三峽蓄水后長江中游航道的演變及維護性疏浚方案分析

通過對三峽蓄水后長江中游航道的演變進行分析和研究，掌握一般規律，在此基礎上對長江中游航道維護性疏浚施工船舶的配備、疏浚時機的把握、疏浚施工安全技術要求、施工工藝等提出了具體方案。

長江是貫通我國東、中、西部三大經濟區的水運主動脈。長江干流通江達海，具有得天獨厚的自然條件和巨大的航運潛力。三峽蓄水后，由于水沙條件發生改變，使長江航道條件尤其是中游航道條件發生了較大改變。

三峽蓄水后長江中游航道的演變

1、長江中游航道的一般特性

長江中游航道特別是荊江河段，彎道、洲灘眾多，歷來演變最為復雜，航道問題也最為突出。三峽工程蓄水后，由于水沙條件發生改變，致使一些淺區河段普遍出現了洲灘變形、岸線崩塌等不利于通航條件的變化，使本來復雜多變的中游航道更增加了不穩定因素。

長江中游航道按其河型和演變特征，大體可以分為大埠街～藕池口、藕池口～城陵磯和城陵磯～上巢湖三段。其中尤以荊江河段，演變尤為復雜，航道問題突出，是研究的重點。

2、長江中游河段水沙條件的變化

徑流量變化：與多年平均相比，個別年份增加，多數年份減少；輸沙量變化：大幅減少，一般減少80％—90％；中值粒徑粗化；流量、水位變化：壩下河段宜昌、沙市站流量、水位相關關系較好，監利以下相關關系較差。壩下水位雖因河床下切面降低，但因有流量補給，使枯水期宜昌站水位降低不多，而沙市站則有所提高。

3、長江河段航道變化的基本趨勢

上荊江分汊河段江心洲頭低灘呈沖刷后退之勢，航道條件處于向不利方向發展的態勢；下荊江彎曲及分汊河段江心灘和邊灘繼續沖刷后退，淺區段放寬，河槽也向寬淺方向發展，出現槽口眾多，多槽爭流的格局，對航道維護十分不利；城陵磯至漢口段主要為單一河道和部分受節點控制作用強的分汊河道，河勢相對比較穩定。

4、對通航條件的影響

三峽工程蓄水后對航道有利的是增加了枯水期壩下流量，加大航槽沖刷力度，增加了航道水深；對航道不利的方面是增加了航道的不穩定性，下泄流量的陡降或陡增不利于航道自然沖刷，水流不能及時歸槽，致使航道水深不足。

長江中游航道維護性疏浚施工方案

1、疏浚船舶的性能及選擇

長江中游航道疏浚使用的挖泥船主要有兩大類：一類為碇泊式挖泥船，如鏈斗、吸揚、抓斗等，另一類為自航耙吸挖泥船。前者施工對通航干擾大，后者施工機動靈活。此外，還有吸盤挖泥船可以自航施工，但一般多采取絞進施工。目前最適宜的挖泥船型：主要為500方自航耙和1250方/小時吸盤挖泥船。

2、對枯水期疏浚維護工作量的預測

三峽工程蓄水后，在一定程度上對枯、洪水期上游來水起到調蓄作用，枯水期流量得到補給，航道水深提高，尤其是近年來航道部門對部分淺水道進行了治理，使航道趨向穩定。同時，由于水沙條件的變化致使河床在不斷調整和變化，也加劇了一些水道的淺情；另外，航道部門近年來相繼調高了部分航段的維護水深，增加了疏浚維護任務。預測今后一個時期內，長江中游航道維護的疏浚量在不利情況下，在一屆枯水期內最大約在200萬m3左右；在有利的情況下僅為數十萬m3；而在一般情況下，則在100萬m3上下。綜合近幾年的總體分析，其平均疏浚工程量略有減少。

