论恰木萨水电站工程河道采砂影响分析

【摘要】为贯彻落实第二次中央新疆工作座谈会精神，流域经济社会快速发展，补短板强民生，一大批基础设施、民生水利工程在流域内陆续开工建设，砂石料需求日益增大，在河道内采砂行为日益增多。特别是中、大型水利工程建设，采砂量较大，对河道河势稳定、输水行洪安全造成一定影响。

【关键词】叶尔羌河流域；恰木萨水电站；河道采砂；影响分析

恰木萨水电站为阿尔塔什以下至喀群引水枢纽河段梯级开发中的第二级，其上游为錾高水电站，下游为亚贝西水电站。该电站坝址距莎车县城82km，电站厂房位于喀群上游X504县道66km处，距喀群电站31km。电站装机容量203MW，为径流式电站，采用左岸引水式开发，开发任务是水力发电。

恰木萨水电站属于中型Ⅲ等工程，工程主要由拦河引水枢纽（土石坝、泄洪建筑物、引水闸）、输水建筑物（输水渠道）、前池、压力管道及电站厂房等主要建筑物组成。水库正常引水位1550.0m，校核洪水位1551.30m；相应库容577万m3，最大坝高14.5m，主电站发电流量358.0m3/s，生态电站发电流量41.2m3/s，前池正常水位547.334m，主电站装机容量200MW，生态电站装机容量3MW。

一、砂石料场储量、分布、开采总量

恰木萨水电站河道料场为天然砂砾石料场，料场区域主要位于拦河引水枢纽至发电厂房尾水渠之间的叶尔羌河河床中，自上而下按C4、C3、C2、C5、C1顺序分布，勘察总储量为1660万m3，拟开采总量为772万m3。其料场特性如下表1：

二、采砂河段天然河势稳定性分析

1 、采砂河段的天然河相稳定性分析

恰木萨水电站采砂河段为叶尔羌河出山口喀群渠首上游8公里以上，河床以砂砾石为主，河槽抗侵蚀能力较弱。采砂河段河相属于弯曲型河段，兼有游荡性河段属性，属于亚稳定性河段。

2、天然河床纵向稳定性

天然河床的纵向稳定程度取决于水流对泥沙的作用力与河床泥沙抵抗力之间的对比关系，如比降越大，水流越急，泥沙越细，河床越不稳定；比降越平缓，流速越小，泥沙越粗，河床越稳定。纵向稳定指标的一般计算公式为：

K纵= d/ J

式中：

K纵——河床稳定系数；

d——床沙平均粒径，mm；

J——河段平均比降，‰。

K纵值越大，河床越稳定， K纵值越小，河床越易变形。

依据各料场地质勘查的河床质颗分资料，选取恰木萨水电站采砂河段最小床沙平均粒径为30mm，河段平均比降借用恰木萨水电站厂房断面比降0.0009，计算得河段纵向稳定系数K纵为33.3。

计算结果显示恰木萨水电站料场河段天然纵向稳定性较好，天然情况下冲淤变幅不大。

3 、天然河床横向稳定性

天然河床横向稳定程度可用下式说明：

K横= BJ0.2 / Q0.5

式中：

K横——为横向不稳定系数；

B ——为造床流量下的水面宽，m；

J ——为造床流量下的水面比降，‰；

Q——为造床流量，m3/s。

横K 值越大，河床越不稳定， 横K 值越小，河床越不易变形。造床流量借用下游喀群水文站多年平均洪峰流量2210 m3/s；河段平均比降借用恰木萨水电站厂房断面比降0.0009；造床流量下水面宽借用恰木萨水电站厂房实测断面，计算为1332m。将各参数代入公式计算得河段横向稳定系数K横为27.7。

