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当前位置:教育论文中心首页--土木工程经济学论文--浅析长江口南槽航道进一步疏浚的必要性
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浅析长江口南槽航道进一步疏浚的必要性

【土木工程经济学论文】摘 要:为了充分发挥长江口南槽航道通航功能,有效减缓北槽深水航道通航压力,在对长江口南槽航道5.5m水深疏浚航段进行效果评价的基础上,结合引航工作的实践与经验,阐述长江口南槽航道应进一步疏浚的必要性。 关键词:长江口航道 南

摘 要:为了充分发挥长江口南槽航道通航功能,有效减缓北槽深水航道通航压力,在对长江口南槽航道5.5m水深疏浚航段进行效果评价的基础上,结合引航工作的实践与经验,阐述长江口南槽航道应进一步疏浚的必要性。

关键词:长江口航道 南槽航道 疏浚 分流 必要性
1.引言
作为长江的入海通道,长江口航道是黄金水道的咽喉,是关系到国民经济发展全局的重要战略运输通道。随着上海国际航运中心建设、上海自贸区战略的实施,以及“两带一路”国家战略的逐步推进,进出上海港及长江沿岸港口的船舶流量日益增加,给长江口航道带来了巨大的通航压力。
南槽航道作为长江口“一主两辅一支”航道体系的重要组成部分,是进出长江口四条通道中船舶流量最大的航道,其船舶流量约占进出长江口航道船舶总流量的65%以上,且呈现逐年增长的趋势。南槽航道是小型船舶和实载吃水较浅的大中型船舶进出长江口的主要航道,也是长江~洋山港江海联运的重要通道,主要通航实际吃水7m以下的船舶,南槽航道在减轻北槽深水航道通航压力方面发挥着不可替代的作用。《上海港长江口水域交通管理规则》第五条明确规定,不受南槽水位限制的船舶,不得从北槽航槽通过。
2.南槽航道概况
南槽航道地理位置(图1)自圆圆沙灯船到南槽灯船,全长86km(46.7海里)。上世纪70~80年代,南槽航道曾是船舶进出长江口的主航道,疏浚维护水深7m,但在上世纪80年代中期受台风骤淤影响,航道几乎淤平,因维护代价太大,主航道改迁到北槽。此后,南槽航道一直利用自然水深通航。目前,南槽上段自然水深可达10m(理论最低潮面,下同)以上;中上段存在拦门沙浅段,水深约为5.0~6.0m;向口外水深增加,水深约为7~10m。受南槽拦门沙浅滩水深的限制,吃水相对较大的船舶需乘潮通航。2009年以前,拦门沙浅滩段水深大于5.5m,基本可以满足船舶通航要求。然而,近年来该段航道水深有所淤浅,局部航道段出现水深小于 5m的浅点,船舶通航安全及通航效率受到较大影响,甚至出现船舶搁浅情况,迫使部分吃水6~7m的船舶不得不改走北槽,挤占了只能走北槽的大型船舶的通航,使得北槽航道通航压力增加,整个长江口水域的船舶通航效率降低。
3.南槽航道疏浚现状
为了适应长江流域经济社会快速发展,充分发挥长江口南槽航道通航功能,努力减缓北槽深水航道通航压力,逐步完善长江口航道体系,根据《长江口航道发展规划》,2013年交通运输部长江口航道管理局先期开展了长江口南槽5.5m水深航道建设工程,该疏浚工程位于南槽航道中段(图2),挖槽长度约15km,设计航道深度5.5m,相应的航道有效宽度为250m,疏浚后中间深槽可满足5000吨级散货船满载乘潮双向通航和20000吨级散货船减载乘潮双向通航的需求,并交错布设虚拟航标进行标示内航道走向和边界线,小船则在深槽的两侧航道航行,外航道外设置侧面灯浮标进行标示航道边界线和走向。
