嫩江干流富裕县段河道砂石供需分析

贺石良,陈百鸣,梁春武

(1.松辽水利委员会流域规划与政策研究中心,长春 130021;2.富裕县水利工程总站,黑龙江 富裕 161299)

1 流域概况

嫩江为松花江北源,发源于大兴安岭伊勒呼里山南麓,在肇源县三岔河附近与第二松花江汇合后,流入松花江干流。嫩江河道全长1370km,流域面积29.85万km2。嫩江自北向南流经黑龙江省、内蒙古自治区、吉林省,右岸纳入多布库尔河、甘河、诺敏河、阿伦河、音河、雅鲁河、绰尔河及洮儿河等支流;左岸有门鲁河、科洛河、讷谟尔河、乌裕尔河、双阳河等支流汇入。

嫩江属于少沙河流,在尼尔基水库以下进入平原地区,两岸滩地延展很宽,河道有很好的自然蓄洪的能力,区间产沙较少。尼尔基水库修建后,泥沙主要来自右岸的诺敏河、雅鲁河、洮儿河等支流,左岸讷漠尔河和乌裕尔河两条支流流经平原沼泽地带,产沙量极少。受尼尔基水库拦蓄影响,尼尔基下游江桥以上段泥沙补给量较少,嫩江干流富裕县段河道砂石以开采历史储量为主。

由于嫩江泥沙测验资料数量较少且不连续,目前仅江桥站和大赉站具有较长的泥沙监测资料系列。现有的泥沙资料大多是在解放后实测的。根据水文站资料统计,受流域内地形地貌、气象、水文等自然条件的影响,年输沙模数分布呈现出东南部大、西北部小;丘陵区大、山区和平原区小的特点。嫩江主要控制站月均输沙量及年内分配情况如图1所示。

图1 嫩江主要控制站月均输沙量及年内分配图

富裕县位于中国黑龙江省西部,嫩江中游左岸,地处E123°58′36″～125°2′42″、N47°18′26″～48°1′29″之间。该县南与齐齐哈尔市龙沙区、大庆市林甸县相邻,东与依安县接壤,西与梅里斯区、甘南县隔江相望,北与讷河市相连。富裕县境内流经的河流主要有嫩江和乌裕尔河,其中嫩江沿西部县界自北向南流出。

富裕县地处松嫩平原由漫岗向平原的过渡地段,地形北高南低,东高西低,海拔高度在146.2～224.3m之间。该县境内嫩江干流长91km,流经富裕县友谊乡、塔哈镇。嫩江干流富裕县段江道平缓宽阔,最大宽度达14.4km。滩地上沙洲、汊河较多,主要有塔哈河、乌双河、昆顿河、老北江、马肠河等。

2 富裕县砂石资源

砂石是一种基础性建筑材料,在水利领域常应用于大型混凝土结构如水坝、水闸、泵站等;在房建和市政工程中,是应用最广泛的基建材料之一;在交通工程,常作为基床的组成部分。富裕县泥沙广泛应用于各基建领域,如铁路、公路、房建、水利等。

嫩江干流河段岩性以砂、细砾及砂砾石为主,砾主要以原岩碎块为主,磨圆一般—较好,砂主要为长石、石英,自上游向下游粒径逐渐变细,由粗砂过渡为中粗砂、中细砂、细砂,结构稍密—密实。在尼尔基水库以下河道砂石粒径主要为中粗砂、细砂,其中富裕县段主要为中粗砂,砂石级配良好,可以广泛应用于基建领域,用于制作混凝土构件、各种道路的基层、房屋基础、建筑用沙、水利工程用沙等。

黑龙江省富裕县嫩江干流河道砂石储量丰富,是黑龙江省砂质最好,储量最大的砂石供应地。据估算,河道内砂石历史储量为13.24亿t。《松花江、辽河重要河段河道采砂管理规划(2021—2025年)》中规划期嫩江干流黑龙江省规划采砂控制总量为1409.60万t,富裕县规划采砂控制总量为1131.88万t,占比80.3%。

富裕县嫩江干流江段为纵向稳定、横向欠稳定的分汊型河道,受两侧堤防的约束及上游尼尔基水库调蓄影响,主河槽在堤防内摆动,河势相对较为稳定。

1999—2021年经历了一个枯水～丰水时段,通过对比分析河道大断面测量成果,1999—2021年富裕县嫩江干流段河道冲淤变化以主河槽局部冲淤演变为主,江汊、滩地以淤积为主。

在尼尔基水库调蓄情况下,河道可以保持相对稳定的流量,未来富裕县嫩江干流段河势将保持稳定状态,主河槽局部有冲淤变化,相对稳定,滩地在大水年份呈淤积趋势。

富裕县一砂、二砂等国有企业建有铁路专用线,装卸方便,多来年已经与齐齐哈尔市、大庆市等周边地区形成较为稳定的供销渠道。

3 富裕县周边经济社会发展要求

3.1 齐齐哈尔市

齐齐哈尔,别称鹤城,是黑龙江省的地级市,也是国务院确定的全国重要的工业基地、黑龙江西部中心城市和东北地区重要的商品粮基地。根据2022年的统计数据,齐齐哈尔市的总人口为516.5万人,生产总值为1318.0亿元,比上年增长了4.2%。

