影響紅水河航運發展的幾個問題

李伯海，韋巨球，龐雪松

（1.交通運輸部天津水運工程科學研究所工程泥沙交通行業重點實驗室，天津 300456；2.廣西壯族自治區港航管理局，南寧 530012）

紅水河上起貴州南、北盤江交匯的兩江口，下至廣西石龍三江口，全長656.1 km，平均坡降0.386‰，流域面積13.77萬m2。紅水河下接黔江和西江航運干線，通航歷史悠久，曾經是滇、黔、桂沿江地區主要的交通命脈，與南、北盤江共稱為西南水運出海中線通道，屬于國家規劃重點建設的西南水運出海通道之一［1-3］。

紅水河屬于灘多、坡陡、流急的河流，適合水利發電。從1975年開始，紅水河龍灘以下相繼建設巖灘、大化、百龍灘、樂灘（原稱惡灘）、橋鞏等5座水電站。水電站的相繼建成，渠化了部分航道，調節增加了枯水期的流量，總體而言有利于航運發展。由于對紅水河航運重要性的認識不夠，往往側重于發電而犧牲了航運，造成紅水河自1975年至今一直處于斷航狀態［4-7］。

經交通部門長期努力，紅水河復航近年取得了突破性進展。目前已建和在建的梯級樞紐中，巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏等5座樞紐的過船設施已相繼建成，待龍灘升船機建成后，將實現紅水河全面復航，船舶可從上游的南、北盤江直達珠江三角洲出海，為西南有關省區物資外運提供了一條廉價的水上運輸線，從而帶動沿河經濟的發展，促進西部大開發戰略的實施。

盡管紅水河全線復航已不再遙不可期，但要按照紅水河航道建設的規劃目標實現真正意義上的全線復航，仍有幾個重要問題需要解決。

1 紅水河梯級的水位銜接問題

根據國務院批準的《珠江流域綜合利用規劃》，紅水河干線綜合利用規劃有10個梯級，自上而下依次為天生橋一級、天生橋二級、平班、龍灘、巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏、大藤峽樞紐。在這些樞紐當中，除大藤峽樞紐外都已經建成或在建。大藤峽樞紐也已于2009年底開工。天生橋一級、天生橋二級、平班3座樞紐位于南盤江，未建通航設施。位于紅水河的龍灘、巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏6座樞紐，均建設通航設施，目前除龍灘外，各樞紐的過船設施均已建成。各梯級的主要特征技術參數見表1。

從表1可以看出，各梯級的最低通航水位表面上似乎并不銜接。實際上對于單個樞紐而言，上游最低通航水位通常發生在水庫泄水期，下游最低通航水位則通常發生在水庫的正常蓄水期。對于多個聯合梯級而言，上游梯級的壩下最低通航水位多出現在下游水庫的正常蓄水期。從這一角度分析，可以認為上述各梯級中，龍灘、巖灘、樂灘3個樞紐下游的通航水位是銜接的，而大化、百龍灘這2個樞紐下游的通航水位不能銜接，即壩下存在脫水段。紅水河枯水期水面比降約為0.5‰，據此可以算出大化樞紐壩下脫水段長度約為1.4 km，百龍灘樞紐壩下脫水段長度約為3.7 km。此處所指脫水段出現在枯水蓄水期，因此對船舶通航影響較大，同時對航道尺度的制約也較大。

表1 紅水河干線梯級開發特性表Tab.1 Cascade development of main line of Hongshui River

2 閘壩礙航問題

紅水河已經建成的巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏5座樞紐，除橋鞏船閘、樂灘船閘的通航技術指標基本滿足通航要求外，其他樞紐的通航設施均達不到通航標準的要求，已構成閘壩礙航。在建的龍灘樞紐，沒有考慮施工期通航問題，升船機仍未建設，自2001年開工建設以來一直斷航，構成“才通舊路，又填新堵”的局面。

2.1 閘壩斷航

紅水河自古乃通航河流。受利益驅動，紅水河水電樞紐建設往往只建電站，預留通航設施位置而不同步建設，導致紅水河長期斷航。大化樞紐于1975年10月正式動工興建，1985年水電站竣工投產，沒有同期建設通航設施，導致紅水河斷航30 a，成為我國“典型”的斷航閘壩，嚴重制約了紅水河水運資源的開發利用。幾十年來，紅水河中上段只能區間運輸，運輸量和運輸船舶的噸位不能發展，航運效益微薄。龍灘樞紐自2001年開工建設至今，造成了紅水河上游的斷航，且由于龍灘升船機的主體工程建設時至今日仍尚未實施，根本不可能在2010年左右實現紅水河全線復航的目標。

