珠江三角洲网河床演变：挖掘泥沙改变河道性质

3.3.1.1　河床冲淤性质上的转变

大规模的挖掘河床泥沙，在很大程度上改变了网河河道河床演变的特性。长期以来，珠江三角洲河道以缓慢淤积为主，年淤积量约为800万～1000万m3。据以上分析，由于大规模的人工河床采砂，截至1999年已在三角洲河道取走了约11.03亿m3的泥沙，截至2003年可能已在三角洲河道取走了约13.95亿m3的泥沙，它约相当于珠江三角洲河道100～150年的自然淤积量，使得河床从以淤积为主的性质转变为以冲刷为主的性质。据此分析今后几年内，珠江三角洲河床冲淤性质总体上仍是冲远大于淤。由于政府对采砂业的监管正在不断加强，使得禁止采砂的河道有轻微的回淤，但回淤幅度远比前几年采砂造成的河床下切幅度小很多。

从研究河段而言，河床大幅下切与床沙流失的这种现象，表现为“冲刷”，但其与河流自然冲淤状态下的冲刷明显不同。这种“冲刷”不会使河床质向下游输移，不会造成下游河床的淤积。这是人工采砂影响下河床演变的一个重要特性。

3.3.1.2　河槽容积普遍增大，河床普遍下切

近年河道地形图对比资料表明，除靠近口门的局部河段外，人工采砂使得珠江三角洲绝大部分水道的河槽容积迅速增大，河床大幅度下切，每年的下切速度可达几十厘米（图3.18）。

图3.18　三水站和博罗站大断面变化过程图

（a）三水站大断面变化过程图；（b）博罗站大断面变化过程图

东江干流的博罗—石龙段是近年来采砂强度最大的河段。其1988年、1997年和2002年的河槽容积分别为3513.8万m3、12088.4万m3与20833.0万m3，1997年的河槽容积是1988年的3.44倍，2002年的河槽容积又比1997年增大了8744.6万m3，增大率为72.3%。同时该河段1988年、1997年和2002年的平均水深分别为1.53m、4.86m和8.01m，1988～1997年河床下切了3.33m，为1988年平均水深的2.17倍，1997～2002年河床又下切了3.15m，平均每年下切0.63m。1988～2002年河床共平均下切6.48m，河道发生如此大的变化，大规模的人工采砂是主要的原因。

河槽容积增大与河床下切在珠江三角洲水道中具有普遍性，但由于不同河段采砂时期的长短与采砂规模的大小不一，故不同河段不同时期河槽容积增大的幅度与河床下切的速度有所不同。(www.xing528.com)

3.3.1.3　河床挖深不均衡

珠江三角洲河床采砂是自发的、无序的，采砂行为以盈利为目的，因而沙的质量、采集效率、运输及市场条件成为决定采集位置的因素。通常沙资源质地好而且沙量丰富、运输条件好、靠近消费市场的河段，首先成为采砂的主要场所。就自然条件来说，一般地，网河区上游河段沙源丰富沙质好，采砂量大河床挖深大，如东江干流、北江干流、顺德水道上段、西江干流中段（高明、江门、九江、天河）。网河区下游河段沙源少，沙质差，采砂量小，河床挖深小，如洪奇沥水道下段。根据计算统计分析，从网河区顶部到河口，西江干流肇庆—金本—九江—江门—中山—磨刀门段，河床分别平均下切了0.72m、1.73m、1.23m、0.90m、1.42m、1.62m；北江干流从清远—三水—紫洞—勒流—紫坭—横沥—洪奇沥口门段，河床平均下切了0.34m、0.82m、2.54m、4.22m、3.07m、1.98m、0.99m；东江干流惠州—石龙—新塘—东江口段，河床平均下切了1.77m、6.48m、4.82m、2.41m。

按河道地形及沙的淤积部位来讲，一般地，在河汊的分、汇流处，河道放宽水流分散或河道束窄水流受阻部位以上的壅水段，以及江心洲的洲头和洲尾采砂较集中。此外，近口门段往往集中挖填地用沙，如磨刀门水道的磨刀门大桥附近1998年洪季集中有30条采砂船在昼夜作业。洪奇沥水道横沥至万顷沙等地挖填地用沙也不少。

河床采砂深度还受沙资源厚度和采砂机械性能的影响。西江干流的优质沙层较厚，故其采砂区往往采砂深度较大，如肇庆、马口、高明、九江、江门段采砂厚度8～12m。在西江和潭江还有采砂船绞吸埋深20m以下的古河床沙。北江干流的沙层厚度和采砂深度次之。近口门河段床沙多杂以泥质，多在此挖填地用沙。

3.3.1.4　河床过水断面向窄深发展

因为近岸采砂可能危及河堤安全，地方政府和群众都比较重视，所以采砂主要在河槽中进行，采砂主要挖的是河床沙，近岸浅滩采砂较少。长期如此挖掘河槽将引起河床过水断面向窄深发展（图3.18）。如目前刚经历过大规模河床采砂的博罗新角水闸—谭公庙河段，2002～2005年河床平均下切了5.7m，平均水深增大2.6倍，河槽过水断面面积由2002年的603m2增加到3368m2，增大约5.6倍；而河床断面宽深比则由2002年的7.1降到了2.6，减小至原来的27.6%。

3.3.1.5　床沙细化与亏损

根据泥沙本身粒径的大小、在河床上所处的位置以及在水流中的运动形式，可以分为推移质和悬移质两大类型。一般来说，推移质的粒径要比悬移质大，但两者的划分是相对的，在一定条件下可以相互转化。河床人工采砂主要用于建筑施工，要求河沙粒径较粗，并且淤泥质含量要低，故采砂主要以推移质为主。

根据1998年和2002年的1400多个床沙资料与20年前的相应数量和位置的床沙资料进行对比分析，结果显示网河区床沙普遍细化。平均细化率西江网河区为6.9%，北江网河区为17.9%，东江网河区为55%［2，4］。床沙细化主要归因于大规模的河床采砂。河床采砂使得床沙细化主要表现在：一是网河区以上的河段，如东江干流的博罗河段、北江干流石角河段和西江干流的德庆河段采砂规模都不小，这些河床下切、水深增大的河段几乎拦截了全部河流推移质，使之不能进入网河区；二是网河区内河道采砂减少了下游河段河床粗物质的来源；三是网河区“取粗去细”的采砂方法所造成。为了提高建筑用沙的品质，用水将河沙中不能用的细的部分冲走，这部分沙再沉积在下游河床，使床沙变细。此外，在网河区局部河段由于采砂将河床上层沉积的沙层取走，暴露出下面的古海湾含风化蚝壳的灰色淤泥层，也是床沙细化的重要原因。珠江网河在近20年中由于大规模采砂已使床沙亏损了约13.9亿m3。床沙细化与亏损将极大地改变河床床沙组成，影响水流挟沙能力及泥沙向海输送过程。床沙细化影响下的河床演变过程如何调整与适应还有待观察与研究。