三峽船閘允許過閘船舶最大吃水的確定

【摘 要】 針對三峽船閘過閘需求增加和船舶大型化發(fā)展對允許過閘船舶的最大吃水需求的問題，在相關(guān)管理規(guī)范基礎(chǔ)上結(jié)合模型研究，分析三峽船閘門檻水深、船舶航行下沉量及安全富余水深要求，以三峽船閘門檻水深5.125 m、5.5 m和6 m為參考，分別確定該水深期間允許過閘船舶的最大吃水，為對外發(fā)布吃水控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，對過閘船舶配載發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用。

【關(guān)鍵詞】 三峽；船閘；船舶；吃水

0 引 言

三峽工程蓄水后，庫區(qū)港口、航道等通航條件得到了較大改善。2003年三峽船閘開始投入運行，加速推進(jìn)了沿江經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，過閘貨運量以年均16.6%的速度增長；2011 年三峽船閘過閘貨物運量突破億t，實現(xiàn)設(shè)計的目標(biāo)值。得益于船型標(biāo)準(zhǔn)化政策，過閘船舶大型化發(fā)展明顯提速，過閘貨船平均載質(zhì)量從2003年的 t/艘，提高到2012年的 t/艘。過閘大型船舶所占比例增加，噸級以上船舶所占比例由2003年的不足1%，增長到2012年的49.3%；噸級以上船舶自2008年以來呈現(xiàn)連年成倍增長的趨勢。隨著船舶大型化的發(fā)展，船舶吃水深度也在增加。噸級以上船舶滿載吃水普遍超過3.7 m，噸級以上船舶滿載吃水一般超過4.3 m；最大的干散貨船載質(zhì)量已達(dá) t，其滿載吃水達(dá)6 m。這些變化對船舶通過船閘時的吃水控制管理提出了新的要求。

船閘是通航河流樞紐的重要組成部分，是用以保證船舶順利通過航道上集中水位落差的箱形水工建筑物。只有根據(jù)航道管理規(guī)范[1]，合理確定允許過閘船舶的最大吃水，留足富余水深，為過閘船舶的配載提供指導(dǎo)和參考，才能保證船舶過閘和船閘運行的安全。

1 影響過閘船舶最大吃水確定的主要因素

過閘船舶吃水的增加將產(chǎn)生兩大風(fēng)險：（1）船舶富余水深的減少可導(dǎo)致船舶擦底，危及船舶和船閘的安全；（2）船舶在閘室充水過程中受到水動力作用的增大，危及船舶停泊和船閘設(shè)施安全。因此，在確定允許過閘船舶的最大吃水時，應(yīng)同時保證富余水深及滿足閘室停泊條件的要求。

1.1 船閘門檻水深

在不同的閘室門檻水深條件下，允許通過船舶的吃水有所不同。三峽船閘運行過程中，船閘門檻水深和船閘的運行方式與上下游水位密切相關(guān)，三峽船閘上下游水位的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，目前已有參數(shù)為三峽船閘上下游水位的門檻水深計算模型。[2]

1.1.1 上游水位

自2010年三峽水庫首次蓄水至175 m以來，船閘上游水位變化規(guī)律與規(guī)程[3]要求基本一致。船閘上游水位一般在每年的1月底開始下降，至5月30日前水位升至155 m以上，6月1日至10日快速下降至汛限水位145 m，6月10日至9月15日為汛期，維持在145 m運行。汛末提前蓄水，通常每年的9月10日左右起蓄水，并進(jìn)行蓄水過程控制，9月底一般不超過165 m，10月底蓄水至最高水位175 m以后保持高水位運行。

1.1.2 下游水位

現(xiàn)有通航調(diào)度規(guī)程[4]規(guī)定，三峽船閘下游水位按枯水期不低于62.5 m、汛期不低于63 m控制。根據(jù)統(tǒng)計資料，三峽船閘運行以來壩下水位沒有低于規(guī)程規(guī)定的記錄。

1.1.3 門檻水深計算

由圖1可知，每年大體可分為4個時段，分別為： 10月17日～次年4月8日的174天期間，門檻水深不低于6 m； 4月9日～5月31日的53天內(nèi)，門檻水深為5.125 m； 6月1日～9月30日的122天內(nèi)，門檻水深為5.5 m； 10月1日～10月16日的16天內(nèi)，門檻水深為5.125 m。

