抚河采砂河道泥沙分析

抚河采砂河道泥沙分析

通过对抚河采砂河道演变趋势分析及泥沙补给分析，提出抚河干流河段泥沙年补给量较少，河砂开采量应结合河道现状泥沙储存量等因素综合确定，切勿超量开采引起砂石资源枯竭。

标签：泥沙特征；演变趋势；泥沙补给

抚河位于江西省东南部，是鄱阳湖水系五大河流之一，主河道长348km，流域面积16493km2[1]。抚河河道机械采砂始于上世纪80年代，随着经济的快速发展，建筑砂石需求量不断增加，河道采砂规模由小到大不断扩大。抚河的砂石资源是经历史冲刷堆积而成，经多年砂石开采，抚河所剩砂石资源已相当有限。

1 河道泥沙特征

抚河属少沙河流，据李家渡水文站资料统计分析，多年平均含沙量为0.109kg/m3，多年平均悬移质输沙量为138.7×104t（推移质输沙量按占悬移质输沙量的15%估算，则多年平均推移质输沙量为20.8×104t，李家渡站多年平均总输沙量为159.5×104t），悬移质输沙量最多的年份为1998年达352×104t，最少为1963年，输沙量仅26.1×104t。分时段统计结果表明：抚河2000-2010年平均输沙量最小，为97.0×104t，其次为1960-1969年平均输沙量为103.3×104t；最大为上世纪80年代，年平均输沙量达174.5×104t。上世纪70年代前抚河干流河道输沙量相对较小，之后河道输沙量逐渐增加，至80年代达到最大，90年代后呈递减的趋势，主要是江西省实施水土保持重点治理和水土保持生态修复等一批水土保持防治工程，流域植被条件逐渐改善、水土流失减轻的结果。

抚河沙量年际年内变化规律，与其径流变化规律基本一致。一般是丰水年多沙，中水年中沙，枯水年少沙。泥沙年内分布极不均匀，泥沙主要集中在4-9月，占年总量的83.9%，其中主汛期4-6月占69.1%。据李家渡站平均悬移质颗粒级配资料分析，悬移质最大粒径小于1mm，为0.945mm，平均粒径为0.059mm，中数粒径为0.049mm，小于0.10mm粒径悬移质占90.7%。悬移质级配成果见表1。

由于来沙量及时程分配不同，流态变化复杂，各河段水域地形差异大，使得泥沙淤积在平面上和高度上的分布都不同。来沙主要淤积在水网区的分支口、扩散段和弯曲段凸岸以及入湖扩散区。在水网区河道的淤积主要表现为中洲（心滩）、浅滩、边滩等形态。

2 河道演变趋势

抚河中下游干流河道沿岸山丘多具风化的红砂岩，水土流失相对严重，河床高低不平，河道纵向、横向变形较不定。但随着上游来水来沙的相对平稳以及廖坊水库拦沙作用，对河道采砂深度和采砂总量的控制以及水文周期性变化和人类

活动的影响，受地质边界条件和两岸圩堤的控制作用，河道纵向变形的幅度将较为平缓和趋稳，加上沿岸堤防的加高加固，地区的防洪能力不断提高，从而使得河道的平面形态基本趋于稳定，将河床演变约束在河道范围内，河床发生纵向变化较横向变化要大，但不会发生剧烈的变化（除2010年廖家湾冲刷较严重外），未来河道演变趋势遵循这一规律。

20世纪50年代兴建了焦石拦河坝形成水库，造成焦石坝上游河段排沙不畅、泥沙淤积、河床升高。但经过数十年的运行，焦石坝上游河段河道已趋于动态平衡，目前河床基本稳定。在河流上修建水库，将改变天然河流的水沙条件，并打破河床形态的相对平衡状态。水库水位的抬高，坝前侵蚀基准面的变化，下泄泥沙数量的减少，对库区、坝区及坝下游河床演变带来一系列影响。

