长江中下游地质环境对采砂规划的影响

发表日期:2006-02-17 浏览人数: 作者: 来源:长江水利网  评论

摘 要 20世纪90年代,随着长江经济带基础建设的快速发展,建筑砂料需求量迅速增大,长江中下游河道中蕴藏着丰富的天然砂资源,但由于目前采砂活动尚无章法可依,各种采砂船蜂拥而至,形成滥采乱挖的混乱局面,给长江中下游干流河势、堤防安全造成了严重的影响。为了禁止非法采砂,合理利用江砂,使江砂开采走向依法、科学、有序,制定长江中下游河道采砂规划迫在眉睫。

关键词 采砂规划 地质环境 防洪形势 长江中下游

一、长江中下游地质环境

长江中下游干流及两岸处于扬子江准地台的东部,古长江的演变受到了继承性的新构造运动的制约,特别是第四纪以来复杂的内外营力的作用,长江水域由局部贯通至全面畅通,长江水系沿新构造沉降带发展演变,形成了长江中下游特有的构造型河谷地貌特征。全新世长江古河道在完全自然的环境下发育游荡,江湖不分,水域宽广,沉积了广布整个长江中下游平原的丰富的天然砂砾石料。今天的长江河道不是完全自然定型的,而是近代兴修堤防、码头等人类工程活动影响定格的。

从长江中下游河道形成的过程可以看出,整个长江河道内蕴藏有丰富的天然砂资源,但由于第四纪断裂缓慢的差异性继承活动,长江中下游不同的河道段内的沉积环境存在一些明显的差异,直接影响到各河段砂层的分布高程以及现今河道砂层的迁移变化。长江中下游干流两岸活动性断裂分布如图。

以湘阴—岳阳—沙湖断裂为界,断层以西为江汉断陷,以南为武汉断块,断裂西盘持续下降,东盘相对上升,两盘垂直总落差1000m以上,第四系以来断裂继承性活动明显,西侧下降盘第四系覆盖层普遍超过100m,地面平坦低洼,水网纵横,湖泊星罗棋布。洪湖、洞庭湖是长江中下游两个最大的沉溺湖;东侧上升,沉积厚度一般不足50m,并有长江阶地发育。

相应地,枝城—城陵矶长江河道处于一种冲湖积环境,其两岸地势由于河床淤高相对较低,河床比降小,洪峰水位高,泄流不畅,水流动力下切作用弱,侧向侵蚀作用强,泥沙淤积,江心洲发育,频繁分汊。河道段内有三层比较稳定的中细砂层,分布高程分别为约5m、10m、20m,但最上层砂层厚度一般较薄。因河道以淤积为主,河道床沙颗粒较细,所以可采砂料分布位置一般限于河流冲深较大的河床段。

城陵矶—鄂州河段,其东部边界为麻城—团风断裂,河道总体顺直,属于相对的冲刷河段,河道段左岸以冲湖积沉积环境为主,右岸以冲洪积环境为主。右岸有两层砂层,高程分别为约5m、20m。稳定性较差,反映了洪积沉积环境的特点,与支流补给的关系较为密切。粉细砂分布没有规律。

鄂州—武穴河段,位于麻城—团风断裂与郯庐断裂之间,该河道段处于大别山隆升区,与其两侧形成了迥异的地形分界线,河道两岸地势较高,河床下切能力较强,侧蚀作用较弱,搁排矶水道最深达107m。河道顺直,两岸基岩节点成对出现,河床处于强烈冲刷状态。该河段两岸均处于冲洪积沉积环境,河段内诸支流发源于大别山区,广泛分布的花岗岩区,为长江干流河道提供了丰富补给砂源。段内有两层稳定的砂层,分布高程分别为0m、10m。河道段因冲刷深,有很多基岩河槽,床砂质量较好。

武穴—镇江:位于郯庐断裂与茅东—兴化断裂之间,属东部沿江断陷沉降带,河道宽窄相间,江心洲发育,汊道众多,宽段多形成鹅头形河湾,反映水流动力下切能力较差,侧蚀能力强,河道段两岸均处于冲湖积沉积环境。河道内有相对稳定的三层细砂层,高程分别为0m、-10m、-20m。可采砂料以水流携砂为主,部分河段河床下切至上部砂层。