1.2 船舶航行下沉量

船舶在深水區(qū)航行時，與之相對運動的水流是從船的兩舷和底部由船首流向船尾的三元水流；當(dāng)船舶駛?cè)霚\水區(qū)時，由于流入船底的水流受到限制而被推向船舶的左右兩側(cè)，使船底過水?dāng)嗝鏈p小，流速增加，作用于船底的壓力降低，致使船體下沉和產(chǎn)生縱傾。對于深水區(qū)域和淺水區(qū)域的劃分，目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但從水深影響船體阻力的相關(guān)研究成果來看，通常水深與吃水之比小于4時，為淺水區(qū)域。目前，過閘船舶吃水普遍在3 m以上，相比于三峽船閘的門檻水深，船舶過閘被認(rèn)為是在限制水域內(nèi)的淺水航行過程，此過程中的船舶航行下沉量不可忽略。

1.3 安全富余量

安全富余水深除考慮船舶航行下沉量、水位波動影響、縱傾等外，為避免船舶觸底和增加船舶的可操控性，也應(yīng)考慮航道的底質(zhì)特性、運營特性、船舶操作特性等因素。針對三峽船閘閘首、閘室底面結(jié)構(gòu)、過閘船舶特性及船舶觸底后果等因素，綜合考慮過閘船舶觸底受損的可能性，觸底安全富余量取值0.3 m。若在水動力作用下因安全富余量偏低而危及船舶停泊安全和船閘設(shè)施安全時，需要在實船試驗的基礎(chǔ)上合理增加安全富余量。

2 允許過閘船舶最大吃水的計算

對外公布的允許過閘船舶最大吃水必須有一定的穩(wěn)定性，能有效地維持一段時間，才能對過閘船舶配載發(fā)揮真正的指導(dǎo)作用。從圖1可以看出，全年三峽船閘門檻水深均不低于5.125 m，門檻水深7 m的時間僅為1個月左右，且分布零散，穩(wěn)定性不強(qiáng)， 5.5 m和6 m的門檻水深持續(xù)時間相對較長。因此，分別以5.125 m、5.5 m和6 m典型門檻水深為參考，確定允許過閘船舶的最大吃水。

2.1 普通船舶允許過閘的吃水

2.1.1 計算參數(shù)的選取

（1）航速 根據(jù)現(xiàn)有通航管理辦法[5]等有關(guān)法規(guī)規(guī)定，過閘船舶進(jìn)出閘最大航速為1 m/s，在閘室間移泊的航速不得超過0.6 m/s。取過閘船舶對岸速度1 m/s計算，按照觀測數(shù)據(jù)，船閘口門處存在約0.3 m/s的回流，因此，選取計算吃水控制標(biāo)準(zhǔn)的速度為1.3 m/s。

（2）閘室水下橫斷面面積 閘室有效尺度穩(wěn)定不變（34 m），水下橫斷面面積S為34€譎 （m2）。

（3）船舶中斷面的水下部分面積 將H為5.125 m、5.5 m和6 m分別代入公式（3），得出船舶最大下沉量的s值分別為115.4、125.8和139.8 m2。

2.1.3 滿足水動力作用下安全停泊的吃水要求

三峽船閘系船柱設(shè)計縱向系纜力為8 t，橫向系纜力為5 t （允許的合力值約為9.43 t）。實船測試結(jié)果表明，實載 t以下船舶閘室停泊條件可以滿足設(shè)計要求，而吃水4.5 m的實載5 000 t大型船舶系纜力普遍超過10 t，超過浮式系船柱的設(shè)計極限，威脅到船舶停泊及閘室結(jié)構(gòu)的安全，須進(jìn)一步增加安全富余量。因此，水動力作用下安全停泊的吃水要求為當(dāng)船閘門檻水深6 m時，允許過閘船舶的吃水可按4.5 m控制，但實載必須小于 t。