计算结果显示恰木萨水电站采砂河段天然横向稳定性较差，天然情况下河道横向游荡较为严重。

4、天然河势稳定性分析初步结论

经初步分析，恰木萨水电站采砂河段属于“半山区山前区变迁河段”，河相并不稳定，采砂河段纵向基本稳定，而横向不稳定。

三、开采砂石料对河道河势变化影响

1、對河势变化影响分析

恰木萨水电站河道采砂是按枯水期与汛期进行开采。枯水期、汛期均采用临时导流措施，将改变河道水流方向，部分河道汊流被截断，直接影响了河道局部的河相关系；河水水流方向的改变，直接影响河床的横向稳定性。河相关系与横向稳定性的改变，将直接导致河势的改变。

查阅各采砂区域规划开采深度可知，C1砂砾石料场最大开采深度3.0m，C2砂砾石料场最大开采深度4.0m，C3砂砾石料场最大开采深度5.0m，C4砂砾石料场最大开采深度4.0m，C5砂砾石料场最大开采深度4.0m。各采砂区域的规划最大开采深度将会在河床内形成深坑，直接影响河床的纵向稳定性及河势变化。

2、对河道行洪能力影响分析

河道料场开采的控制条件为：枯水期料场范围高于水位线，采用临时导流措施先开采河床区域；汛期修筑围堰，将原河道中的水流疏导至开采区域外侧。修筑围堰开采，束窄了河道行洪宽度，降低了河道行洪能力，

另外，成品料堆放的堆料场占地，原料与成品料的运送，在河道料场开采区域与临河道路之间、河道料场开采区域与砂石加工厂之间、砂石加工厂与临河进场道路之间的连接道路，亦有可能对河道行洪形成阻塞，降低河道行洪能力。

通过计算分析，采砂河段行洪能力由能通过P=10%洪峰流量的行洪能力降至能通过P=20～25%的洪峰流量，河道的行洪能力降低幅度较大。

四、结论

（1）通过对天然河势稳定性的初步分析，恰木萨水电站规划采砂区域，河势属于不稳定状态，具体表现为河段纵向基本稳定，而横向不稳定，河势相对不稳定。

（2）通过采砂对河道河势变化影响的分析判断，将导致采砂河段河势部分改变、不稳定；同时，采砂河段将形成深坑，直接影响河床的纵向稳定性及河势变化；可能导致原天然河床的淤积与冲刷平衡被破坏，也有可能引发采砂河段及上下游现有临河建筑物的发生次生灾害。

五、有关建议

1、按照《中华人民共和国河道管理条例》、《新疆维吾尔自治区河道管理条例》、《新疆维吾尔自治区水资源管理条例》等有关规定，恰木萨水电站项目业主依法办理河道采砂许可手续；

2、按照河道采砂规定程序，采砂单位进入河道采砂前，塔里木河流域喀什管理局及莎车县水利局有关人员共同踏看现场，指定具体采砂位置；

3、采砂区域距离河岸防洪工程（设施）至少150m，确保两岸防洪工程（设施）安全运行；

4、严格控制采砂深度，将规划的5个采砂区域采砂深度控制在3m以内；

5、恰木萨水电站项目业主及采砂单位，严格按照批复的《新疆叶尔羌河恰木萨水电站工程水土保持方案报告书》，认真做好采砂场地的水土保持工作。料场弃料应及时就近回填到开挖坑内，以减少采砂对河流水势过度影响，减少水土流失。采砂活动结束后，按要求清理河道，拆除所有设施和建筑物，恢复河道原状；

6、加强河道采砂监督管理工作，定期、不定期对采砂河段进行巡查、检查，督促落实河道采砂各项要求，确保河道采砂河段输水、行洪安全及沿河两岸水利工程（设施）安全运行。

参考文献：

[1]《新疆叶尔羌河流域规划报告》

[2]《新疆叶尔羌河恰木萨尔水电站工程可行行研究报告》

作者简介：夏运宝（1981-05），男、汉族、工程师，主要从事水资源管理及水行政执法工作。