天水市麦积区渭河干流采砂规划研究

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(陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西 西安 710021)

天水市麦积区渭河干流采砂规划研究

翟城武，殷雪鸣，张炳娜

(陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西 西安 710021)

通过分析渭河河道演变规律和泥沙补给，在调查采砂现状、考虑防洪安全、社会经济发展对砂石需求量的基础上，结合麦积区渭河采砂现状，划定禁采区28个、可采区个5、保留区19个，规划采砂总量为412万 m3。 为合理开发利用麦积区渭河砂石资源，避免无序过度开采提供了科学依据。

渭河；采砂；规划；天水市麦积区

渭河是黄河最大的支流，发源于甘肃省渭源县鸟鼠山，干流全长818 km，流域面积13.49万 km2。甘肃省境内河长360 km(麦积区境内长183 km)，流域面积2.55万 km2，全流域植被情况较好，历史储砂量大。近年来，随着基础设施建设力度的加大，砂石资源的需求量不断增大，在巨大经济利益的驱动下，砂石开采规模和范围逐渐增大，渭河偷采、乱采现象十分严重，给河道行洪、防洪工程以及河道建筑物造成一定安全隐患。为加强和规范河道采砂管理，保持河道采砂规划的连续性，确保河道防洪和各类涉河设施的安全，急需对渭河干流河道开展全面系统的采砂规划，更好指导采砂活动科学、有序开展。

图1 渭河北道水文站横断面变化图

1 渭河河道演变

1.1 河道演变及趋势

根据河道套绘图分析河段变迁情况，上世纪三十年代渭河渭南段河道较宽，平均约为300 m，有大量心滩、边滩，应属微弯分汊型。到五十年代滩洲锐减，只有下段零星分布浅滩，河道大为束窄，枯水河槽50 m左右。河型转换为大跨度弯曲型，直到七十年代，河道弯曲率无大的变化，多年累积右向摆动，最大950 m，平均约200 m。北道社棠段弯曲率变化不大，侧向摆动较大，累积摆动牛头河以上向左500 m，以下向左最大摆动700 m，籍河口心滩变化速度快，而稍下则形成江心洲。

根据《治河概论》一书考证，自秦朝以来，渭河一直是比较稳定的河流。整体而言渭河上游处在冲淤平衡状态，但局部河段有冲有淤。按河型划分，大跨度微弯河段微冲并接近冲淤平衡，弯曲型及蜿蜒型接近冲淤平衡。

通过套绘渭河北道水文站1990年、2004年、2007年和2010年实测河道横断面，可以看出，渭河麦积区段河槽最大下切深度为0.07～4.81 m，滩面最大下切深度0.5～3.3 m，下切总量为7 942万 m3。

根据南河川站、武山站、林家村站实测大断面资料，进行河道冲淤分析和悬浮理论计算判别。武山断面有淤积，每年平均抬升6.8 cm，南河川断面每年平均淤高1.25 cm，林家村断面有冲刷，每年降低4.16 cm。由此认为渭河干流局部有冲有淤，汛期淤积，汛后冲刷，总体上呈冲淤平衡趋势。

1.2 河道泥沙补给

1)悬移质计算。渭河麦积区段泥沙根据渭河武山站、北道站、林家村站的长系列实测泥沙资料统计，三站多年平均输沙率分别为821 kg/s、2 323 kg/s、2 346 kg/s，由内插法推算出渭河麦积区段的悬移质输沙量。悬移质计算成果见表1。

表1 渭河麦积区段悬移质计算成果表

2)推移质计算。渭河各水文站无实测推移质资料，而估算推移质输沙量的经验公式也很多，且多为经验公式，对于推移质泥沙测验资料缺乏的地区常采用推悬比的方法估算推移质输沙量。根据《工程水文学》中介绍的山区河流推悬比参数，推悬比采用0.15，工程河段推移质计算成果见表2。

