人工采砂对东江干流局部河段河床冲淤的影响研究.pdfVIP

2010年 4月 第 2期 人工采砂对东江干流局部河段河床冲淤的影响研究 乔飞 ，孟伟 ，张万顺 ，彭虹 ，王艳 ，张艳军 (1北京师范大学 水科学研究院，北京 100012；2．中N环境科学研究院，北京 100055； 3．武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079；4．武汉大学 水利水电学院，湖北 武汉 430072) H 拍已 摘要 ：基于水动力学方法 、泥沙输移原理 ，建立 了一维河流河床冲淤数学模型 ，并应用于东江干流岭下站 ～博 罗站河段河床冲淤变化分析和预测研究。根据 1972—1999年历史地形 、水文 、采砂资料进行河床冲淤变化分 沙 析 ，在 1972—1999年期 间，河床整体呈 F切状态，人工采砂对河床冲淤变化有重大影 响。在此基础上预测未 来 lO年 一20年河床冲淤变化状况 ，如果不考虑人二r=采砂影响，河床整体 以淤积为主 ，下游河床淤积更 明显， m 如果考虑人工采砂影响，河床则整体呈下切状态。这一研究结果表 明：人工采砂直接影响研究河段河床冲淤 究 变化形态 ，对河道通航和引水工程等都有很大的影响。同时，该研究结果也可为建立合理的采砂制度和建设 驼 盯 d有效 的工程措施提供依据 。 关键词 ：河床冲淤 ；人工采砂 ；东江干流 中图分类号：TV147．3 文献标识码 ：A 文章编号：0468—155X(2010)02-0064—06 1 引言 1．1 河段概 况 东江是珠江水系三大河流之一 ，干流全长520km，集水面积 27040km ，平均坡 降0．38％0。东江下 游研究河段内有岭下和博罗两个水文站，岭下站上游已经建成新丰江和枫树坝两座水库 ，岭下和博罗站 之间规划建设东江水利枢纽，水文站点及水利设施位置见图1。 东江流域年平均降水量 1800ram，年内分配不均匀 ，其中汛期 4—9月份 占全年的80％以上 。博罗 站多年 (1955—2002)多年平均径流量 229．5亿 m ，多年平均流量 737m ／s，岭下站只有 3年 (1954— 1956)泥沙资料，年平均含沙量0．177kg／m ，博罗站多年 (1955—2002)平均含沙量 0．096kg／m ，珠江流 域的年输沙总量为 8579万 t，博罗站仅 占总量的2．73％。由此可见，研究区间河段含沙量较小 ，属于多 水少沙型 ，尤其是上游水库建成后 ，部分泥沙被拦截 ，含沙量更小。博罗站输沙量年 内变化 比较大，汛期 (4—9月)输沙量 占很大比例，平均含沙量在 0．051～0．075kg／m 之 间，其 中6—7月输沙量 占全年的 45．9％，枯水期 (10月 一次年 3月)输沙量较少 ，月平均含沙量仅在 0．016～0．030kg／m 之间。 多年以来，东江干流中下游河道的人工采砂一直都未间断过 ，东江下游横沥至石龙河段 ，在 1972—2004年近 32年时间里 ，总采砂量约为 3．29×10万 II1，每天采砂量达到2．8万 m ，尤其在 1992 — 1995年中，东江干流石龙头至博罗河段 58kni长范围内每天的采砂量甚至达到8～l0万 m ，博罗以 上采砂量相对较小 ，而博罗以下的采砂量更多一些。 目前，为了保障东深供水安全和航道安全 ，广东省 收稿 日期：2008-02-21 基金项 目：国家重点基础 研究发展计’划 资助项 目(2007CB407307)；中国环 境科 学院 中央级 公益性科研 院所 基本科 研业务 专项 (2007KYYW09)；国家 自然科学基金项 目 作者简介：乔飞(1977一)，男 ，博士研究生 ，主要从事分布式水文模型、水动力模型、水环境模型研究。E-mail：qiaofei96@163．corn 64 水行政主管部 门统一部署全省河道采砂专项执法活动 ，加大执法力度 ，每天采砂量维持在 l万 m 左右。 在大规模人：采砂之前，东江下流河道长期 以来以缓慢淤积为主并基本保持冲淤平衡 。之后 ，人工 采砂在很大程度J-改变 了河道河床冲淤的特征 ，引起了河道动力条件 的迅速改变 ，河床边界变形 ，河槽 容积增大，底床下