在《2023年齐齐哈尔市政府工作报告》中,市政府提出了2023年的经济发展目标:全市地区生产总值预计增长6.5%,规上工业增加值预计增长10%,固定资产投资预计增长10%,社会消费品零售总额预计增长6%,公共财政预算收入预计增长6%,城乡居民人均可支配收入分别预计增长6%和6.5%。

齐齐哈尔市的经济发展计划以稳健和理性为主导,注重经济增长的质量和可持续性。这些目标充分体现了齐齐哈尔市政府对经济发展的高度重视,同时也反映了齐齐哈尔市在建设现代化城市和提高人民生活水平方面的坚定决心。

3.2 大庆市

大庆市,别称油城,黑龙江省辖地级市、II型大城市,国务院批复确定的国家重要的石油生产和石化工业基地、黑龙江西部重要的区域性中心城市。2022年,大庆市总人口为269万人,生产总值2988.6亿元,同比下降0.3%。在《2023年大庆市政府工作报告》中,提出2023年大庆市经济社会发展主要预期目标是:地区生产总值增长6%左右,规上工业增加值增长5%左右,固定资产投资增长8%以上,城镇调查失业率控制在6%以下,一般公共预算收入增长5%左右,城乡居民收入增长与经济增长基本同步。

大庆市,黑龙江省辖地级市、II型大城市,别称油城。根据国务院批复,大庆市是国家重要的石油生产和石化工业基地,也是黑龙江西部重要的区域性中心城市。在2022年,大庆市的总人口达到269万人,生产总值为2988.6亿元,同比下降0.3%。

在2023年大庆市政府工作报告中,经济社会发展主要预期目标是:地区生产总值增长6%左右,规上工业增加值增长5%左右,固定资产投资增长8%以上,城镇调查失业率控制在6%以下,一般公共预算收入增长5%左右,城乡居民收入增长与经济增长基本同步。大庆市将继续发挥其作为国家重要的石油生产和石化工业基地的作用,深化产业结构调整,推动转型升级。同时,市政府将加大对新兴产业和现代服务业的扶持力度,促进全市经济多元化发展。

在城市建设方面,大庆市将进一步完善城市基础设施和公共服务设施,提升城市品质和形象。市政府还将加强环境保护和生态建设,推进可持续发展。大庆市将在保持经济发展的同时,注重社会建设和民生改善,努力实现全面协调可持续发展。

齐齐哈尔市与大庆市的经济社会持续高速发展,导致对砂石的需求量逐渐增大。尽管嫩江干流齐齐哈尔市区和讷河市区段已规划了砂场,但其仅能供应不到20%的砂石需求,而富裕县却能提供80%的砂石量。与其他县区相比,富裕县的砂石资源具有显著优势,其禀赋优良。除了嫩江干流外,附近北安县乌裕尔河也规划有部分可采区,但砂石量较小,并且距离齐齐哈尔市、大庆市较远。

4 富裕县砂石供需分析

经济社会的快速发展与基建工程同步发展,齐齐哈尔市和大庆市的水泥产量变化也反映了近年来的经济增长趋势。在水泥使用过程中,通常需要与砂(石)混合使用,而河道采砂与其他砂石利用方式相比具有显著的经济优势。作为建筑材料,河道砂石主要用于生产混凝土,而在混凝土生产中,水泥与砂石存在一定的配合比。因此,根据齐齐哈尔市和大庆市近几年的水泥用量,可以估算出相应的砂石消耗量,从而得出建筑材料砂石的需求量[1-2]。

参考《水利建筑工程概算定额》水泥和砂石的质量关系,水泥和砂石质量配比系数为1∶1.14～1∶3.94,混凝土强度等级越高,配比系数越低。黑龙江省内交通工程的砂石占比通常较大(垫层混凝土),水利、建筑行业常用的为C20混凝土,按照C20混凝土选定水泥和砂石质量配比系数为1∶2.1。

2017—2021年齐齐哈尔市、大庆市年均水泥需求量约为471万t,用于混凝土生产的砂石消耗量约为989万t。为了维持齐齐哈尔市、大庆市地区经济增长,砂石的需求量未来每年按5%的增率,按此速率估算2023—2025年齐齐哈尔市、大庆市总需砂量约为3271万t,年均合计砂石需求量约为1090万t。齐齐齐哈尔市、大庆市水泥用量估算砂石需求量计算成果见表1。

按照嫩江干流80%砂石占比来自于富裕县段,未来2023—2025年齐齐哈尔市、大庆市对富裕县砂石的需求量约为872万t/a,《松花江、辽河重要河段河道采砂管理规划(2021—2025年)》确定的年度采砂控制量为226.36万t/a,远远不能满足砂石需求。

表1 齐齐哈尔市、大庆市水泥用量估算砂石需求量 万t

5 结论与建议

鉴于水泥、砂石等生产资料的流动性,砂石资源开采后可以堆放在河道外并集中利用,各地区之间的流转速度较快,因此根据市场需求进行估算砂石需求只能作为供需分析的一项参考。根据嫩江干流富裕县段的砂石需求量大于供给量的情况,建议嫩江干流结合河道治理工程开展清淤疏浚工作,并明确河道治理的标准和任务。总体布局需要结合防洪规划、水网规划等进行分析,同时结合采砂规划提出采砂控制条件及监督管理要求。此外,积极探索水库淤积砂开发与综合利用方式,以实现释放水库库容、增加砂石供应的双赢。