李東陽 龐 瑞

（1.河南黃河勘測設(shè)計研究院，河南 鄭州 450003；2.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450003）

沁河是黃河下游的一條重要支流，素有“小黃河”之稱。目前沁河下游河道內(nèi)現(xiàn)有畸形河勢較多，這些畸形河勢對堤防安全構(gòu)成較大威脅，其中尤其以馬鋪畸形河勢威脅最大。

1 馬鋪畸形河勢形成及發(fā)展趨勢

馬鋪畸形河段上起左岸的蔣村險工下首，下至右岸的馬鋪險工下部，相應(yīng)堤防樁號為沁左28+500，下至沁右堤29+400，位于沁河大斷面CS13號和CS14之間，兩岸堤防之間堤距為900～1100m。見圖1。

圖1 馬鋪河段畸形河勢圖

1996年以前，馬鋪河段流路較為穩(wěn)定，主流在上游（左岸）留村險工的導(dǎo)流作用下，沿河道中路下泄，主流過沁河CS14斷面后偏轉(zhuǎn)向左岸的大小巖險工，并在CS14斷面下形成了一個較大的平緩彎道。

1996年7月，沁河下游五龍口水文站連續(xù)出現(xiàn)流量分別為1050m3/s、1280m3/s、695m3/s三次洪峰，三次洪水均漫灘，由于洪水持續(xù)時間較長，引發(fā)了河勢的改變，洪水在距蔣村險工10護(hù)岸前約200m處受張村老灘阻擋，轉(zhuǎn)向東南方向流去，主流南移。洪水過后，在右堤28+600～29+100處河段初步形成馬鋪畸形河灣。

1998年汛期，沁河發(fā)生兩次較大洪水，洪水在演進(jìn)過程中，水流流向變?yōu)槲鞅毕驏|南方向，再轉(zhuǎn)向東北流向下游，該段河灣進(jìn)一步擴(kuò)大，形成斜河。

2003年，受華西秋雨影響，沁河發(fā)生超長秋汛，馬鋪河灣來溜逐漸演變呈橫河頂沖之勢，灘岸不斷坍塌，灣底直逼右岸堤防。

在以上畸形河勢不斷發(fā)展過程中，為保證堤防安全，在畸形河灣灣頂，即沁河右岸沁陽市馬鋪村北，被迫修建了馬鋪險工，相應(yīng)大堤樁號為沁右28+750～29+050，現(xiàn)有工程8座，其中垛7座、護(hù)岸1段。

盡管采取了工程措施，該段不利河勢并未改變，馬鋪河灣繼續(xù)向大堤方向發(fā)展，河道愈加彎曲，張村灣和馬鋪灣一起形成了曲率較大的倒“S”型畸形河勢。目前，該彎道長1872m，彎道狹徑處約650m，彎道彎曲系數(shù)約為2.88。從現(xiàn)狀河勢看，馬鋪畸形河段難以自然調(diào)整歸順，對堤防和防洪工程的威脅難以解除，一旦遭遇洪水，極有可能再次出現(xiàn)大的險情。

2 畸形河勢危害及整治的必要性

2.1 危及堤防安全

在近年來發(fā)生的幾次洪水過程中，馬鋪畸形河勢持續(xù)惡化，進(jìn)一步危及平工段堤防。現(xiàn)有馬鋪險工緊靠堤防的有1垛、2護(hù)、3垛、4-5垛共5座工程，僅能保護(hù)對應(yīng)堤防330m，7垛、8垛為低灘工程，一旦河勢上提，工程及上首的堤防將受洪水威脅。

2.2 極易造成被動搶險

馬鋪河段上自留村下至大小巖，兩岸雖有多處險工，但均屬于被動防御性工程，對控制主流能力很弱，河道處于自然擺動狀態(tài)，如不進(jìn)行治理，在今后的一定時期內(nèi)，該段河勢將持續(xù)惡化，造成小水搶大險的被動局面。

2.3 地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會穩(wěn)定需要

近些年來，馬鋪畸形河勢對防汛所造成的不利影響，已成為沁河防汛的重點(diǎn)，鑒于馬鋪畸形河勢的危害，市、縣級政府部門多次與河務(wù)部門溝通，擬對馬鋪畸形河勢進(jìn)行整治，爭取防汛搶險主動，早日消除不利河勢影響，確保地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定。

