潮州供水枢纽的建设与河沙采挖的研究

陈少群

一、课题背景

近几年，潮州兴建了供水枢纽，起到了防洪泄洪、稳定供水等一系列关系民生的巨大作用，是造福潮州人民的民心工程。可是每当我们从韩江大桥上走过时，我们总可以看到一些采砂船载着一船沙从桥下匆匆而过，这令我们枢纽的安全感到担忧，所以我们开展了这次研究性学习。

二、研究目标

我们希望通过查找相关资料，同时通过实地调查，了解韩江河沙采挖会对水利枢纽造成怎样的影响和危害，以及对其它如环境等方面的影响，争取能提出一些看法和建议，希望能为保护我们的水利枢纽尽自己的一点绵力，更好保护我们的母亲河，造福人民。

三、活动方案

经过小组讨论决定，制定出如下研究方案：1、资料查找及实地考察 2、建立模型进行分析  3、得出相应结论  4、提出看法与建议

四、活动实施

1、韩江流域概况

潮州供水枢纽坝址位于韩江下游潮州市湘子桥下游东、西溪两溪口附近，上距潮安水文站5km。坝址控制集水面积为29084km。

韩江流域位于粤东、闽西南。北面的武夷山杉岭背斜是韩江、赣江的天然分界线；南面以阴那山及八乡山地，构成韩榕二江的分水岭；东面由凤凰山脉与独流入海的黄岗水分隔；其西部则为不大明显的台地与东江分水。流域范围包括广东、福建、江西三省共22县市，干流长470km，流域集水面积30112 km。其中汀江为11802 km，梅河为13929 km，三河坝至潮安水文站区间为3346 km，潮安以下（韩江三角洲）为1035 km。

韩江由梅河（或称“梅江”）、汀江两江组成，以梅河为主流。梅河发源于广东省紫金县境的上嶂七星崠，由西南向北流经五华、兴宁、梅县至大埔的三河坝与汀江汇合后称韩江，而后折向南流，经丰顺、潮州、澄海、汕头等县市，于汕头、澄海两市汇入南海。

 韩江自潮州市以下为三角洲河网区，分东、西、北溪注入南海。西溪于旦家园附近又分梅溪、新津河、外砂河入海。

韩江流域集水面积大于100 km的各级支流共有53条，其中在广东省境内大于1000 km的有五华河、宁江、石窟河、汀江、梅潭河等。

 韩江流域是以多字型构造为特点，其构造线走向以东北~西南走向为次，流域南北长约310km，平均宽98km，流域地势是自西北和东北向东南倾斜，地势海拔高程自20～1500m不等。流域南部铜鼓障为1559m，阴那山1318m，莲花山1336m，流域北部以大悲山为主峰1315m。梅河上游与东江流域分水岭高程仅157m，成为东江、韩江流域易于沟通的地点。

本流域以多山地区丘陵为其特点，山地占总流域面积的70%，多分布在流域的北部和中部，一般高程在海拔500m以上；丘陵占总流域面积的25%，多分布在梅河流域和其它干支流谷地，一般高程在海拔220m以下；平原占总面积的5%，主要在韩江下游三角洲，一般高程在海拔20m以下。

潮州供水枢纽工程上游汀江已建成规模较大的工程有青溪水电站，最近建成的有永定（棉花滩）水库电站；梅潭河已有双溪水电站和梅潭、三河坝水电站，在梅河已建成的有石窟河上的长潭水库电站，瓜洲、坝头径流电站，梅河干流的西阳径流电站；梅河支流宁江的合水水库、五华河支流的益塘水库等；在建的还有梅河干流丹竹、蓬辣滩两径流式电站。

