三峡库尾泥沙资源化现状及建议*

金中武，邱诗灵，吴华莉

(1.长江科学院，武汉 430010;2.重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆 400020)

三峡库尾河段采砂活动由来已久，近年来随着社会经济发展水平提高，长江上游特别是川渝等地对砂石资源的需求巨大。三峡水库蓄水后入库泥沙逐渐淤积，适合作为建筑材料的粗砂 (d≥0.1mm)在库尾河段淤积较多，在不影响河势稳定、航道条件、防洪等前提下，适当进行砂石资源的开采，将有利于减少水库淤积、维持防洪库容、保障库尾航运安全。可以将水库减淤和采砂管理有机结合，实现水库安全运行和规范化采砂“双赢”。

1 三峡库尾河道特性

考虑到三峡工程各阶段蓄水运用影响，坝前水位135m时，回水末端位于南沱至涪陵之间，距三峡大坝454～487.7km;坝前水位139m时，回水末端位于北拱至大河口之间，距大坝503.8～514.8km;坝前水位156m时，回水末端在铜锣峡附近，距三峡大坝约598km;2008年10月，试验性蓄水期，当坝前水位172m时，回水末端在塔坪附近，距三峡大坝683km;2009～2010年，坝前水位175m时，回水末端在江津附近，相应常年回水区在长寿附近。本次研究主要考虑三峡水库175m蓄水影响，库尾河段研究范围拟定为上起重庆江津，下至位于涪陵附近的清溪场，长约200km，涉及重庆市主城区、洛碛长寿区及涪陵区。

该河段位于川江中段，流经峡谷、丘陵和阶地之间，河床稳定，主要组成为基岩和覆盖层两大类，以基岩为河床总体框架，并在部分基岩面上堆积着厚度不一的、由多类物质组成的覆盖层。河道平面形态复杂，岸边多石梁凸嘴，有的河段江中礁石密布、分布散乱，使水流形成不良流态。河床底部高低起伏较大，河床宽窄相间，深槽与浅滩交替出现。宽阔河段洪水河宽1000～1500m，江中多出现大的边滩或江心洲，形成各类浅滩。自重庆主城区以下有铜锣峡、黄草峡、明月峡及剪刀峡四个峡谷河段，洪水河宽300～400m，枯水河宽最窄处不足150m。枯水期平均纵比降0.17‰，洪水期略有增加，为0.2‰左右。一般河段枯水期平均流速1～3m/s，急流河段表面流速可达到4m/s以上。河段内有九龙坡、铜元局、猪儿碛、铜锣峡、郭家沱、野土地、水葬、明月峡、大箭滩、上洛碛、下洛碛、黄草峡、青岩子、牛屎碛、剪刀峡等浅滩或险滩。

三峡库尾河段处在扬子准地台四川台坳，地壳比较稳定，断裂稀少，地震活动弱，主要为岩质岸坡，岸坡岩性主要为侏罗系、白垩系红色砂岩、泥岩，局部分布有三叠系的灰岩。沿江两岸大部分岸坡稳定条件较好，抗冲刷能力较强。

2 三峡入库砂石资源特性

三峡入库砂石资源中，有入库悬移质泥沙中的粗颗粒泥沙、推移质泥沙及河床边界泥沙。

2.1 入库悬移质泥沙

三峡水库175m蓄水方案，回水末端至重庆主城区河段以上，库尾范围约为200km。基于研究目的，库尾水沙特性分析选取长江干流朱沱水文站、嘉陵江北碚水文站和乌江武隆站、长江干流寸滩水文站为库尾河段内分段控制站，进行各水文站沙量变化特性分析。表1统计了三峡入库主要控制水文站悬移质中的粗沙输移量 (d≥0.1mm)变化情况。

表1 三峡入库主要水文站各时段沙量统计

从表1可以看出，三峡入库沙量呈减少趋势，如朱沱站多年平均悬移质中的粗沙输移量有4290万t，2006～2010年减少为年均1830万t。近年来，三峡入库悬移质中的粗沙输移量仍然可观，2006～2010年朱沱、北碚和武隆站的年均粗沙输移量之和为1994万t。

2.2 入库推移质泥沙

长江上游寸滩站砾卵石推移质 (D＞10mm)观测较早，1974年相继在朱沱、万县站开展观测，2002年起，嘉陵江东津沱站和乌江武隆站进行砾卵石(D＞2mm)推移质测验 (见表2)。根据对宜宾至宜昌河段卵石推移量观测统计，近年来长江上游卵石推移来量呈减少现象。2003年以前，长江干流朱沱、寸滩、万县多年平均砾卵石推移量分别为26.9万t、22.0万t、34.1万t，2002年东津沱和武隆站分别为0.053万t、18.7万t。2003～2006年朱沱、寸滩、万县站平均推移量分别为16.8万t、4.84万t、0.48万t，东津沱和武隆站分别为1.00万t、11.2万t。三峡水库156m蓄水以后，上游卵石基本沉积在丰都以上河段。近期上游卵石来量在不考虑宜宾至朱沱沿江开采及区间河段补给的情况下，长江上游河段卵石沉积量约在27.5万t左右。

表2 各测站砾卵石推移量测量成果

长江上游沙质推移质观测资料较少，1991年寸滩开始施测沙质推移质 (D＜2mm)，1991～2007年沙质推移质平均输沙量为24.1万t，推悬比不到1%，近期沙质推移质泥沙大部分将沉积在清溪场以上的，水库变动回水区范围内。

