沁河马铺畸形河势整治分析与探讨

李东阳 庞 瑞

（1.河南黄河勘测设计研究院，河南 郑州 450003；2.黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003）

沁河是黄河下游的一条重要支流，素有“小黄河”之称。目前沁河下游河道内现有畸形河势较多，这些畸形河势对堤防安全构成较大威胁，其中尤其以马铺畸形河势威胁最大。

1 马铺畸形河势形成及发展趋势

马铺畸形河段上起左岸的蒋村险工下首，下至右岸的马铺险工下部，相应堤防桩号为沁左28+500，下至沁右堤29+400，位于沁河大断面CS13号和CS14之间，两岸堤防之间堤距为900～1100m。见图1。

图1 马铺河段畸形河势图

1996年以前，马铺河段流路较为稳定，主流在上游（左岸）留村险工的导流作用下，沿河道中路下泄，主流过沁河CS14断面后偏转向左岸的大小岩险工，并在CS14断面下形成了一个较大的平缓弯道。

1996年7月，沁河下游五龙口水文站连续出现流量分别为1050m3/s、1280m3/s、695m3/s三次洪峰，三次洪水均漫滩，由于洪水持续时间较长，引发了河势的改变，洪水在距蒋村险工10护岸前约200m处受张村老滩阻挡，转向东南方向流去，主流南移。洪水过后，在右堤28+600～29+100处河段初步形成马铺畸形河湾。

1998年汛期，沁河发生两次较大洪水，洪水在演进过程中，水流流向变为西北向东南方向，再转向东北流向下游，该段河湾进一步扩大，形成斜河。

2003年，受华西秋雨影响，沁河发生超长秋汛，马铺河湾来溜逐渐演变呈横河顶冲之势，滩岸不断坍塌，湾底直逼右岸堤防。

在以上畸形河势不断发展过程中，为保证堤防安全，在畸形河湾湾顶，即沁河右岸沁阳市马铺村北，被迫修建了马铺险工，相应大堤桩号为沁右28+750～29+050，现有工程8座，其中垛7座、护岸1段。

尽管采取了工程措施，该段不利河势并未改变，马铺河湾继续向大堤方向发展，河道愈加弯曲，张村湾和马铺湾一起形成了曲率较大的倒“S”型畸形河势。目前，该弯道长1872m，弯道狭径处约650m，弯道弯曲系数约为2.88。从现状河势看，马铺畸形河段难以自然调整归顺，对堤防和防洪工程的威胁难以解除，一旦遭遇洪水，极有可能再次出现大的险情。

2 畸形河势危害及整治的必要性

2.1 危及堤防安全

在近年来发生的几次洪水过程中，马铺畸形河势持续恶化，进一步危及平工段堤防。现有马铺险工紧靠堤防的有1垛、2护、3垛、4-5垛共5座工程，仅能保护对应堤防330m，7垛、8垛为低滩工程，一旦河势上提，工程及上首的堤防将受洪水威胁。

2.2 极易造成被动抢险

马铺河段上自留村下至大小岩，两岸虽有多处险工，但均属于被动防御性工程，对控制主流能力很弱，河道处于自然摆动状态，如不进行治理，在今后的一定时期内，该段河势将持续恶化，造成小水抢大险的被动局面。

2.3 地方经济发展与社会稳定需要

近些年来，马铺畸形河势对防汛所造成的不利影响，已成为沁河防汛的重点，鉴于马铺畸形河势的危害，市、县级政府部门多次与河务部门沟通，拟对马铺畸形河势进行整治，争取防汛抢险主动，早日消除不利河势影响，确保地方经济发展和社会稳定。