2、建立模型及进行分析

（1）、建立如下模型：

（2）、非法采砂为何会影响排洪

非法采砂可能会使堤岸的下方被掏空，洪水到来时冲垮堤岸，造成洪水外泄。另外，非法采砂还会使河流改道，洪水到来时改变水流的速度和方向，也会对堤岸造成破坏。

（3）、河床演变分析

按对河床的冲淤作用，泥沙分为冲泻质和床沙质两大类，两者既有区别也有联系，随流速的增减可互相转化。决定河床冲淤的主要因素是河流的含沙量和挟沙能力，当含沙量大于河段的挟沙能力时，河床将发生淤积，反之，河床将被冲刷。本流域以多山地区丘陵为其特点，山地占总流域面积的70%，多分布在流域的北部和中部，一般高程在海拔500m以上；丘陵占总流域面积的25%，多分布在梅河流域和其它干支流谷地，一般高程在海拔220m以下；平原占总面积的5%，主要在韩江下游三角洲，一般高程在海拔20m以下。韩江主要为细砂河床，河槽宽度1000左右m，断面面积大约在1500～3000m左右。此类河段采深一般只有3～5m，采砂后形成的底部深坑和滩地局部深坑，可能能成为死水区和回流区。河道采砂后，增加的有效的过水断面面积所占比例很小。采砂场大部位于有表土覆盖的滩地上，开采过程中对表层的沙壤土和原状土要分别堆放和回填。平原区河段河岸一般都建有防洪围埝或河堤，河流走势比较稳定。为保证防洪围埝和堤外村镇农田的安全，要按规定设置禁采区。

（4）、水位、流量关系变化分析

河道采砂会使原有过水断面的形状、面积发生改变。断面的变化必然引起水位、流量关系的变化。但如果在山区河段采砂，下游山地卡口收缩段可以对上游采砂河段形成良好的断面控制，使采砂河段的水位～流量保持稳定的单一关系，即在流量不变的条件下，无论卡口上游河道断面的面积如何变化，流速均能与其互补，使相应的水位保持不变。在不改变下游卡口的控制情况下，采砂河段采后断面面积虽略有增加，但水面线不会改变。因此，在此类河段采砂对河道行洪基本不会产生影响，但也不会提高河道的行洪能力。

对于平原区采砂河段，若开采面积较大，采砂量过多，会使原有过水断面泄流能力加大，对同一流量而言，采砂后的水位一定低于采砂前的水位。如果采砂河段有分流口，由于水位降低，分流比减少，分流口下游的干流流量就会加大，在下游河道泄流能力没有相应增加的情况下，水位势必抬高，这样就会使下游的防洪形势更加严峻。因此要严格控制采砂河段的采深、采量，同时做好采后回填工作。

（5）、对环境的影响分析

在有水河道采砂会造成局部水域水体的浑浊度、光透深度明显降低，同时施工船舶产生的含油废水、人员排放的生活污水等可能对局部水域水质产生影响，这样会影响到底栖生物及底层水生生物的栖息、生长与繁育。因此尽量使用小功率采砂设备减少对水体的剧烈扰动，同时对施工人员生活污水、采砂船的含油污水，要严格按照“三废”回收的相关规定经处理合格后排放。

另外采砂作业过程中使用的重型机械和运输车辆，对采砂区环境空气质量与声环境会产生一定影响。在村庄附近采掘时应尽量减少夜间作业，以免给附近居民带来不利的影响。开采及运输过程中产生的粉尘会污染大气环境，应采取除尘措施，执行湿式作业，道路定期洒水，以保护大气环境。车辆运输对道路有一定危害，要根据路况选用车辆，注意对道路、桥梁的保护。对于有表土覆盖的滩地，开采过程中对表层的沙壤土和原状土要分别堆放和回填，即回填压实卵石后再回填原状土，最后均匀的铺盖沙壤土，这样有利于垦植和植被的恢复。

〖附〗：

广东省2007年度韩江河砂可采区禁采区的规定

（一）可采区

1、大埔县九龙埔可采区。位于大埔县高陂镇九龙埔对开河段左岸，从九龙埔起至渡头村尾止,左岸为九龙埔，右岸为党溪村，采区长915米，平均开采宽度137米，离堤岸30米以上,采区面积12.5万平方米，控制采砂高程(珠基)为+25.5米，控制采砂量为5万方。

2、大埔县上坪坝可采区。位于大埔县高陂镇上坪坝对开河段，从宋公坑起至罗基村止，左岸为罗基，右岸为上坪坝，采区长915米，平均开采宽度154米，离堤岸50米以上，采区面积14.1万平方米，控制采砂高程（珠基）为+23.5米，控制采砂量为5万方。

3、大埔县河口可采区。位于大埔县银江镇河口对开河段左岸，从大麻北埔村起至大麻白沙坑止，左岸为北埔，右岸为河口，采区长1000米，平均开采宽度120米，离堤岸30米以上，采区面积12万平方米，控制采砂高程（珠基）为+22米，控制采砂量为5万方。

4、大埔县青里可采区。位于大埔大麻镇青里对开河段左岸，从莲塘村头起至莲塘村码头止，左岸为莲塘，右岸为青里，采区长1000米，平均开采宽度120米，离堤岸30米以上，采区面积12万平方米，控制采砂高程（珠基）为+20.5米，控制采砂量为5万方。