渭河麦积区段河道长度为183 km，平均河宽200 m，平均比降1.6‰，流速沿程变化不大，本次考虑泥沙淤积沿程均匀分布，下游段为麦积区与宝鸡市的界河，长度约为60 km，约占渭河麦积区段长度的1/3，由于该段为界河，按照以水流为界进行面积统计，麦积区河滩面积占该段河道面积约50%，经分析计算，渭河麦积区段采砂河道长度约为11.3 km，年泥沙补给量为142万 m3。

表2 渭河麦积区段推移质计算成果表

2 采砂现状及存在问题

2.1 采砂现状

目前，渭河河道内现有砂场29家，而随着宝兰客运专线的建成通车，麦甘公路建设完成，现有29家砂场中有17家进入禁采区范围，其中有3家分别为杨贤良砂场、俞江砂场、张琳琳砂场转产为机制砂场，有12家砂场在5个可开采区范围。根据对麦积区现状河道采砂现场走访及调查统计，受暴利收益的驱使，现状大部分河段有偷采、乱采现象，出现超范围、超深度、乱挖滥采等现象，给行洪安全和防洪工程及河道建筑物带来一定的安全隐患。

2.2 存在的问题

(1)砂场在河道地内超量堆砂影响防洪。根据现场调查，目前采砂厂采砂料多堆置在河道内，随着堆积数量增加，在砂料销售不畅或效益不高情况下会长时间堆放，难以做到随采随运，有的砂堆甚至高达8～10 m，堆积上万方砂料较为普遍。按照安全渡汛要求，须在汛前及时转运走，一些不能及时转运砂料，对河道行洪产生影响的情况也时有发生。

(2)无证开采，偷采、乱采现象时有发生。由于市场对砂石资源需求加大，在巨额利益驱使下，部分采砂户不按程序申办营业执照，不按规划区域及规划要求进行非法偷采、乱挖乱采，给执法工作带来一定难度，加大执法管理的工作量。

(3)采砂对现有涉河工程造成一定影响。由于原采砂规划与新建涉河工程脱节，使涉河建筑保护范围未能得到较好落实，造成开采区距涉河建筑较近，威胁涉河建筑安全。宝兰客运专线的建成通车、麦甘公路建设以及新修防洪工程使得河道内禁采范围需要调整。

3 规划必要性及原则

3.1 规划的必要性

采砂规划是一项控制性和引导性专项规划。科学合理制定新一期河道采砂规划。1)适应采砂需求。2)切实保障防洪等公共安全的需要。3)采砂管理的需要。4)科学合理利用河砂石资源的需要。因此，全面开展麦积区渭河干流河道采砂规划是非常必要的。

3.2 规划原则

1)坚持切实贯彻执行相关法律、法规规定的原则。2)坚持河道采砂规划与社会经济发展规划相协调，服从流域综合规划和城乡发展、防洪、河道治理等相关专项规划的原则。

3)采砂规划应在保证河势稳定、防洪安全、河道工程、沿岸生产生活设施及涉河建筑物安全，满足供水和河道生态环境保护的要求。采砂规划应尽最大可能与河道整治、疏浚、清淤工程相结合。4)遵循河道采砂有序开采，可持续利用的原则。5)规划应客观的、实事求是的反映河道形态，河道砂石资源、开发利用现状的真实状况，使规划真正具有操作性、指导性，为依法科学管理河道采砂提供依据。

4 采砂分区规划

4.1 规划范围与规划期

研究范围为麦积区境内渭河干流，规划范围自甘谷县与麦积区交界至麦积区与陈仓区交界的渭河干流段，河道总长183 km。

根据采砂规划编制规程，并结合麦积区采砂现状，本次规划期为3 a。

4.2 规划分区

结合实测地形、地质勘察成果，在分析河段现状采砂对防洪工程影响的基础上，考虑跨河建筑物、防洪工程、涉水景观等控制条件，依据相关法律法规，按照规划水平年(2017—2020年)，合理进行采砂分区规划，即对规划河段进行科学的“三区”划分，即禁采区、可采区和保留区。