在实际使用过程中,笔者发现南槽航道疏浚后的通航船舶数量与疏浚前相比变化不大,通航尺度基本没有变化,没有出现中大型船舶明显增多的现象,说明南槽航道疏浚范围和疏浚程度还不够理想,没有达到预期的疏浚效果。随着我国建设上海国际航运中心、上海自贸区战略的实施,以及我国“两带一路”(长江经济带、丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路)国家战略的逐步推进,进出上海港及长江沿岸港口的船舶将不断增加,船舶大型化趋势明显,南槽航道5.5m水深将远远不能满足日益增长的船舶通航需要,250m的航道宽度也将对船舶编队航行和安全造成不利影响。
4.南槽航道进一步疏浚的必要性
4.1疏浚航槽250m宽度难以满足船舶通航需求,需进一步疏浚拓宽
根据《长江口南槽航道疏浚工程工程可行性研究报告》(中交上海航道勘察设计研究院有限公司,2011年11月),目前南槽航道250m宽的疏浚航槽刚刚能够满足20000吨级散货船减载乘潮双向通航的需求,而且250m航槽宽度是在一种理想状态下的计算数据,没有考虑到南槽航道小船密度大,穿越航道的情况时有发生,中间疏浚航槽的大船为了避让小船需要更大的可航空间,此外船舶还可能发生在大风浪引航作业区接送引航员做下风或追越前船等情况,需要的航道宽度会更大。250m的疏浚航槽宽度难以很好地满足船舶通航需求,笔者根据长期的引航实践并结合南槽航道实际状况,建议将疏浚航槽拓宽至500m,进一步拓宽航槽宽度同时还基于如下几点考虑:
(1)南槽航道面临着船舶流量增加、主流船舶大型化趋势明显的变化,不仅是外轮,许多沿海航行的内贸船和工程物料运输船载重越来越大、吃水越来越深,使用南槽疏浚航道的船舶数量会越来越多。
(2)在船舶大批量乘潮进出港时,为达到交通流理想的编队尾随状态,船舶之间会形成诸多追越局面,这就需要南槽航道保持更大的宽度以避免船舶间因相互作用、产生不利于安全的船吸现象。
(3)根据“水桶理论”(又称“水桶定律”)的核心内容“一只水桶盛水的多少,并不取决于桶壁上最高的那块木块,而恰恰取决于桶壁上最短的那块”来理解,南槽航道疏浚后,衡量成败与否的关键“短板”是10000吨级及以上(吃水大于7m,长度大于130m)必须使用南槽疏浚航道的船舶,数量较大,约占南槽交通流的20%,而疏浚航道宽度只占可航水域宽度的24%,应该还有很大潜力可挖。
(4)南槽航道作为典型的受限航道(Restricted Channel),航道的有效宽度对小船影响较小,而对5000总吨以上的大型船舶影响较大。以相对宽度(即航道宽度W与船长L之比)来反映这种影响,当W/L≤2时,将引起船舶水动力发生变化;当W/L≤1时,水动力变化明显。所以,当航道宽度仅为250m(且为双向),对船长在200m以上的大型船舶影响明显,这将极大地影响船舶操纵性能。 (5)在同一交通流中,当船舶密度过大时,两船船间距离越小,相互作用力越大,导致船舶危险局面增加。船间作用力的大小约与两船间横距的4次方成反比;船间作用力矩约与两船间横距的3次方成反比。一般当两船间的横距小于两船船长之和时,就会直接产生这种作用;两船间横距小于两船船长一半时,相互作用明显增加,过度接近会直接导致碰撞危险。
(6)当实际风力达到8级左右时,引航船会移位至大风浪引航作业区作业(备注:大风浪引航作业区位于疏浚段内),由于进出口船舶为确保接送引航员的安全,需要有足够宽度的水域来做好下风,而对某些重载吃水船舶而言,250m的航道宽度显然无法满足要求。
4.2疏浚航槽5.5m水深为北槽航道分流的作用不够明显,需进一步疏浚挖深
由于航道水深条件难以满足万吨级及以上的船舶满载通航需求,目前大部分2万吨级的散货船为了经济效益不愿意减载候潮通过南槽航道,从而造成北槽深水航道在进口高峰时段十分拥堵,根本无法维持正常航速,用户迫切希望能够实现大船小船分道航行,把北槽深水航道尽可能让给大型船舶使用。