2.2 巖灘升船機等級偏低

巖灘升船機建設規模為1×250 t垂直式升船機，僅基本接近Ⅴ級航道標準的要求，而上游南、北盤江目前已經按照內河Ⅳ級標準進行航道整治。巖灘升船機承船廂尺度40 m×10.8 m×1.8 m（長×寬×水深，下同），設計年通航325 d，每天通航時間22 h，年貨物通過能力僅為180萬t（其中上航40萬t，下航140萬t）。另一方面，巖灘升船機還存在設計最大通航流量偏小、設計最小通航流量偏大的問題，中洪水期不能通航，枯水期也不能完全通航，平均每年停航77.4 d，年通航保證率僅為78.8%，年營運天數僅287.6 d，與設計營運天數325 d相差37.4 d，可見巖灘升船機難以達到其設計年通過能力180萬t。

巖灘升船機的建設規模小，沒有達到紅水河航道規劃標準，其通過能力之小，與紅水河全線渠化形成深水航道的航運資源相比，與紅水河流域蘊藏著豐富的礦產資源相比，是極不匹配的。如不及時加以改擴建，必將成為制約紅水河航運發展的瓶頸。

2.3 樞紐過船設施通航保證率偏低

紅水河各座樞紐的通航設施普遍存在洪水、枯水期通航標準低的問題。

（1）洪水期停航歷時較長。

根據《內河通航標準》（GB50139-2004，以下簡稱《標準》）第6.2.1條和《船閘總體設計規范》（JTJ305-2001）第4.1.2條規定，Ⅲ、Ⅳ級船閘設計最高通航水位洪水重現期為10 a，對出現高于設計最高通航水位歷時很短的山區性河流，Ⅳ、Ⅴ級船閘洪水重現期可采用5～3 a。龍灘樞紐位于天峨水文站上游12 km，巖灘、大化、百龍灘樞紐位于天峨水文站下游，樂灘樞紐位于都安水文站下游，橋鞏樞紐位于遷江水文站上游1.5 km。天峨、都安和遷江水文站的5 a一遇洪水流量分別為14 500 m3/s、15 300 m3/s和16 500 m3/s。然而，巖灘、大化、百龍灘樞紐的設計最大通航流量僅3 500 m3/s，樂灘樞紐僅為4 530 m3/s，橋鞏樞紐也僅為 6 500 m3/s（表1），與《內河通航標準》的要求相差甚遠。顯然所有樞紐在中、洪水期都有相當一段時間不能通航。據分析，在龍灘和巖灘水庫聯合運行調度前提下，巖灘升船機平均每年洪水期停航歷時為28.1 d、大化船閘為39.7 d、百龍灘船閘為39.7 d，樂灘船閘為23.5 d、橋鞏船閘為7 d（表2）。

（2）枯水期通航保證率較低。

根據《標準》，設計最低通航水位為多年歷時保證率，Ⅲ級、Ⅳ級船閘采用98%～95%，Ⅴ級～Ⅶ級船閘采用95%～90%。紅水河航道規劃技術等級為Ⅳ級航道，通航保證率應取95%。然而，巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏樞紐通航設施的設計最小通航流量分別為974 m3/s、608 m3/s、1 130 m3/s、560 m3/s和400 m3/s。除橋鞏船閘最小通航流量取天然航道設計最小流量外，其他通航設施的最小通航流量都偏大，不符合《標準》要求。

紅水河樞紐通航設施下游最低通航水位的確定，是按下一級梯級壩上死水位加相應的設計最小流量進行推算的。但由于設計最小流量偏大，每年枯水期有相當長的時段水電站瞬時下泄流量達不到設計要求，如百龍灘船閘設計最小通航流量取1 130 m3/s，每年有94.2 d不能滿足要求，從而使上、下級樞紐水位不銜接，導致船閘下游門檻、引航道水深不足，甚至曬太陽的情況。據分析，在龍灘和巖灘2個水庫聯合運行調度前提下，巖灘升船機枯水期需要船舶減載航行或停航的天數為49.3 d，百龍灘船閘為94.2 d（表2）。

表2 紅水河各梯級通航流量和保證率統計表Tab.2 Statistics of navigable discharge and guarantee rate about each lock in Hongshui River

由表2可以看出，紅水河已建過船設施的5座樞紐，僅橋鞏船閘通航保證率達標，樂灘船閘基本達標，其余3座樞紐的過船設施的通航保證率均不達標。

2.4 大化船閘中間渠道斷面系數過小

根據《標準》第3.0.5條（強制性條文）規定，限制性航道的斷面系數不小于6。大化船閘上游中間渠道長291 m，橫斷面為矩形，底高程151.0 m，渠道寬度12 m。當上游為最高通航水位155.0 m時，渠道水深4.0 m，相應渠道過水橫斷面積為48 m2；當上游為最低通航水位153.0 m時，渠道水深2.0 m，相應渠道過水橫斷面積為 24 m2。