2.2 危險品船舶允許過閘的吃水要求

近年來，危險品船舶過閘流量快速增加，船舶大型化現(xiàn)象亦日趨顯現(xiàn)。為確保危險品船舶過閘安全，相關(guān)管理規(guī)定對危險品船舶過閘提出了特殊要求。吃水控制管理方面，《船舶航行長江富余水深規(guī)定（試行）》提出了“裝載危險貨物時另加0.1 m”的要求。因此，為保證過閘安全，按照這一要求，危險品船舶允許過閘的吃水須在普通船舶基礎(chǔ)上減小0.1 m。

3 結(jié) 語

根據(jù)管理規(guī)范，結(jié)合模型研究，科學(xué)分析三峽船閘門檻水深、船舶航行下沉量及安全富余水深的要求，合理地確定允許過閘船舶的最大吃水，為對外公布吃水控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，進(jìn)而為過閘船舶配載發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國建設(shè)部.內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（GB 50139―2004）[S].北京：中國計劃出版社，2004.

[2] 張義軍，杜嘉立.多級船閘檻上水深計算模型[J].大連海事大學(xué)學(xué)報，2012，38（4）：23-25.

[3] 國務(wù)院三峽建設(shè)委員會.三峽（初期運行期）―葛洲壩水利樞紐梯級調(diào)度規(guī)程[S].2007.

[4] 長江三峽通航管理局.三峽（初期運行期）―葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度規(guī)程[S].2006.

[5]交通部長江航務(wù)管理局.三峽工程初期運行期通航管理辦法[S].2006.

【摘 要】 針對三峽船閘過閘需求增加和船舶大型化發(fā)展對允許過閘船舶的最大吃水需求的問題，在相關(guān)管理規(guī)范基礎(chǔ)上結(jié)合模型研究，分析三峽船閘門檻水深、船舶航行下沉量及安全富余水深要求，以三峽船閘門檻水深5.125 m、5.5 m和6 m為參考，分別確定該水深期間允許過閘船舶的最大吃水，為對外發(fā)布吃水控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，對過閘船舶配載發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用。

【關(guān)鍵詞】 三峽；船閘；船舶；吃水

0 引 言

三峽工程蓄水后，庫區(qū)港口、航道等通航條件得到了較大改善。2003年三峽船閘開始投入運行，加速推進(jìn)了沿江經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，過閘貨運量以年均16.6%的速度增長；2011 年三峽船閘過閘貨物運量突破億t，實現(xiàn)設(shè)計的目標(biāo)值。得益于船型標(biāo)準(zhǔn)化政策，過閘船舶大型化發(fā)展明顯提速，過閘貨船平均載質(zhì)量從2003年的 t/艘，提高到2012年的 t/艘。過閘大型船舶所占比例增加，噸級以上船舶所占比例由2003年的不足1%，增長到2012年的49.3%；噸級以上船舶自2008年以來呈現(xiàn)連年成倍增長的趨勢。隨著船舶大型化的發(fā)展，船舶吃水深度也在增加。噸級以上船舶滿載吃水普遍超過3.7 m，噸級以上船舶滿載吃水一般超過4.3 m；最大的干散貨船載質(zhì)量已達(dá) t，其滿載吃水達(dá)6 m。這些變化對船舶通過船閘時的吃水控制管理提出了新的要求。

船閘是通航河流樞紐的重要組成部分，是用以保證船舶順利通過航道上集中水位落差的箱形水工建筑物。只有根據(jù)航道管理規(guī)范[1]，合理確定允許過閘船舶的最大吃水，留足富余水深，為過閘船舶的配載提供指導(dǎo)和參考，才能保證船舶過閘和船閘運行的安全。

1 影響過閘船舶最大吃水確定的主要因素

過閘船舶吃水的增加將產(chǎn)生兩大風(fēng)險：（1）船舶富余水深的減少可導(dǎo)致船舶擦底，危及船舶和船閘的安全；（2）船舶在閘室充水過程中受到水動力作用的增大，危及船舶停泊和船閘設(shè)施安全。因此，在確定允許過閘船舶的最大吃水時，應(yīng)同時保證富余水深及滿足閘室停泊條件的要求。

1.1 船閘門檻水深

在不同的閘室門檻水深條件下，允許通過船舶的吃水有所不同。三峽船閘運行過程中，船閘門檻水深和船閘的運行方式與上下游水位密切相關(guān)，三峽船閘上下游水位的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，目前已有參數(shù)為三峽船閘上下游水位的門檻水深計算模型。[2]