3 畸形河势整治方案

对于马铺畸形河段，宜采取两种整治措施:一种是裁湾整治方案，一种是险工上延防护方案，其中裁湾整治方案分大裁湾与小裁湾两种，见图2。

图2 马铺河段畸形整治方案图

3.1 裁湾整治方案

3.1.1 裁湾取直可行性分析

裁湾是弯道演变由渐变到突变的一种特殊形式，河道裁湾有自然裁湾和人工裁湾两种形式。根据马铺畸形河段的河道形态、河水流势及泥沙特性，该河段已具备人工裁湾的基本条件:（1）弯道发育成熟；（2）水沙条件有利；（3）地质条件较好；（4）上下游河段存在裁湾取直的成功案例。

3.1.2 裁湾方案

（1）大裁湾方案

新河道入口选择在张村弯道中部，长度为1300m，引河曲率半径为2500m，新河道中线和上下游河道中线进出口角为15°，河湾长度为2058m，裁湾比为1.58。

原河道封堵:在新河道迎溜口以下150m处布设，长度约460m，待新河道过水后完全截堵水流。

主要工程量:开挖长度1300m，总开挖土方48.33万m3，其中机械开挖土方15.92万m3，泵於土方32.41万m3。该方案工程投资估算740.31万元。

（2）小裁湾方案

新河道入口位于张村弯道下部，新河道长度为650m，曲率半径为1000m，新河道中线和上下游河道中线进出口角为30°，河湾长度为1872m，裁湾比为2.88。

原河道封堵:在新河道迎溜口以下150m处布设，长度约440m，待新河道过水后完全截堵水流。

该方案主要工程量:开挖长度650m，总开挖土方24.69万m3，其中机械开挖土方8.48万m3，泵於土方16.21万m3。 该方案工程投资估算399.90万元。

3.2 险工上延方案

该方案采用传统的工程防护措施，对畸形河湾湾顶处平工段进行防护。

鉴于马铺畸形河势不断上提，上游塌滩加剧，结合马铺险工7、8垛修建的情况，以及目前的河势状况，工程措施为:在8垛上首新续建3个垛，分别为9、10、11垛，工程长度324m，同时对6～7垛和7～8垛间的护岸进行挖深并抛石裹护，工程长度为95m。从整体上形成一个凹入型的整治工程控制线，达到防御河势进一步上提威胁右岸堤防的目的。

该方案新修3个垛，加固两段护岸，总土方量13.76万m3，石方2.04万m3。工程投资估算511.99万元。

4 方案选择

对于险工上延方案，其总体思路仍然是水流冲刷到哪里，就在哪里修建工程，属于被动防护方案，可以保护滩岸短期内不致大规模坍塌但并不能对马铺现状畸形河势起到调整作用，工程建设后，仍然面临着防汛抢险的压力，一旦工程出险，由于距离堤防较近，防洪安全仍然存在着变数。

对于裁湾整治措施，一方面能够彻底改变马铺现状畸形河势；另一方面马铺畸形河势实施裁湾工程后，水流沿导流渠下泄，导流引渠出水口位置及流向选择在与历史老河槽流路相吻合的路线上，水流出导流渠后能够顺利平顺进入主河槽，流路不发生紊乱，由于河道距离堤防相对较远，极大降低了其对防汛的潜在威胁。

鉴于马铺畸形河段的河道形态、河水流势及裁弯的可行性推荐采用裁弯方案。裁弯方案一路线长度为1300m，工程投资为687.37万元，裁湾方案二路线开挖渠道长度为650m，工程投资为367.81万元。两个方案对比:方案一开挖路线长，投资大，裁湾比不合理，曲率半径过大；方案二开挖路线短，投资节省，裁湾比和曲率半径相对合理，在河环较窄处实施人工裁弯措施，不仅可以加速河道由弯趋直的转化过程，还可以避免大规模裁弯后河势的较大不确定性，综合分析，小裁弯方案是较为理想的方案。

［1］焦作黄河河务局.沁河志[M].郑州:黄河水利出版社,2009.

［2］河南黄河勘测设计研究院.沁河下游近期防洪工程建设可行性研究报告[R].2009.