3、疏浚船舶的配備

配備的原則。疏浚船舶配備的原則主要是保暢通，追求航運效益最大化。其次是合理安排和使用挖泥船，以降低維護成本。

維護性疏浚要考慮施工時間、地點和工作量等多個不確定因素。每屆枯水期需要疏浚的水道、部位、施工方量及施工時間通常都是依據汛后各淺水道航道條件的預測安排的。個別水道則是在枯水期間因發生突變而需要緊急施挖的。所以，在疏浚船舶配備上，每屆枯水前除了要根據以往疏浚維護的需要保證重點淺水道疏浚船舶的配備外，對有疏浚要求而施工量不大的淺水道也要考慮配備疏浚船舶，根據情況及時調遣挖泥船駐守現場。對可能需要疏浚的一般淺水道，安排駐守鄰近水道的挖泥船兼顧。同時還需安排其它挖泥船作為預備船隊在基地待令。

配備的船舶數量和組成。正常情況下，長江中游航道需配備5艘以上船舶，其中荊江段不少于3艘，配備1艘500方耙吸，1艘300方耙吸和1艘1250方/小時吸盤船；城陵磯～上巢湖段配備2艘，500方和800方自航耙各一艘。必要時上述挖泥船可調劑使用。

4、疏浚時機的把握

投入疏浚維護的時間。投入疏浚維護的時間一般在每年的10月至次年的4月。三峽蓄水前，投入疏浚維護的時間一般在頭年的11月至次年的3、4月為一屆枯水期。三峽實施175m水位蓄水后，其蓄水量較圍堰發電期和運行初期大得多，相應的下泄流量則較原天然狀態下的下泄流量減少很多。若按三峽工程初步設計，蓄水時間自9月下旬至10月底，在此過程中，壩下河段將陸續進入枯水期，這比蓄水前大約提前了一個月時間，因此投入枯水航道維護的時間也相應提前了約一個月。 一般情況下，有的淺水道需在10月開始實施疏浚維護，但如果當年入庫流量較小，且下泄流量突降，投入疏浚維護的時間可能提前至9月下旬就將開始。

根據水位和航道條件擇機施工。對于單一水道，在水位較高時，如果可供航行的水域寬闊，并且航槽較為穩定，可視具體情況，采取不同的疏浚維護方法。第一種方法是半邊通航半邊施工，即通過調整標志，適當縮窄現行航槽供船舶通航，而封閉另一部分水域供挖泥船施工，如此交替通航與施工，可保證在水位退落后航槽內有足夠的水深。第二種方法是開辟臨時航道，通過調整標志適當縮窄并封閉現行航槽，由挖泥船在航槽內施工，而將航道移至現行航槽的一側，供船舶臨時通航，待水位退落到一定程度后，現行航槽可恢復通航。第三種方法是提前另辟新槽，即當預見水位退落后，現行航槽可能發生淤變，需要另辟新槽時，可選擇航槽一側具有發展前途的水域施工，待現行航槽出現淺情時，迅速調標改槽，以保證與上下游航道的銜接。若在分汊河段，主支汊都能通航時，主汊通常是枯水期通航時間較長的一汊，宜在水位較高時先疏浚主汊，而在水位退落后再疏浚支汊。由于汛后退水過程中，航道要經歷復雜的沖淤變化，某一汊道往往不只一次施工，施工水域也可能不在同一地段，在這種情況下兩汊的施工則要交替進行，以求得一汊施工，另一汊維持通航。

在非通航高峰時段進行疏浚施工作業。長江中游淺險水道航道彎曲狹窄，通航條件較差，多數船舶一般都選擇在白天航行，而夜間由于視線不良，船舶通航密度則會減少，自然成了非通航高峰時段，因此，當水道的淺區為單一航槽時，在夜晚進行疏浚施工作業，可以大大減少因施工出現的阻航情況，有利于航道總體效益的發揮。由于夜晚施工條件差，確保疏浚船舶自身的安全是施工作業的首要前提，因此，疏浚船舶除了自身需要熟悉所在水域的航道狀況和水文條件，制定切實可行的實施方案和安全保障措施外，航道管理單位也應予以密切配合，加強實時監測，掌握施工效果，隨時調整標志，通航管理單位尤需在事前發布信息，做好現場管理，防止航行船舶擅自闖入施工區禁航水域。