2.3 河床边界泥沙

三峡库尾河段位于低山丘陵向高山峡谷河道过渡段，两岸为山岩或阶地，河床泥沙多为卵石和粗沙。库尾河段河床覆盖层薄，但局部宽阔河段碛坝部位覆盖层相对较厚，最大可达20～30m。三峡水库蓄水后，河道泥沙淤积，河床组成细化。根据2006～2009年库尾河段河床质取样观测，李渡～铜锣峡河段2006年泥沙中值粒径为73.9mm，2009年中值粒径下降至21.6mm，总体上仍以卵石夹沙河床为主。但在库尾河段下段相对宽阔区域，河床表层覆盖物已为细沙和极细沙。详见表3。

表3 库尾河段实测表层干容重及粒径成果

3 采砂现状

目前，长江库尾河段采砂主要以水采为主，多用吸沙泵式采砂船，开采卵石的采砂船则使用链斗式挖掘机。三峡水库蓄水期，库尾河段沿程水深变化较大，不同水深对采砂船功率要求有较大的变化。水深较大河床上采砂要求较大功率的吸沙泵。蓄水期库尾下段水深较大，采砂船功率一般在500～1250马力之间，库尾河道上段及主城区河段采砂船功率较小，一般在150～350马力左右。据此初步统计，2010年采点65个，2011年采点达到86个，采点数量出现明显增加情况。2010年许可开采721万t，2011年许可开采947 万 t。

4 采砂存在的主要问题

4.1 采砂管理前期工作滞后

目前，河道采砂活动缺乏全面、统一的规划，使得采砂审批许可和管理缺乏科学依据。无规划指导的采砂活动，将给河势稳定、防洪安全、通航安全、水生态与环境保护、涉水工程及设施正常运用带来较大影响。

4.2 采砂管理队伍不健全

长江上游三峡库尾河道采砂管理战线长，各地没有专门的采砂管理机构，管理人员偏少，缺乏满足采砂现场监管的执法队伍，同时，缺乏专用执法装备和专项管理及执法经费，采砂管理能力薄弱，与采砂管理的要求不相适应，采砂的日常监管与集中整治工作困难。采砂管理地方政府行政首长负责制尚未落实到位，有的地方水行政主管部门对采砂管理重要性的认识不够，采砂管理责任制体系未完全建立。

4.3 有关部门对采砂管理思想不统一

由于采砂活动涉及水行政、航道、海事多部门权限范围，各个部门管理思路存在差异，在缺乏规划指导下，加重了主管单位管理难度，难于全面管理到位。

5 两点建议

5.1 控制采砂位置

据有关研究成果，变动回水区淤沙颗粒沿程分布为:总趋势是上游粗，愈往下游愈细;横向上的分布是槽粗滩细。卵石主要淤积在变动回水区上端，但随着水库运行时间增长而逐渐向下游推移，少量卵石过铜锣峡。各种颗粒的泥沙都参与了变动回水区的累积性淤积，江津附近至铜锣峡河段内淤积的泥沙中，小于0.05mm的占总淤积量的27%～32%，大于0.1mm的粗沙，淤在铜锣峡以上的较多，约占33%。粗颗粒主要淤在主槽，细颗粒主要淤在边滩，如以建库后消落期的枯水水边线划分边滩和主槽，则淤积量的70%淤在边滩，30%淤在主槽。三峡水库蓄水运用后，变动回水区淤沙颗粒沿程分布及横向分布均有利于采砂区的规划与布置，但在泥沙淤积区即边滩或者河槽设置采砂点，有可能影响或者破坏原有的航道条件，应引起采砂规划、采砂施工等有关部门重视，并采取应对措施。

5.2 控制采砂量

近期水利部门正在组织采砂规划的编制，结合上游以往来沙情况和水库淤积特点，原则上年控制开采量不超过年均悬移质d≥0.1mm泥沙沉积量的50%是合适的，同时，随着三峡水库建成运行，三峡库尾河段流速减小致使沿程泥沙发生淤积，适量开采有利于减小库区的泥沙淤积。综合分析认为，三峡库尾河段年度采砂总量控制在1000万t左右是比较合适的。

6 结语

三峡水库泥沙淤积虽然对防洪、发电、航运等所带来的是不利影响，但给采砂提供了泥沙资源，为库区经济发展开辟了另一条致富之路，更能体现三峡水库的综合效益。三峡水库蓄水运用30年，库区淤积53亿～89.6亿m3，年淤积量1.7亿～3.0亿 m3，变动回水区 (丰都以上)淤积6.9亿～12.7亿m3，年淤积量0.23亿～0.42亿m3，如果变动回水区保持每年采砂0.3亿～0.55亿t(按平均容重1.3t/m3计)，可减少库区淤积、增加库容7亿～13亿m3。因此，三峡水库泥沙淤积为库区泥沙资源可持续提供了机遇，同时，采砂也使水库防洪、发电、航运等综合效益得到进一步发挥。

［1］金中武，范北林，徐海涛．三峡水库变动回水区泥沙问题研究［J］．水利水电技术，2009(5):14-18．

［2］金中武，卢金友，徐海涛．长江上游推移质泥沙输移特性分析［J］．人民长江，2008(18):63-66．

［3］卢金友，金中武，郭炜，徐海涛．长江上游推移质泥沙输移研究［J］．长江科学院院报，2009(1):5-8．

［4］李大志，张细兵，等．三峡水库库尾采砂现状调查报告［R］．长江水利委员会长江科学院，2012，3．

［5］金中武，李大志，等．长江干流宜宾至宜昌岸线综合利用规划［R］．长江水利委员会，2009，3．