在水库坝址下游河床将发生两种不同类型的冲刷，一是在枢纽下游较长河段上（一般在数十公里以上）普遍发生的一般冲刷，二是在枢纽下游附近较短河段内（一般在数十米至数百米之间）发生的局部冲刷。

在枢纽下泄清水的条件下，坝址下游河床将发生自上而下的普遍冲刷；当水库淤满后下泄浑水时，将发生自上而下的普遍回淤，这是枢纽下游河床演变的普遍现象。

枢纽下游河道的一般冲刷是自上而下逐渐发展的，距坝址愈近冲刷强度愈大，反之愈小。下泄流量大，冲刷能力强，冲刷距离长；卵石夹沙河床，其冲刷发展迅速；细沙组成的河床，其开始阶段的冲刷过程也很迅速，之后逐渐变缓，直至达到起动平衡为止。

水库蓄水以后，下游河道的含沙量会明显降低。而坝址下游河道的冲刷，将引起河床的粗化，下游河床为卵石夹沙量，粗化过程十分迅速，在冲刷过程中，沙粒被冲走，卵石逐渐覆盖于床面，形成抗冲粗化层；河床为细沙时，其粗化过程与卵石夹沙河床不同，其粗化过程是在冲刷过程中因悬移质泥沙和床沙的交换而逐年完成的。

水利枢纽下游河床的一般冲刷，将使河床断面形态及纵比降同时进行调整。就断面形态而言，视河床组成的不同，冲刷发展过程存在着下切、展宽、下切与展宽同时进行等情况。在河道断面形态调整的同时，纵比降也相应进行调整。由于水库长期下泄清水，改变了下游河道的来水来沙过程，导致河床断面形态、河床比降及河床组成的重新调整，下游河道的河型也将发生转化。工程建成后水沙条件的变化是有利于下游河道朝着较稳定的方向发展的，流量过程的调平和比降的平缓，将使河道的输沙强度减弱，枢纽下泄沙量的减少，将使下游河道由堆积抬高转化为侵蚀下切；滩槽高差的加大和床沙的粗化，将增强河床的抗冲能力，这有利于削弱河床演变强度。

3 河道泥沙补给

抚河干流泥沙由上游河流以及两岸直接汇入干流的一级支流来沙补给。根据

水文站泥沙测验情况，抚河干流泥沙（悬移质，下同）控制站有南城站、廖家湾站和李家渡站，最大支流临水有娄家村站。采用分段估算抚河干流各河段内的泥沙淤积量。

河段泥沙淤积量为河段泥沙流入量减去流出量。泥沙流入量由上游控制站泥沙流入量和区间面积（上游控制站至河段出口断面区间面积）泥沙流入量两部分组成，上游控制站泥沙流入量由实测资料确定，区间面积泥沙流入量按输沙模数估算。河段泥沙流出量采用河段出口断面（控制站）的实测成果，李家渡站以下河段泥沙部分淤积在入湖尾闾河道，部分淤积在鄱阳湖区，部分经鄱阳湖带入长江，考虑到入湖河道流速较缓，大部分河道来沙将沉积在尾闾河道及入湖三角洲上，结合以往分析成果，下游尾闾河道按泥沙淤积率0.40估算李家渡下游河段泥沙年淤积量。经估算，各河段泥沙平均年淤积量（包括悬移质和推移质，推移质按悬移质的15-25%计），河段多年平均年总淤积量约为136.0×104t。由于泥沙运动规律的复杂性以及推移质泥沙观测资料的缺乏，上述估算成果存在一定的不确定性。

4 结束语

经河道演变趋势分析和泥沙补给分析，抚河干流河段泥沙年补给量较少，河砂开采应结合河道现状泥沙储存量及有利于河道清淤疏浚等因素综合确定，切勿超量开采引起砂石资源枯竭。

参考文献

[1]江西省水利厅.江西河湖大典[R].南昌：江西省水利厅，2009.

[2]江西省水利规划设计院.江西省抚河中下游河道采砂规划[R].南昌：江西省水利规划设计院，2013.