镇江以下河段:茅山断裂规模大,活动性强,现代长江的构造型河谷特征基本以该断裂为界,断裂以下河道总体处于缓慢隆升状态,两岸均属长江下游三角洲冲积平原,现河道江阔水深,将上游大量泥沙输送至海口,使三角洲不断向河口海洋延伸,河道内上部为深厚的淤泥质壤土夹粉细砂层,无稳定的厚砂层,可采床砂为水流冲掏夹层细砂。

二、采砂对河势的影响

从长江中下游沉积环境分析,河道段内可采砂料广泛分布,但从第四纪断裂继承性活动的特点分析,各河道段的可采特点以及采砂对河势及防洪形势影响各不相同。

枝城—城陵矶河段处于强烈的下陷断块之上,河道总体处于明显的淤积状态,由于人类堤防工程的挟持,河道淤高,造成堤高地低,洪峰水位高出两岸堤内地面高程近10m,防洪形势极为险要,该沉降带河道由于水流下切能力弱,侧蚀能力强,河道曲折蜿蜒,极不稳定。该河道段可能规划的采砂一般限于河道局部深泓区。但深泓区本身堤防岸坡的高差就较大,堤基质量差,部分存在软弱淤泥层,采砂将加剧河槽下切,破坏河床稳定的地层结构,导致堤岸崩塌。荆江河段为长江著名险工段,采砂对原本比较薄弱的堤防工程极易产生不利影响。

城陵矶—鄂州段河段处于相对微弱上升断块之上,河道总体处于冲淤平衡状态,河道相对顺直稳定,防洪形势较枝城—城陵矶段好,但因为两岸沉积环境不同,左岸为冲湖积,右岸为冲洪积,砂层分布高程左岸一般为0、10m,而右岸为10m、15m,所以左岸堤防与荆江上段堤段有较多相似之处,加之左岸保护城镇较为重要,所以该段河段应尽量少规划采砂点。尤其不宜在左岸大堤临江段水域开采江砂。

鄂州—武穴河段处于大别山较强隆升带,两岸地势相对较高。长江河床强烈下切,侧蚀作用较弱,河道段处于强烈的冲刷状态,该段河道内冲洪积层中河床床砂颗粒相对较粗,质量好,水流速度大,分选也较好。河道卡口放宽带储量较丰富。此段河道防洪形势总体较好,在基岩岸坡近岸带布置采砂区比较适宜。

武穴—镇江段:属东部沿江断陷沉降带,沿江两岸第四纪持续沉降,冲湖积层深厚,河道穿越于深陷河谷段,水流动力下切作用弱,河床易于往两侧扩展,泥沙堆积,形成较多的分汊淤积型河道。河床边界也不稳定,此段河道位于上游微弱隆升和强烈隆升的河道段之下,其上段武穴至大通一带床砂较为丰富,在靠近右岸基岩岸坡段布置采砂点对河势及防洪形势不会有太大的影响,其下半段大通至镇江段则可在局部缩窄节点河岸下游放宽段布置少量采点。

镇江以下河段:处于下扬子断块区,第四纪以来在沉降背景上的间歇性抬升运动,形成了频繁的海进海退环境,接受了巨厚层海陆交互沉积,形成长江三角洲平原。近期陆域范围呈微弱上升之势,河道浅层无较厚细砂层分布。局部深泓区可开采的江砂为淤泥质壤土所夹粉细砂层冲刷形成,下游堤防堤基土体软弱松散,而且受潮汐影响大,岸坡极易崩解,采砂质量差,且分布范围及规律不太明确,综合考虑以尽量少规划采点适宜。

三、河段可采性评价

全新世以来长江中下游古河道在完全自然的环境下发育游荡,江湖不分,水域广阔,近代人类活动加速了长江河道的演变,未经自然定型的河道,因为人类活动因素定格为今天完全需防洪工程挟持保护的人工河道。合理、科学进行采砂规划,需同时考虑地质构造、沉积环境、河道演变历史,掌握河道砂料的分布规律、冲淤变化以及已经形成的中下游堤防防洪形势。

从地质环境角度考虑,长江中下游采砂规划应分段区别考虑,优先在鄂州—武穴段、武穴—镇江上段即武穴—大通段布置可采区,适当在武穴—镇江下段布置可采区,少量在镇江以下布置规划可采区,尽量在鄂州以上河道少设置开采区比较合理、科学。

[责任编辑:yeguiren]

推荐给好友评论】【收藏】【 】【打印】【关闭

更多关于“”的新闻

    无相关信息

用户名: *(必填) 密码:

验证码: *(必填)