4.2.1 禁采区

1)划定标准。(1)根据《堤防工程设计规范》(GB 50286-2013)中关于堤防工程管理范围和保护范围的规定，结合现状渭河堤防级别，对于城防段和公路铁路段堤防工程，拟定距大堤迎水坡坡脚20m范围内为禁采区；对于农防段堤防工程，拟定距大堤内坡脚5m范围内为禁采区。(2)根据《公路安全保护条例》规定“特大型公路桥梁跨越的河道上游500 m、下游3 000 m禁止采砂；大型公路桥梁跨越的河道上游500 m、下游2 000 m禁止采砂；中小型公路桥梁跨越的河道上游500 m、下游1 000 m禁止采砂”。(3)根据《铁路运输安全保护条例》规定“桥长在500 m以上的铁路桥梁，河道上游500 m，下游3 000 m禁止采砂；桥长在500～100 m之间的铁路桥梁，河道上游500 m，下游2 000 m禁止采砂；桥长在100 m以下的铁路桥梁，河道上游500 m，下游1 000 m范围禁止采砂”。(4)根据《电力设施保护条例》规定“架空电力线路保护区：导线边线向外侧水平延伸并垂直于地面所形成的两平行线内的区域，在一般地区各级电压导线的边线延伸距离如下：1～10 kv5 m，35～110 kv10 m，154～330 kv15 m，500 kv20 m。电力电缆线路保护区：江河电缆一般不小于线路两侧各100 m所形成的平行线内的水域”，架空输电线路塔架、通讯线路塔架/塔杆周围50 m范围内为禁采区。(5)根据《石油天然气管道保护条例》规定：“穿越河流的管道设施，由管道企业与河道、航道管理单位根据国家有关规定确定安全保护范围，并设置标志。”由于渭河上石油天然气管道基本沿公路桥梁或铁路桥梁布设，所以其保护可参照《公路安全保护条例》、《铁路运输安全保护条例》进行确定，划定禁采区。(6)水文站和引水渠首枢纽：按照上游500 m，下游1 000 m范围作为禁采范围。(7)供水管线工程：上游500 m，下游1 000 m范围作为禁采区。(8)根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)，一级保护区：以地下水取水井为中心，溶质质点迁移100天的距离为半径所圈定的范围作为水源地一级保护区范围。二级保护区：一级保护区以外，溶质质点迁移1 000 d的距离为半径所圈定的范围为二级保护区。

2)禁采区划定。在河道管理范围内对不满足河势稳定、防洪安全、通航安全、水环境保护、水源保护地、供水管线、一些重要涉河工程的河段划定为禁采区，麦积区渭河干流河道共划定禁采区28个，河道总长152.3 km，面积2 471万 m2。

4.2.2 可采区

1)可采区划定。可采区的划分主要包括可采区域、可采砂量、采砂控制底高程、可采期和禁采期、采砂机具及数量、采砂作业方式、堆砂场设置及弃料处理等。可采区划定原则：一是河砂开采必须服从河势稳定、防洪安全的要求；二是必须满足可持续开发利用的要求；三是应以水流为界，以方便采砂实施及运输，避免因跨河采砂带来纠纷；四是尽量与可采区现状相结合，维护采砂者的权益，利于规划实施。

在河道演变与泥沙补给的基础上，合理考虑规划水平年采砂需求，对河势稳定、防洪安全、生态与环境和涉河工程正常运行等基本无不利影响或不利影响较小的区域划定为可采区。经规划，麦积区渭河干流河道共划定可采区5个，河道长10.3 km，面积110.8万 m2。

