大沙河南水北调总干渠至钢铁路桥段堤线方案分析

王春香，李永庆

（1.河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司，天津 300221；2.水利部海河水利委员会科技咨询中心，天津 300170）

1 项目区基本概况

大沙河是滏阳河流域一条主要河流， 流域面积为2280km2，其中南水北调总干渠至钢铁路桥段北汊河道长度5.43km。2010年3月，邢台市人民政府对《邢台市沙河防洪综合整治规划报告》（2010年1月）［1］（以下简称《原规划》）进行了批复。 2018年邢台市行政审批局对《邢台市大沙河综合治理工程（金牛洞至石武高铁段） 初步设计报告》［2］（以下简称 《初设报告》）进行了批复。 《初设报告》堤线布置与《原规划》基本一致。

本工程位于南水北调中线总干渠至钢铁路桥段大沙河北岸，现状河心岛面积约16km2，南水北调中线总干渠将河心岛分割为东西两块， 其中南水北调中线总干渠以西面积约6.5km2，以东约9.5km2。 堤线调线工程位于河心岛东部北汊河道的左岸。

南水北调中线总干渠在高店村西采用渠道倒虹吸工程先后穿越大沙河南支和北支， 河心岛段以明渠相连接。

粉煤灰坝位于南水北调中线总干渠至钢铁路桥之间的左岸滩地， 现状粉煤灰坝东西长4.0km、南北宽0.2～1.2km、最高处达10m，外轮廓占地面积约333.33hm2。

粉煤灰坝对河道流势的改变有以下影响：

（1）占用原有河道。粉煤灰坝位置原为大沙河北汊行洪断面， 后经电厂粉煤灰弃渣逐年在大沙河河道内堆弃形成。在粉煤灰坝占地范围内有纵坝、横坝坝体形成的若干低洼地带， 导致洪水下泄不畅和加剧凹岸局部冲刷。

（2）改变北汊洪水流势。粉煤灰坝前缘位置距离南水北调倒虹吸仅约1.4km，粉煤灰坝中间位置宽度最宽达1.2km，大沙河北汊洪水经南水北调倒虹吸下泄，由于粉煤灰坝的阻挡改变了下泄洪水的流向，洪水沿粉煤灰坝向南侧泄洪。

2 堤线调整缘由及必要性

本段堤线调整后将使李村镇功能更加有效发挥。 现阶段粉煤灰坝难以全部清除，通过堤线调整，早日实现北汊行洪，同时减小南汊的行洪压力。堤线调整对生态环境的改善具有重要作用， 同时保护现状河心岛且有利于合理置换土地。

3 堤线调整方案

3.1 堤线调整原则与要求

堤线的调整坚持以防洪为主， 统筹兼顾水环境建设、国土资源利用及河流生态修复等。与流域综合规划、城市总体规划及土地利用规划等相协调。满足南水北调中线总干渠～钢铁路桥段河心岛北汊河道的行洪要求，基本维持北汊水位、流速等指标不变。不增加上游南水北调中线总干渠和下游钢铁路桥的防洪威胁。 立足现实、着眼未来，为远景的河道整治留有余地。 北汊设计河底宽度不小于北汊南水北调倒虹吸的宽度（北汊倒虹吸宽度800m）。 应在确定的河槽断面基础上，根据防洪规划、地形地质条件、河床演变情况、现有工程情况、拟建工程布置，经技术经济比较后，合理布置堤线［3］。

3.2 堤线调整范围与防洪标准

堤线调整范围为大沙河南水北调中线总干渠～钢铁路桥段北汊河道左岸。 该段调整北汊河道中心线长度为5.43km。 堤线的调整需清除部分粉煤灰坝。

根据已批复的《邢台市大沙河综合治理工程（金牛洞至石武高铁段）初步设计报告》（2018年5月）［2］，堤线调整段防洪标准为20年一遇。

3.3 堤线调整方案

3.3.1 堤线调整方案拟定

对本段堤线调整进行多方案比选， 在保证一定的行洪宽度和保持堤线平顺的基础上， 本着左右岸统筹兼顾，结合实际地形、地物等，在不影响防洪安全的前提下，对该段堤线做适当调整［4］。 北汊左岸堤线均起自南水北调北汊倒虹吸西侧边缘， 终点至钢铁路桥，北汊左岸南环路段堤线均以路边界外10m作为河道的上开口； 右岸堤线均起自南水北调中线总干渠明渠，向下游终点至钢铁路桥。各方案堤线走向描述如下。