5、疏浚施工安全技術要求

因勢利導，選好挖槽位置。枯水期航道維護性疏浚不應單純依靠挖泥船挖泥，而應借助水流的力量使河床形成自然沖刷，加深航道。因此，挖泥船疏浚航道的目的，除了是為了搬走航道內一部分淤積礙航的泥沙，同時也是通過疏浚泥沙來改變了水流流態，引導水流歸槽，使航槽內的泥沙能得到有效的沖刷。在挖槽選擇上還會遇到預備槽（即在現行航槽埂阻之前，事先施挖而留作備用的航槽）的問題，對此，尤其需要根據因勢利導的要求，選擇好挖槽位置。選好了，就能為未來水位退落后準備好通航條件；否則將適得其反，預備槽和現行航槽還可能同時面臨水深不足的尷尬局面。因此，在現行航槽之外選擇預備槽開挖時，應當充分研究，慎重選擇挖槽位置。

疏浚與整治結合。十多年來，長江中游河段在一些淺險水道陸續進行了一些治理工程，這些工程起到了穩定洲灘的作用，也改善了水流結構，使散亂的水流逐步歸槽，或者使淤淺的航槽得到沖刷，從而改善了通航條件，做好疏浚與整治的結合，既能充分發揮整治工程的效益，也能使疏浚施工發揮事半功倍的作用。

遵循舍寬保深的基本原則。由于枯水期航道的主要問題是水深不足，在淺情嚴重、維護十分困難的情況下，通常采取舍寬保深的作法。但這種舍寬保深的作法決不是任意縮窄航寬，而是在規定范圍內進行的。

熟悉工作環境，規避安全風險。熟悉工作環境是挖泥船在施工中規避安全風險最基本的要求，對工作環境的了解和熟悉，包括對各項設備進行全面的檢查和維護，使之處于良好的適航狀態；制定切合該水道實際的施工方案和在緊急情況下的安全預案等等，可使安全風險降至最小限度。

6、施工方法的選擇

不同類型淺水道的施工要求：分汊河段施工要遠離洲、灘的基腳；過渡河段施工要選好挖槽和排泥區。

提前干預與應急施工兩種方法的比選：對歷屆枯水期某些變化不大的水道可提倡提前挖泥，但需掌握好提前的時間，以中游主力船舶500方自航耙吸挖泥船施工，可考慮在水深7m左右并且水位基本處于穩退的階段開挖，因為此時施工，耙頭與床面可以保持最佳的角度，增加泥漿吸入濃度，提高施工效率。

不同工況條件下的施工方法：當挖槽內水深較小而流速較大時，宜采用邊拋的施工方法；當挖槽內水深較大，水位退落速度較慢，且流速較小時，宜采用裝艙法施工；大功率吸盤挖泥船具有較高的生產效率，適于航槽的開槽破土。在淺情嚴重需要突擊搶挖時，也可以自航施工，采用邊拋法排泥；在槽口變遷，老槽廢棄而新槽尚未形成時，若新槽流速較大，使用具有首沖功能的船舶，可以提高施工效率。

7、降低維護成本的基本途徑

加強基礎工作，根據三峽蓄水后航道的演變，掌握其規律，制定合理有效的維護方案； 引進新技術和新工藝，提高施工效率；采取獎勵和約束機制，通過科學的預測和具體測定來制定維護項目的成本計劃，確定成本管理目標，依據成本計劃進行成本控制。

結語

三峽蓄水后，長江中游河段水文、泥沙條件發生了較大改變，對通航條件產生了一定影響。航道部門應研究長江中游航道的演變規律，遵循因勢利導的原則，運用長期整治與臨時性維護疏浚相結合的方式，達到興利除弊的作用。

三峽蓄水后的若干年，長江中游維護性疏浚每年仍然應配備不少于5艘300方-1250方的耙吸和吸盤類挖泥船，根據水位和航道條件，采取定點守槽、重點突擊、統籌兼顧、動態管理、科學決策、統一指揮的方式，因地制宜地采用邊拋、裝艙、首沖、溢流等不同施工方法，確保三峽蓄水和航道水深標準提高后長江中游航道的安全、暢通。 （作者單位：長江武漢航道工程局）