北槽深水航道还存在进出口船与超规范船舶间冲突、大型国际邮轮进出口时间与交管时间冲突两大矛盾。由于《长江口深水航道船舶超宽交会通航安全管理办法(暂行)》的限制和为北槽深水航道分流的需要,越来越多超规范船舶(如CAPE型散货船、长江沿岸船厂新建的一万箱左右的集装箱船、大型LNG船、装载桥吊的船舶、船宽达60m的“淡水河谷”级散货船、VLCC等)存在从南槽航道通过的迫切需求。
由此可见,南槽航道需要承担更多中小型船舶和部分超规范船舶通航的任务,目前南槽航道疏浚段5.5m水深与日益增长的船舶通航需求不相适应,为北槽深水航道分流的作用不够明显。
如果南槽航道疏浚至6m,以历年平均高潮位3.71m计算,吃水9m甚至在特大潮汛时9m以上吃水的船舶都能乘潮从南槽航道进口。以1~2万吨的散杂货船舶为例,满载吃水通常在8.5~9m之间,那么此类船舶完全能乘潮满载通过南槽航道,不必去挤占北槽深水航道这一独木桥,从而在很大程度缓解北槽深水航道目前的通航压力。
我们以CAPE型散货船从南槽航道出口为例,此类船舶螺旋桨沉浸吃水一般在8.5m(40万吨级的VALE型甚至高达10m),如果吃水小于7m,根据主机操作规程只能使用“前进一”(船速约6~7节),在涨潮流(流速约2~4节)的影响下,航速很慢,需要对开航时间、流速判断、船舶流量等因素有精确的计算,大大增加了此类船舶从南槽出口的风险。如果南槽航道疏浚至6m,不但可利用潮高的时段区间拉长,而且可以增加螺旋桨的沉浸,关键时刻可以适当加车。如果CAPE型散货船可以安全从南槽航道出口,将有效解决北槽深水航道超规范船舶间的冲突,有利于港航生产,提高北槽深水航道的通航效率。
综上所述,南槽航道需要进一步疏浚至6m才能显现作为承担北槽深水航道主要分流航道的作用。根据统计与计算,如果南槽航道水深疏浚至6m,进出港乘潮保证率将超过95%。
4.3为全面改善南槽航道通航能力,需往上游进一步疏浚拓展
南槽航道疏浚段目前水深达到了5.5m,在一定程度上改善了南槽航道的通航环境,但在疏浚段上游九段警戒区附近水域仍存在5m左右的浅点,进出口船舶一般按照最浅水深作为通航水深,使得南槽疏浚段5.5m的水深难以发挥其预期作用。因此,为了全面改善南槽航道的通航能力,应进一步往上游拓展疏浚以消除浅点,提高南槽航道整体通航能力和效率。
5.结束语
综上所述,南槽航道进一步疏浚是十分必要的。疏浚航槽拓宽至500m,挖深至6m,同时向往上游拓展,将有效改善南槽航道水深状况和通航条件,促进南槽航道功能稳定发挥,促进船舶的分流。同时也将显著改善长江口水域的通航条件,满足船舶的通航需求,提高船舶通航效率,极大的释放长江口航道的运输潜能,产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]陆志材.船舶操纵[M].大连:大连海事大学出版社,2006.
[2]智广路,杨晓东,陈爱平.上海港航路指南[M].大连:大连海事大学出版社,2006.
[3]上海市航海学会,上海港引航管理站.上海港引航实用手册[M].上海:上海远东出版社,2003.
[4]交通运输部长江口航道管理局.长江口航道发展规划[R].上海:交通运输部长江口航道管理局,2010.
[5]中交上海航道勘察设计研究院有限公司.长江口南槽航道疏浚工程可行性研究报告[R].上海:中交上海航道勘察设计研究院有限公司,2011.
[6]上海海事大学.长江口南槽航道疏浚工程航标设置后评估[R].上海:交通运输部长江口航道管理局,2014.

 
 
 
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