3.河道砂石的自然资源属性
河道上游地区裸露的岩石经阳光、风雨、霜冻等自然和人为因素的共同作用,其表面部分分化成细小颗粒,在地表径流的挟带下进入河道。在河道水力的作用下,不同粒径泥沙沿流而下,在不同流速、流量和边界条件下,分别沉积在不同河段的不同部位。然后,经过浪蚀及水流的调整,水流不断将相对细软的泥沙卷走,最终沉积下坚硬、耐久,并有一定粒径的砂石。其中,粒径在0.1~2.。mm的砂石为极有经济价值的建筑材料。河道砂石具有一般自然资源的有效/用性、可控性和稀缺性等属性L2l。
(1)河道砂石的有效/用性。河道砂石可广泛应用吹填造地、建筑工程和堤防工程加固等,其中直径在0.1~2.0mm的砂石是极具经济价值的建筑材料。
(2)河道砂石的可控制性。河道砂石给人们带来福利的同时,在某些场合也表现出一些消极的影响。如会使河床抬高,影响通航或河势稳定等。但这些均是通过工程或非工程措施进行控制的。
(3)河道砂石的稀缺性。这种稀缺性表现为两方面:一是随着上游水土保持工程的实施和水库工程的修建,河道砂石的来量在减少,如长江三峡水库工程建成运行后,长江中下游的砂石来量仅为原来的l/3;二是随着工程建设规模的扩大,或大规模工程建设的持续,高强度用砂量时间的存在,使得河道砂石稀缺程度进一步加剧。
此外,从经济管理层面考量,还具有下列特点:
(1)河道砂石资源一定程度的流动性,并导致不同河段利用时,相互间存在影响。河道砂石产自上游,被水流挟持输向下游,随水流流速变化而沿程沉积。大部分江河,在自然条件下,通过长期不断调整,河道内泥沙冲淤动态相对平衡,并使河床有抬高的趋势。当某河段上游段一旦开采砂石时,由于水流流态的变化,冲淤平衡将重新构建,此时该河段砂石沉积量会明显增加,而其上下游河段砂石沉积量则相应减少。显然,不同河段利用其内砂石时,相互是存在影响的,而且一般上游河段对下游河段的影响应更为明显。这在河道权属安排时必须关注的。
(2)河道砂石资源一定程度的可再生性,但再生砂石的使用价值或经济性大为降低。河道砂石在水流挟带下,源源不断地从上游流向下游,河道砂石被开采后形成砂坑。砂坑一方面得到水流所挟泥沙的补填;另一方面,砂坑形成后,上游侧水流流态剧烈调整,使得河床表面部分泥沙也被卷入砂坑。长江河道采砂实践表明,当砂坑较浅,如小于5m时砂坑在1年内基本填平,当砂坑较深时,2年左右时间右以填满,但充填砂坑砂石的颗粒大小及级配,与原始砂石相比,有较大变化”’,经常不再适用于建筑工程,或要经较为复杂的加工后,才能用于建筑工程。而其他典型可再生资源,如太阳,任何时候的使用价值均不变。这在河道砂石资源收益分配时要重视的。
二、河道砂石的工程属性
河道砂石不仅是一种自然资源,而且是河床的重要组成部分,是维持河势稳定,以及是保证完成河道输水、行洪和通航等基本任务的物质基础。
(1)治理河道,需要河道砂石的支持。河道在运行过程中,受多种因素的干扰,经常出现局部河段岸被冲,并出现危及堤防安全的风险。在这种情况下,一种工程措施就是在被冲河段上游修建丁坝或潜坝,将主流挑离被冲岸段,并让该岸段附近形成砂石淤积区,以维护该河段岸坡稳定,并确保堤防安全。如广东北江大堤西南险段综合整治工程,在设计研究阶段考虑的工程措施之一是,调整西南险段堤脚布置6座丁坝和2座潜坝,以挑出主流,并促进险段堤脚砂石的淤积。
(2)维护河道的基本功能,要求有砂石组成稳定的河床。输送水资源是河道的基本功能之一。
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