中国是砂石的资源大国，同时也是消费大国，每年用于公路、桥梁、建筑等基建项目的砂石骨料超过100亿吨。在我国，砂石骨料主要有两个来源，一是开采天然的砂石资源，比如：河砂、湖砂、海砂，二是利用机械设备人造机制砂，但任何一种方式都难解砂石资源紧缺的问题。

我国水利专家建议，长江的上游蕴藏着丰富的砂石资源，水库淤沙储量可观，开展水库清淤能起到一举多得的效果。据测算，长江上游的水库淤沙量至少以2亿吨/年的速度增加，既然如此，我国天然河砂、湖砂的价格为何还是居高不下？我国为何还需要成本高昂的机制砂呢？

长江是中国水资源蕴藏量最丰富的河流，年径流量达9616亿m³，占全国径流总量的36%。丰富的水力资源也造就了优质的天然砂，其优点为普通的机制砂所难以企及。

首先，长江的砂石具有天然的属性，依靠自然动力不断生成，生产成本更低。长江的泥沙主产区集中在上游，正好处于第一、二阶梯的过渡带，水流动能强劲，对两岸地貌产生了强烈的切割作用，深厚的黄土层为面蚀和沟蚀提供了有利条件。此外，长江上游多崇山峻岭，山高谷深，页岩、砂岩等脆弱性岩石容易引发崩山、滑坡、垮岩等现象，为泥沙的产生提供了丰富的物质基础。

在品质方面，长江的天然砂具有无可挑剔的性能，碎石经过水流的搬运、摩擦以及冲刷，表面清洁、光滑且圆润，减少了水和凝胶材料的包封用量。天然砂还有盐分低、酸碱性适宜的优势，作为混凝土骨料不易产生氯盐反应，安全性能优异。

相比之下，机制砂的生产则需要专业的研磨设备，能耗大，成本高，生产出的砂石还要符合一定的尺寸，过大或过小都会影响性能。和天然砂相比，机制砂颗粒表面粗糙，棱角多，硬度略低，达到相同的工作效价所消耗的水泥浆用量更多。

相较于天然砂，机制砂的品质有一定的劣势，后者在生产过程中不可避免地会产生低于0.075mm的黏土粉或石粉，二者的含量都会影响到混凝土的品质。以黏土粉为例，该矿物具有高吸水性的特点，尺寸小于0.005mm的黏土粉具有高表面比，体积不稳定，吸水膨胀，干燥则收缩。因此，当骨料中掺入大量的黏土粉时，混凝土的强度、收缩性、蠕变性、抗渗性、抗冻溶性和耐磨性能容易受不利影响。所以我国在《建设用砂》GB/T 14684-2022中规定用亚甲基蓝检测黏土粉的含量，其MB值一般要小于1.4。

由于明显的品质差异，天然砂的市价也比机制砂更高。例如：2022年9月湖北全省的天然中粗砂平均价格高达132.13元/吨，而机制砂的均价只有94.51元/吨。天然砂利润更高，在业内享有“水下软黄金”的美誉，长江流域的优质河砂自然也就成了紧俏资源。

和黄河“一碗水，半碗沙”的形象相比，长江给人的印象是一条清水河流，泥沙含量不高，以三峡水库为代表的水利枢纽始终未将排水排沙作为主要的运用目标。

可能出乎大家的意料，从泥沙输送量来看，长江曾是国内最大的泥沙产区之一。1950~1985年的水文资料显示，长江出口控制站大通站的多年输沙量高达4.7亿吨，宜昌站的多年来沙量也高达5.3亿吨，其中大部分泥沙来自于长江上游。

当时的长江颇有“浊浪排空”的气势，泥沙输移还有两个明显的特点，一是泥沙输移比值小，一般在0.10~0.51之间，二是产沙河段集中，尤其以金沙江的下游和嘉陵江的上游为重点。直到上世纪90年代，我国在长江上游的宜昌三斗坪坝址修建三峡大坝，2006年全面完工，长江上游的输沙量开始有所降低，但这也导致三峡水库成了长江最大的“泥沙储藏库”。

三峡水库建成16年来，泥沙淤积量的变化一直深受关注。在建坝前，三峡坝址的多年含沙量稳定在1.12kg/m³，多年平均输沙量为4.9亿吨，并且作为峡谷型河道，三峡段的水沙大多集中在6~9月。根据以上特点，我国水利专家设计出了中小洪水排沙、蓄清排浑等多种运用方式，预计建成80~100年后才会冲淤平衡，届时仍能保持86%的防洪库容和92%的兴利库容。