2)有关控制指标。(1)可采砂量。根据开采范围及开采高程，并充分考虑渭河上游及各支流河道来水来沙条件和河砂开采后泥沙的补给情况后，结合麦积区规划水平年的砂石需求量，合理确定本次可采区可采砂量。麦积区渭河干流河道可采区2017—2020年可采砂量为 412万 m3。可采区采砂量计算结果见表3。(2)主槽宽度。根据麦积区渭河治导线宽度，同时结合现状堤防、地貌、河势，对本次规划的5个可采区的主槽宽度进行划分。经分析，渭河新阳王家庄砂场可采区规划主槽宽度为104～183 m，伯阳镇下坪村可采区规划主槽宽度为70～160 m，元龙镇井儿村可采区规划主槽宽度为87～279 m，元龙镇桑渠村可采区规划主槽宽度为87～152 m，三岔镇吴寨村可采区规划主槽宽度为103～186 m。 (3)开挖边坡。采砂横断面设计主要依据防洪工程的保护范围，结合麦积区渭河河道划定的主槽线，采用合理的砂坑边坡，以各可采区横断面深泓点高程作为控制底高程。本次设计沙坑开采边坡采用1:3，开挖至控制底高程线。(4)采砂机具及作业方式。采砂机具主要包括挖掘机、传送履带、自卸汽车等。此外，根据河道特性、地层岩性等特点，麦积区渭河河道上层覆盖砂壤土层厚仅为0.3～0.6 m，且河床质大部分河段为含砾中粗砂层，因此适宜采用旱采。(5)弃料处理。可采区弃料的任意堆放，将侵占河道过流断面，可能给河道行洪带来影响，形成挑流阻流，给河势稳定带来影响。也可能因弃料堆放位置不当，给防洪工程的运行和水环境、景观带来影响。因此，禁止在河道保护范围范围内倾倒弃料和垃圾。采砂后的弃料可以用于填埋已有的沙坑，避免沙坑进一步扩大，影响河势。(6)禁采期和可采期。根据麦积区渭河采砂管理现状，渭河干流每年7月1日至9月30日为禁采期，每年10月1日至次年6月30日为可采期。

表3 麦积区渭河干流河道可采区采砂量计算结果表

4.2.3 保留区

保留区是规划河段内某些区域虽有一定的砂石资源，且砂石开采对防洪安全和对其他工程设施虽无影响，但由于其它方面的原因，如前期开采较大、交通不便、砂石需求、管理要求等诸多因素，目前暂时予以保留的区域，保留区规划主要应遵循以下原则：1)现状采砂严重的河段可设为保留区。过度采砂可对河势的稳定造成不利影响，因此可将严重采砂的河段设为保留区。2)险工段可设为保留区。如果险工段采砂严重，将直接影响工程的安全运行，可将险工段作为保留区。3)为确保河砂资源的可持续利用，在满足规划水平年砂石需求量的基础上，对滩地较大的区域划定一定范围的保留区。

规划对有一定设置可采区条件，但因暂未进行前期勘探工作或涉及面较多需进一步论证的，一时难以确认为可采区，暂列入保留区。经规划，麦积区渭河干流河道共划定保留区19个，河道长21 km，面积317万 m2。

5 结语

河砂是重要的建筑材料之一，随着经济的发展，城乡建设、交通和水利等基础设施建设都需要大量河砂，是各种建设中不可或缺的大宗传统建筑材料。本次采砂规划按照相关法规和条例，结合麦积区渭河采砂现状，共划定禁采区28个，可采区5个，保留区19个，规划采砂总量为412万 m3，在可采区适度采砂，对河势稳定、防洪安全、通航安全、水生态环境等方面均无大的不利影响，保留区经分析论证后方可转为可采区进行适度开采。规划为科学合理开发利用麦积区渭河砂石资源，避免河砂资源的无序过度开采，维护河势稳定，保障防洪和基础设施安全提供了科学依据。

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1004-1184(2017)05-0194-03

2017-06-14

翟城武(1985-)，男，陕西西安人，工程师，主要从事水利规划、防洪评价、水资源论证等相关工作。