5、大埔县碗瑶口可采区。位于大埔三河镇碗瑶口对开河段右岸，从三河镇碗瑶口起至下坑予止，左岸为碗瑶口，右岸为章公前，采区长800米,平均开采宽度120米,离堤岸30米以上,采区面积9.6万平方米，控制采砂高程（珠基）为+19.5米，控制采砂量为5万方。

6、丰顺县岳坑村可采区。位于丰顺潭江镇岳坑村对开河段左岸，从出米田起至中田止，左岸为出米田，右岸为岳坑村，采区长650米，平均开采宽度164米，离堤岸60米以上，采区面积10.7万平方米，控制采砂高程（珠基）为+18.5米，控制采砂量为20万方。

7、丰顺县溪西村可采区。位于丰顺潭江镇溪西村对开河段右岸，从溪西起至坝尾止，左岸为马头山，右岸为溪西村，采区长1050米，平均开采宽度94米，离堤岸60米以上，采区面积9.9万平方米，控制采砂高程（珠基）为+18.1米，控制采砂量为20万方。

8、丰顺县上湾村可采区。位于丰顺阝留 隍镇上湾村对开河段，从上湾起至溪北止，左岸为下合水，右岸为上湾村，采区长2025米，平均开采宽度231米，离堤岸50米以上，采区面积46.8万平方米，控制采砂高程（珠基）为+12.5米，控制采砂量为20万方。

9、潮安县白叶可采区。位于潮安县赤凤镇白叶村对开河段，从汕头赤凤水泥厂上游500米起至1700米止，采区长1200米，平均开采宽度166米，离堤岸80米以上，采区面积19.9万平方米，控制采砂高程（珠基）为+8米（韩基10.35米），控制采砂量为22万方。

10、湘桥区头塘可采区。位于湘桥区意溪镇头塘村文祠截洪口上游1500米起至2500米止的河段左岸，右岸为高厝塘村，采区长1000米，平均开采宽度230米，离堤岸80米以上，采区面积23万平方米，控制采砂高程（珠基）为+4.15米（韩基6.5米），控制采砂量为40万方。

（二）禁采区。上述可采区河段外均为2007年度河砂禁采区。

五、得出结论

从上面的分析可以看出，由于河道来水、来砂有相当的随机性，是动态的。大多数采砂场开采时间长，受未来水情变化的影响，随着河道来水来砂的变化，河段淤沙量会发生变化，采区也可能会发生变化。因此，在河道采砂过程中应定期进行监测和分析，及时调整和修订规划，确保河势稳定和防洪、通航的安全。另一方面，采砂河段河床下切使分流河口水位下降，致使分流河道以及与其相通的支叉河道在枯水期过早断流，给水网区的农业灌溉、工业和生活用水带来了困难。要从根本上解决这些矛盾，必须采取综合治理措施。

六、收获与体会

这次活动，较好地达成了预期的目标，学生的收获很大，主要表现在：

首先，学生们在活动中通过主动的探索，了解了韩江河沙采挖会对水利枢纽造成怎造的影响和危害还培养了学生探索科学知识的兴趣。

其次，通过活动，学生们亲历了查阅文献，上网查询和实地调查，以及数据整理和统计等工作，培养了学生们开展科学研究和从事社会实践活动的能力，提高了学生们从事科技实践活动的兴趣。

最后，通过这次活动让学生们更深刻地了解了河沙采挖问题的危害性。活动总结时让同学们深刻地认识到规范河沙采挖的重要性。

七、活动反思

河道采砂涉及面广，河砂是国有资源，又与经济效益相关，必须有健全的管理机构和完善切实可行的管理措施才能保证采砂规划的实施。根据河道采砂可行性论证报告按规划进行合理开采砂卵石资源，对河道采砂进行统一管理，整顿河道采砂秩序，对保持河势稳定、防洪安全、通航安全、生态环境保护等方面具有非常重要的意义。

〖教师心得〗

该研究首先介绍韩江流域及潮州供水枢纽的概况，然后应用河床演变学分析了河沙采挖对排洪、河床演变、水位、流量和环境的影响，指出滥采乱挖韩江河沙的危害。该研究的问题提出比较新颖，有地方特色，收集的资料比较齐，论证说理比较有条理，对合理采挖韩江河沙有一定的指导意义。

〖参考信息〗

广东水利网

潮州水利网

《河床演变学》