潍坊市渠河可采区建筑用砂资源质量评价

付大庆，张增刚，王 涛

（潍坊市水利建筑设计研究院，山东 潍坊 261205）

河道砂石是河床的重要组成部分，也是基础设施建设的重要物质资源，在修建堤防、工程建筑、填塘固基、吹填造地、烧制砖瓦等方面应用广泛。近年来，随着山东省经济社会的快速发展，对砂石等建筑材料的需求量逐渐加大，采砂、取土的规模和范围迅速扩大，部分河流出现非法采砂活动，对河势稳定、防洪安全、通航安全、水生态环境保护、水文测验和沿河涉水工程及设施的运营造成了不同程度的影响，并给采砂管理带来较大困难。

河道砂砾石层是河床与河漫滩的重要沉积物，河砂资源(以下简称砂资源)是重要的天然建筑材料。建国以来，河道上修建了大量的拦蓄水建筑物，加之近几十年来潍坊市降雨量偏少，又由于厂矿企业生产及城镇居民生活用水仅限于取地表水。因此，众多河流基本处于干涸状态，甚至常年断流，破坏了天然河道的砂砾石淤积、冲刷（开采）平衡。渠河就是一条典型的断流河流。

经过10多年来的滥采乱掘砂资源，渠河河道出现不同程度的变形，进行采砂规划与保护性开采已迫在眉睫。该河是目前山东省第一条为编制采砂规划而进行全河段砂资源评价与可采区砂资源质量评价的河流。对山东省其它大中型河流的采砂规划编制、甚至我国其它北方河流具有借鉴意义。

1 流域地质概况

渠河发源于临朐县太平山西南麓，流经临朐、沂水、安丘、诸城与峡山等县(市、区)，于沂胶路北入山东省最大的水库峡山水库，全长100 km，流域面积1053 km2。潍坊市管河段自安丘与沂水县界处的孔家庄桥至峡山水库，全长67.1 km。

流域内地形自西南向东北由高变低。孔家庄桥～石埠子村东北的后里村段属丘陵区，区内最高山为柘山镇东的摘药山，高程495 m，最低山为下株梧水库西侧的漏头山，高程203.4 m，高差291.6 m。后里村～峡山水库段属平原区，区内最低点为峡山水库上游河套村西，高程38.0 m，高差165.4 m。

孔家庄桥～后里村段属剥蚀堆积地形的残丘丘陵区，河流下蚀与侧蚀作用弱，形成低缓的丘陵地貌。总体流向从西南流向东北。孔家庄桥～蒯沟村段河势稳定，基本呈E-W走向，一级阶地发育，左岸宽 100～300 m，右岸宽 50～100 m。蒯沟村～后里村段受两侧山体的影响，河流走向呈“S”型，左侧阶地宽达500～4000 m，右侧宽100～500 m。

后里村～峡山水库段属堆积地貌类型的山前冲洪积平原。河势稳定，后里村～G206东的相州镇张家岭村段呈SW-NE走向，张家岭～峡山水库段基本呈S-N走向。

沿河两侧第四纪地层发育，分布于现代河床、阶地及山前冲洪积平原，山丘区主要为晚更新统山前组与全新统临沂组、沂河组，平原区主要为全新统临沂组与沂河组。基岩主要为白垩系下统青山群方戈庄组、八亩地组与大盛群田家楼组。

2 砂资源来源

渠河流域内沉积物来源主要受新构造运动与岩性的影响。新构造运动差异较大，石埠子以上河段属强隆起区，发生显著的差异性升降运动和水平运动，同时进入河流发育和切割阶段及导致水系扭曲；李家沟拦河坝以上段山锋尖锐，河谷呈“V”形，河床强烈下切，山间漂石发育，阶地发育，河床窄，坡降大，水流湍急；王庄～石埠子段河谷呈双“S”形，河床较宽流水散乱，河床坡降相对较小，水流缓慢；石埠子以下河段属凹陷区，接收河流上游切割碎屑物的沉积。新构造运动，尤其晚更新世以来，渠河河谷主要沉积了沂河组、临沂组与山前组。前两组主要分布于现代河床与高、低漫滩，构成现代河道的主要堆积物，后一组主要分布于上游阶地。