方案1：左岸堤线较《原规划》向河道内侧最大偏移宽度约395m，利用在建南环路500m，两岸堤线走向在本段北汊河道中间部位略向北岸凸弯； 方案2：较《原规划》向河道内侧最大偏移宽度约430m，利用在建南环路500m，两岸岸线基本为平行直线；方案3：左岸堤线向河道内侧最大偏移宽度约575m， 利用在建南环路350m， 堤线走向在北汊河道中间部位略向南岸凸弯；方案4：左岸堤线向河道内侧最大偏移宽度约795m，利用在建南环路300m，左岸堤线基本沿现状粉煤灰坝的边缘布置， 右岸堤线向西南沿河槽布置，至本段河道中间位置又向西与钢铁路桥相接，两岸堤线走向在本段河道中间部位向南岸凸弯，较方案3凸弯弧度大。

3.3.2 方案比较

将各方案河流走势、水位和流速、粉煤灰坝处可利用土地面积、 减少河心岛面积及清除粉煤灰坝费用等主要指标进行分析。

北汊河道走势：方案1北汊设计河道中心长度为5.43km，从河势上与《原规划》基本一致；方案2北汊设计河道中心长度为5.41km， 堤线平面走向基本平顺。 方案3北汊设计河道中心长度为5.43km，从河势上与《原规划》略有差异。方案4北汊设计河道中心长度为5.48km，比方案3向南凸弯弧度较大，中间河段从河势上与《原规划》略有差异。

堤线调整各方案其他指标对比如表1。

表1 各方案相关指标对比

综合考虑以上几个方面的比较，4个备选方案的设计水位、流速等水力指标基本相同，从河势上略有差异。 相对而言，方案1左岸粉煤灰坝处可利用土地面积相对较小，开挖粉煤灰坝工程量和投资大；方案2粉煤灰坝处可利用土地面积适中，缺点为开挖粉煤灰坝工程量和投资大。方案3左岸在钢铁路桥处北汊河势恢复与原规划基本一致， 整段北汊河道水流流势、流态不发生较大变化，且可利用煤灰坝处土地面积相对较大，相对其他方案，该方案在满足水流条件较好的情况下，开挖粉煤灰坝工程量和费用适中；方案4的优点是可利用煤灰坝处土地面积相对较大，清除粉煤灰费用较小， 缺点是河势上与原规划略有差异， 且削减河心岛的面积较大， 不利于河心岛的开发。 综上推荐方案3为堤线调整方案。

4 堤线调整水位影响分析

4.1 雍水影响

堤线调整工程范围内，有邢汾高速公路通过，推荐方案两岸河道岸线内有96组高速桥墩位于该段北汊河道内，本次计算设计水面线的过程中，已考虑了河道内所有邢汾高速阻水桥墩的影响。 雍水计算结果如表2。

表2 各断面雍水高度计算结果

4.2 对南水北调总干渠影响分析

北汊河道按设计河底纵坡、800m宽清理河槽，计算出的设计水面线结果与《初设报告》成果对比，《初设报告》北汊河道南水北调处20年水位为89.54m，50年水位为90.81m。 本次计算20年设计水位为89.39m，50年设计水位为90.75m。 对比南水北调处水位成果，本次计算与《初设报告》基本一致。

对比《南水北调中线一期工程总干渠邯石段防洪影响处理工程可行性研究报告》 防洪影响复核成果， 工程交叉处的北汊100年和300年一遇标准设计水位分别为91.92，92.26m，堤线调整后南水北调交叉断面处设计水位和校核水位与南水北调中线总干渠原成果一致， 规划堤线的调整可以满足本段北汊河道的行洪要求，不会对南水北调总干渠产生影响。

4.3 对钢铁路桥影响分析

本次计算北汊钢铁路桥处20年一遇和50年一遇的设计水位分别为70.91，71.92m，堤线调整设计水位计算结果与《初设报告》对比，钢铁路桥处设计水位与《初设报告》一致，不会对北汊钢铁桥产生影响。

综上，对该段北汊堤线进行调整后，设计水位与原设计基本一致， 因此堤线方案满足南水北调工程南、北汊行洪分流比的要求，对涉河工程（特别是南水北调总干渠）基本没有不利影响［5］。

5 结语

南水北调中线总干渠—钢铁路桥段大沙河堤线调整后，可满足北汊河道20年一遇的防洪标准要求。此段堤线的调整使北汊河势略向南偏移，对上、下游（特别是南水北调中线总干渠）基本没有影响；结合《邢台市李村镇总体规划（2014—2030）》，对周边区域的经济社会发展具有积极作用。 通过以上方面的对比分析，邢台市大沙河（南水北调中线总干渠—钢铁路桥段）堤线调整基本可行。 工程实施后，将实现良好的防洪效益、经济效益和社会效益，建议该段堤线调整工程早日实施，早日生效［6］。