3 畸形河勢整治方案

對于馬鋪畸形河段，宜采取兩種整治措施:一種是裁灣整治方案，一種是險工上延防護(hù)方案，其中裁灣整治方案分大裁灣與小裁灣兩種，見圖2。

圖2 馬鋪河段畸形整治方案圖

3.1 裁灣整治方案

3.1.1 裁灣取直可行性分析

裁灣是彎道演變由漸變到突變的一種特殊形式，河道裁灣有自然裁灣和人工裁灣兩種形式。根據(jù)馬鋪畸形河段的河道形態(tài)、河水流勢及泥沙特性，該河段已具備人工裁灣的基本條件:（1）彎道發(fā)育成熟；（2）水沙條件有利；（3）地質(zhì)條件較好；（4）上下游河段存在裁灣取直的成功案例。

3.1.2 裁灣方案

（1）大裁灣方案

新河道入口選擇在張村彎道中部，長度為1300m，引河曲率半徑為2500m，新河道中線和上下游河道中線進(jìn)出口角為15°，河灣長度為2058m，裁灣比為1.58。

原河道封堵:在新河道迎溜口以下150m處布設(shè)，長度約460m，待新河道過水后完全截堵水流。

主要工程量:開挖長度1300m，總開挖土方48.33萬m3，其中機(jī)械開挖土方15.92萬m3，泵於土方32.41萬m3。該方案工程投資估算740.31萬元。

（2）小裁灣方案

新河道入口位于張村彎道下部，新河道長度為650m，曲率半徑為1000m，新河道中線和上下游河道中線進(jìn)出口角為30°，河灣長度為1872m，裁灣比為2.88。

原河道封堵:在新河道迎溜口以下150m處布設(shè)，長度約440m，待新河道過水后完全截堵水流。

該方案主要工程量:開挖長度650m，總開挖土方24.69萬m3，其中機(jī)械開挖土方8.48萬m3，泵於土方16.21萬m3。 該方案工程投資估算399.90萬元。

3.2 險工上延方案

該方案采用傳統(tǒng)的工程防護(hù)措施，對畸形河灣灣頂處平工段進(jìn)行防護(hù)。

鑒于馬鋪畸形河勢不斷上提，上游塌灘加劇，結(jié)合馬鋪險工7、8垛修建的情況，以及目前的河勢狀況，工程措施為:在8垛上首新續(xù)建3個垛，分別為9、10、11垛，工程長度324m，同時對6～7垛和7～8垛間的護(hù)岸進(jìn)行挖深并拋石裹護(hù)，工程長度為95m。從整體上形成一個凹入型的整治工程控制線，達(dá)到防御河勢進(jìn)一步上提威脅右岸堤防的目的。

該方案新修3個垛，加固兩段護(hù)岸，總土方量13.76萬m3，石方2.04萬m3。工程投資估算511.99萬元。

4 方案選擇

對于險工上延方案，其總體思路仍然是水流沖刷到哪里，就在哪里修建工程，屬于被動防護(hù)方案，可以保護(hù)灘岸短期內(nèi)不致大規(guī)模坍塌但并不能對馬鋪現(xiàn)狀畸形河勢起到調(diào)整作用，工程建設(shè)后，仍然面臨著防汛搶險的壓力，一旦工程出險，由于距離堤防較近，防洪安全仍然存在著變數(shù)。

對于裁灣整治措施，一方面能夠徹底改變馬鋪現(xiàn)狀畸形河勢；另一方面馬鋪畸形河勢實施裁灣工程后，水流沿導(dǎo)流渠下泄，導(dǎo)流引渠出水口位置及流向選擇在與歷史老河槽流路相吻合的路線上，水流出導(dǎo)流渠后能夠順利平順進(jìn)入主河槽，流路不發(fā)生紊亂，由于河道距離堤防相對較遠(yuǎn)，極大降低了其對防汛的潛在威脅。

鑒于馬鋪畸形河段的河道形態(tài)、河水流勢及裁彎的可行性推薦采用裁彎方案。裁彎方案一路線長度為1300m，工程投資為687.37萬元，裁灣方案二路線開挖渠道長度為650m，工程投資為367.81萬元。兩個方案對比:方案一開挖路線長，投資大，裁灣比不合理，曲率半徑過大；方案二開挖路線短，投資節(jié)省，裁灣比和曲率半徑相對合理，在河環(huán)較窄處實施人工裁彎措施，不僅可以加速河道由彎趨直的轉(zhuǎn)化過程，還可以避免大規(guī)模裁彎后河勢的較大不確定性，綜合分析，小裁彎方案是較為理想的方案。

［1］焦作黃河河務(wù)局.沁河志[M].鄭州:黃河水利出版社,2009.

［2］河南黃河勘測設(shè)計研究院.沁河下游近期防洪工程建設(shè)可行性研究報告[R].2009.