渠河河谷中的砂石以及河流中运动着的泥沙，据其在水流中的运动状态，分为推移质和悬移质，推移质泥沙前进的速度远较水流速度小，以滚动、滑动或跳跃等方式沿河床呈间歇性运动，悬移质泥沙与水流速度基本相同，在水中浮游前进；推移质输砂量在整个河流输砂量中占有较少的百分比，一般在冲积平原河流中，悬移质的数量是推移质的数十倍，甚至数百倍，在河流蚀山造原过程中，悬移质在数量上起到非常重要的作用。

泥沙来源是河流上游或两岸的滩地冲刷挟带的悬移质推移质的沉积以及过去长期沉积形成的滩地。径流与泥沙二者之间密切相关，由于上游修建了数座中小型水库，致使渠河径流量锐减，部分河段甚至长年断流，同时河道中建坝以及其他蓄水设施也影响了河流中泥沙的搬运。

根据渠河不同河段岩性及砂砾来源，可分为四段。源头(太平山西麓大官庄西)～圈里乡东北代庄为段1、圈里乡东北代庄～李家沟拦河坝为段2流经地区侵入岩发育，属鲁西构造岩浆区。段1流经山区，岩性主要是花岗岩、玄武岩、砾岩、细砂岩与粉砂岩，花岗岩与砾岩成为河泥沙砾的主要母岩，细砂岩与粉砂岩主要沉积在下游。段2流经山区，岩性主要为花岗岩类，主要包括多种花岗岩与闪长岩，此段花岗岩类成为渠河最主要的砂砾来源。李家沟拦河坝～S222省道桥为段3、S222省道桥～沂胶路桥为段4分别流经丘陵区与平原区。流域中的灰岩、白云岩、页岩、火山碎屑岩、安山岩等风化物对床砂的贡献甚小。

3 建筑用砂评价标准

细度模数是评价建筑用砂优劣的重要参数之一，GB/T14684-2011中并没有给出相应评价标准，本文采用SL251-2000相关规定对渠河可采区建筑用砂资源进行质量评价。

3.1 混凝土用细骨料粒组划分

根据混凝土用细骨料的天然建筑材料粒组划分，砂砾料的分类采用颗粒分析试验数据，按粒度从大到小累计筛余质量百分率大于50%确定。

3.2 建筑用砂评价指标

1）细度模数。细度模数FM为衡量砂粗细程度的指标，依据该指标将砂分为粗、中、细3种，其细度模数分别为：3.19～3.85 mm、2.50～3.19 mm、1.78～2.50 mm。拌制混凝土用细骨粒细度模数2.5～3.5 mm 为宜。

2）平均粒径。依据该指标将砂分为粗、中、细3种，平均粒径分别为：0.43～0.66 mm、0.36～0.43 mm、0.31～0.36 mm。拌制混凝土用细骨粒平均粒径0.36～0.50 mm 为宜。

4 可采区砂资源质量评价

可采区砂资源分左河漫滩与右河漫滩分别进行细度评价（如表1）。因河床采砂严重，甚至极严重，为保护河床，在此不进行评价。

通过野外地质调查、室内试验，可采区砂资源从宽度、厚度、细度模数、平均粒径等方面综合评价其质量。因河床采砂严重，甚至极严重，为保护河床，在此不进行评价。

通过评价得出如下结果：1）S222省道西：除32+000～34+000段左河漫滩质量较差外，其余平均粒径与细度模数基本符合，质量较好。2）S222省道～G206 国道：43+000～44+473 段与 49+000～54+418段质量较差；39+467～41+000段与44+879～45+500段平均粒径与细度模数基本符合，质量较好。3）206国道东：除 62+500～64+388段右河漫滩平均粒径与细度模数基本符合，质量较好外，其余质量较差。

表1 可采区砂资源评价指标