大化船閘中間渠道的斷面系數，按通航300 t級船舶計算，最高通航水位時為4.3～5.0，最低通航水位時為2.2～2.5；按通航500 t級船舶，最高通航水位時為3.8～2.4，最低通航水位時為1.2～1.9，均不滿足《標準》規定的最低要求。

3 船型與過船設施尺度的適應問題

如表1所示，紅水河大化、百龍灘、樂灘、橋鞏的船閘尺度均為120 m×12 m×3.0 m（長×寬×門檻水深，下同），其設計代表船型為110.0 m×10.8 m×1.6 m（長×寬×設計吃水，下同）的500 t級1頂2的船隊。巖灘升船機的承船箱尺度為40 m×10.8 m×1.8 m，其設計船型為37.0 m×9.0 m×1.3 m的250 t機動駁。龍灘升船機的承船箱尺度為70 m×12.0 m×2.2 m，其設計船型為67.5 m×10.8 m×1.6 m的500 t機動駁。同一條河流，由于相鄰的幾座樞紐過船設施所針對的設計船型都不統一，必然會出現船型與過船設施尺度不相適應的問題。

目前，西江上游的運輸船型多為機動駁，船隊的營運組織方式已很少。在開展“西南水運出海中線通道（貴州段）航運擴建工程”項目設計時，考慮到由于龍灘樞紐升船機的船箱有效尺度為70 m×12 m×2.2 m，一次只能升降一艘500 t級及以下噸位的單船（機動駁）過壩，限制了船隊的通航，因而只能選用500 t級以下的單船通航。從大化等幾個船閘的尺度分析，若選用67.5 m×10.8 m×1.6 m的500 t級船型，則每次只能單船過閘，或最多采用1艘500 t級單船和1艘250 t級單船編組過閘，船閘的通過能力難以正常發揮。為此選用了55.0 m×10.8 m×1.6 m（JT/T447-2001）的500 t級機動駁為該項目的設計船型，每次可實現2艘500 t級船舶同時過閘，從而使船閘的通過能力得到有效發揮。

4 樞紐下泄非恒定流對下游的影響問題

通航河流上建設水電樞紐已成燎原之勢，除長江三峽樞紐和一些航電樞紐以外，幾乎所有的水電樞紐都存在著非恒定流下泄，嚴重影響下游船舶航行安全的問題。隨著電力資本集團的日趨強勢，解決這一問題的難度越來越大。有的樞紐有時連正常的基荷流量都難以保證，在不需要發電時甚至是零流量下泄。盡管有的大型樞紐根據航運等實際需要，在下游建設了反調節樞紐，但在實際運行中往往也只考慮發電效益，而很少考慮壩下河段的通航需要，根本起不到反調節的作用。

5 解決紅水河航運問題的對策思路與措施設想

5.1 解決問題的對策思路

為使紅水河復航工程取得良好的效果，達到預期目標，最大限度地利用有限的水運資源，促進區域經濟發展，推動紅水河流域脫貧致富的步伐，針對上述存在的問題，提出“先通后暢，優化調度，聯合管理，水陸兼用，總體提高，依法保航”的對策思路。

（1）先通后暢。打通紅水河斷航多年的礙航閘壩，恢復通航，然后再按照航道規劃，逐步實現航道等級標準。

（2）優化調度。優化紅水河多梯級水庫枯、中、洪水期的運行方式，最大限度地調節洪水期下泄流量，增大枯水期泄水流量，提高各級船閘（升船機）的通航保證率。

（3）聯合管理。對紅水河多梯級的通航設施實行聯動式管理，提高管理效能，確保通航設施安全暢通。

（4）水陸聯運。針對紅水河梯級通航設施通過能力小、不滿足貨運量過壩要求的問題，采用滾裝船運輸汽車走陸路翻壩的方式，增大紅水河水路貨運量。

（5）總體提高。在水運貨運量大幅增長、投資資金許可的條件下，對建設規模小、通過能力小的通航設施進行改造或擴建，提高紅水河航運的總體水平。

（6）依法保航。依據《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國航道管理條例》、《廣西壯族自治區航道管理辦法》和《廣西壯族自治區船閘管理辦法》等有關法律法規，保護紅水河航運。

5.2 解決問題的措施建議

（1）加大新建樞紐通航設施的建設力度，早日實現紅水河全線通航目標。

紅水河雖然建有巖灘升船機以及大化、百龍灘、樂灘船閘、橋鞏船閘，礙航閘壩復航工程建設已基本完成，但由于其上游龍灘升船機還未建，紅水河仍然無法恢復通航。因此，交通主管部門應加強行業監管力度，督促龍灘水電樞紐加快通航設施的建設進度，以期早日實現紅水河全線通航的目標，發揮復航工程的經濟社會效益。