而实际数据也证明，三峡水库的泥沙淤积量远低于预期。自2003年6月三峡水库下闸蓄水到2021年12月，库区共淤积了20.484亿吨的泥沙，平均每年淤积1.102亿吨。其中，将近90%的泥沙淤积在145m高程以下的库区内，对应三峡水库的死库容，意味着这部分泥沙常年淹没于水面之下，无法直接利用。

另一方面，三峡水库的泥沙淤积速度有降低的新趋势，这是因为来沙量受到了上游水库蓄水拦沙、水土保持减沙、天然河道采砂等多种因素的影响。以2021年为例，三峡库区共淤积了0.716亿吨泥沙，还不到上世纪正常年份的20%，当前的淤积总量大幅低于初期论证的预测值。

2021年三峡水库淤积量的年内变化

不过，泥沙淤积在库内总归不是一件好事，客观上不利于综合效用的提升。我国也注意到了长江水库的泥沙问题，长委通过开展三峡生态清淤项目有效提高了泥沙的利用率，同时增强了水库的防洪、蓄水、航运能力，可谓一举多得。但是，国内优质的天然砂依然是供不应求，国内基建也依然离不开机制砂的助力，这又是为什么呢？

据《水利发展》期刊指出，长江水库的泥沙淤积率从20世纪50年代的0.33亿吨/年以下增长到1989年的1.24亿吨/年，再到2002年的2.08亿吨/年，大量的优质河砂沉积在水库中，储藏量几乎是天文数字。

但丰富的储量并没有改变沙天然砂的身价，究其原因，无外乎以下三点。

1，天然砂资源丰富，但国内的需求量更大。我国是基建大国，每年用于修建公路、铁路、桥梁等建筑消耗的砂石骨料最高可达200亿吨，具体到2021年则是179亿吨之多，如此惊人的消费量远超长江河道的天然淤沙量。长江的砂石资源是需要保护的矿产资源，再生速度慢，满足国内砂石需求还要从其他途径寻找出路，而机制砂就是不错的替代品，供应更加稳定，相当于间接保护了储备资源。

2，天然砂的利用价值和粒径大小有关，长江泥沙多以特细沙为主，缺少高价值的中砂和粗砂。以三峡水库为例，在蓄水拦沙的前10年（2003年~2012年），三峡水库的泥沙总淤积量为14.37亿吨，其中有60.7%的泥沙粒径都小于0.016mm。根据《河流泥沙颗粒分析规程》SL 42-2010，该粒径等级属于粉砂或黏粒，粘性差，透水性高，一般用于改良土壤，经济价值较低。

三峡库区 2003~2012 年各粒径组年均泥沙淤积质量及淤积百分比

河流泥沙颗粒分析规程

粉砂的开采难度也是不小的挑战。根据泥沙的沉降规律，粗泥沙比重最高，搬运流程最短，最先在水库库尾处淤积，可以直接用挖砂船采集；中粗泥沙比重次之，淤积在水库中段，水深适宜，射流冲吸式抽沙或自吸式管道抽沙具有技术可行性；粒径最细、占比最多的粉砂则具有最低的比重，搬运流程最远，一般淤积在大坝前，水深普遍超过100m，开采利用的难度最大。

3，河道采砂不利于长江生态的保护，科学合理的采砂需进行严谨的评估，兼顾地质、生态、防洪、涉水建筑物的安全等多种因素。长江是一个复杂的生态系统，主河道的深度、剖面形态及岸线的发育状态不仅关系到水生生物的栖息、繁衍，也关系到防洪安全及边坡防护。而无序的河道采砂破坏了河道的地质稳定性，损害了水生生物的栖息环境，擅自沿河道堆积河砂又增加了汛期的防洪风险，后患无穷。

另一方面，我们也可以从机制砂的角度考虑。除开微小的瑕疵，机制砂仍符合我国建筑用砂的标准，和天然砂没有太大的区别，其自身的优点也值得称道：机制砂的粒径多小于4.6mm，大小适宜，表面粗糙，更容易和水泥材料粘合；根据混凝土的级配要求，机制砂可灵活调整，满足不同的工程需求；在矿产资源丰富的山区，机制砂的生产能做到就地取材、就地加工、就地消耗，降低了运输成本。

总之，我国江河中有丰富的天然砂石资源，品质好，储量大，但考虑到可持续发展和生态保护，完全依赖天然砂并非明智之举，人造的机制砂仍是不可或缺的建筑用砂。