甚至極嚴(yán)重，為保護(hù)河床，在此不進(jìn)行評價(jià)。

通過評價(jià)得出如下結(jié)果：1）S222省道西：除32+000～34+000段左河漫灘質(zhì)量較差外，其余平均粒徑與細(xì)度模數(shù)基本符合，質(zhì)量較好。2）S222省道～G206 國道：43+000～44+473 段與 49+000～54+418段質(zhì)量較差；39+467～41+000段與44+879～45+500段平均粒徑與細(xì)度模數(shù)基本符合，質(zhì)量較好。3）206國道東：除 62+500～64+388段右河漫灘平均粒徑與細(xì)度模數(shù)基本符合，質(zhì)量較好外，其余質(zhì)量較差。

表1 可采區(qū)砂資源評價(jià)指標(biāo)