（2）優化調度各級水庫的運行方式，均衡下泄流量，提高通航保證率。

提高船閘（升船機）通航保證率通常有3種方法，一是增大枯水期通航流量，提高枯水期通航保證率；二是縮短大洪流量歷時，減少洪水期船舶停航天數；三是提高下一梯級的尾水位，增加下閘首門檻水深。

（3）擴建大化船閘上游中間渠道提高船閘通過能力。

由于大化船閘存在上游中間渠道過長和過水橫斷面積小的問題，只有擴建才能解決通過設計船型的問題。根據工程客觀條件分析，中間渠道的右邊為配電站，左邊為電站廠房，左右兩邊都有一定的安全距離，具備擴建的條件。工程措施為拆除原中間渠道后改為引航道，按照《船閘總體設計規范》（JTJ305-2001）的技術要求進行擴建工程設計。引航道橫斷面尺度應滿足500 t級設計船型航行會船要求，引航道底寬至少達到3.5倍設計船型寬度，引航道設計水深要求在上游最低通航水位情況下應達到3.0 m。

（4）采取航道整治工程措施，改善引航道出口連接段水流，提高船舶安全過閘的可靠性。

采用炸礁等航道整治工程措施，調整河床的形態，調順水流，改善大化船閘下游引航道出口連接段的通航水流條件。

（5）改擴建巖灘過船設施，解決限制紅水河貨運通過能力的瓶頸。

從勘察調研掌握的情況分析，受升船井寬度的限制，巖灘升船機沒有改造的條件，要提高通過船舶噸位的能力，只有將原升船井拆除重建，或者在原升船井的下游面新建升船井。升船機承船廂尺度可以參照龍灘升船機設計，承船廂平面尺度取70 m×12 m，承船廂設計水深提高，以滿足珠江干線船型過壩的要求，建議取3.0 m。

（6）實施水陸聯運，提高紅水河航運通過量和經濟效益。

根據表1，巖灘升船機和大化船閘的年貨物通過能力僅180萬t，即使對巖灘升船機和大化船閘上游中間渠道進行了擴建，船閘的最大通過能力也是300～400萬t，遠不能滿足紅水河水運量發展過壩的需要。根據《廣西壯族自治區內河航運發展規劃》（報批稿），預測2020年紅水河水運貨運量為1 230萬t。

為解決上述問題，特別是在近期龍灘升船機沒有建成之前，以及巖灘升船機、大化船閘沒有擴建之前，解決紅水河煤炭運輸的問題，可采取滾裝船汽車翻壩的方式，減輕貨物過閘的壓力。

（7）依法保護航運資源和航道暢通。

交通主管部門對紅水河船閘（升船機）運行實施行業監督管理，規范通航管理規定，建立船閘（升船機）維修保養審批制度，要求船閘（升船機）管理部門最大限度地提高船閘（升船機）通過能力。另一方面，對龍灘升船機設計進行審查，確保升船機在總體布置，承船廂尺度、中間渠道設計尺度、通過能力等有關通航技術指標方面滿足通航要求。

6 結語

（1）紅水河閘壩斷航、礙航問題由來已久。隨著國家對促進內河航運科學、健康發展的問題越來越重視，相關部門已經認識到了解決紅水河全線復航的重要性。分析并解決影響紅水河復航和發展的關鍵問題十分必要。

（2）影響紅水河全線復航和航運發展的主要問題包括梯級水位銜接問題、閘壩礙航問題、船型與過船設施尺度的適應問題以及樞紐下泄非恒定流對下游的影響問題等。

（3）為解決上述問題，提出了“先通后暢、優化調度、聯合管理、水陸兼用、總體提高、依法保航”的總體對策思路和加強對龍灘升船機建設的協調、改建巖灘升船機、改建大化船閘上游中間渠道、優化水庫調度、均衡下泄流量等具體措施建議。

［1］馬殿光，李伯海，劉新，等.紅水河礙航閘壩復航關鍵技術研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學研究所，2007.

［2］韋巨球，龐雪松，歐誠，等.紅水河礙航閘壩對航運影響及對策研究［R］.南寧：廣西壯族自治區港航管理局，2007.

［3］李伯海，李同西，馬殿光，等.西南水運出海中線通道（貴州段）航運擴建工程可行性研究報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學研究所，2007.

［4］韋玉欽.礙航閘壩對航運發展的影響和對策［J］.中國水運，2006，3（2）：175-176.

［5］鄭明鈺.斷航、礙航閘壩制約珠江航運和流域經濟的發展［J］.珠江水運，2002（12）：5-6.

［6］張化本.內河閘壩礙航問題應引起高度重視［J］.珠江水運，2005（3）：6-7.

［7］鄭明鈺.用科學發展觀根治礙航閘壩［J］.中國水運，2005（5）：16-17.