1.1.1 上游水位

自2010年三峽水庫首次蓄水至175 m以來，船閘上游水位變化規(guī)律與規(guī)程[3]要求基本一致。船閘上游水位一般在每年的1月底開始下降，至5月30日前水位升至155 m以上，6月1日至10日快速下降至汛限水位145 m，6月10日至9月15日為汛期，維持在145 m運行。汛末提前蓄水，通常每年的9月10日左右起蓄水，并進(jìn)行蓄水過程控制，9月底一般不超過165 m，10月底蓄水至最高水位175 m以后保持高水位運行。

1.1.2 下游水位

現(xiàn)有通航調(diào)度規(guī)程[4]規(guī)定，三峽船閘下游水位按枯水期不低于62.5 m、汛期不低于63 m控制。根據(jù)統(tǒng)計資料，三峽船閘運行以來壩下水位沒有低于規(guī)程規(guī)定的記錄。

1.1.3 門檻水深計算

由圖1可知，每年大體可分為4個時段，分別為： 10月17日～次年4月8日的174天期間，門檻水深不低于6 m； 4月9日～5月31日的53天內(nèi)，門檻水深為5.125 m； 6月1日～9月30日的122天內(nèi)，門檻水深為5.5 m； 10月1日～10月16日的16天內(nèi)，門檻水深為5.125 m。

1.2 船舶航行下沉量

船舶在深水區(qū)航行時，與之相對運動的水流是從船的兩舷和底部由船首流向船尾的三元水流；當(dāng)船舶駛?cè)霚\水區(qū)時，由于流入船底的水流受到限制而被推向船舶的左右兩側(cè)，使船底過水?dāng)嗝鏈p小，流速增加，作用于船底的壓力降低，致使船體下沉和產(chǎn)生縱傾。對于深水區(qū)域和淺水區(qū)域的劃分，目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但從水深影響船體阻力的相關(guān)研究成果來看，通常水深與吃水之比小于4時，為淺水區(qū)域。目前，過閘船舶吃水普遍在3 m以上，相比于三峽船閘的門檻水深，船舶過閘被認(rèn)為是在限制水域內(nèi)的淺水航行過程，此過程中的船舶航行下沉量不可忽略。

1.3 安全富余量

安全富余水深除考慮船舶航行下沉量、水位波動影響、縱傾等外，為避免船舶觸底和增加船舶的可操控性，也應(yīng)考慮航道的底質(zhì)特性、運營特性、船舶操作特性等因素。針對三峽船閘閘首、閘室底面結(jié)構(gòu)、過閘船舶特性及船舶觸底后果等因素，綜合考慮過閘船舶觸底受損的可能性，觸底安全富余量取值0.3 m。若在水動力作用下因安全富余量偏低而危及船舶停泊安全和船閘設(shè)施安全時，需要在實船試驗的基礎(chǔ)上合理增加安全富余量。

2 允許過閘船舶最大吃水的計算

對外公布的允許過閘船舶最大吃水必須有一定的穩(wěn)定性，能有效地維持一段時間，才能對過閘船舶配載發(fā)揮真正的指導(dǎo)作用。從圖1可以看出，全年三峽船閘門檻水深均不低于5.125 m，門檻水深7 m的時間僅為1個月左右，且分布零散，穩(wěn)定性不強(qiáng)， 5.5 m和6 m的門檻水深持續(xù)時間相對較長。因此，分別以5.125 m、5.5 m和6 m典型門檻水深為參考，確定允許過閘船舶的最大吃水。

2.1 普通船舶允許過閘的吃水

2.1.1 計算參數(shù)的選取

（1）航速 根據(jù)現(xiàn)有通航管理辦法[5]等有關(guān)法規(guī)規(guī)定，過閘船舶進(jìn)出閘最大航速為1 m/s，在閘室間移泊的航速不得超過0.6 m/s。取過閘船舶對岸速度1 m/s計算，按照觀測數(shù)據(jù)，船閘口門處存在約0.3 m/s的回流，因此，選取計算吃水控制標(biāo)準(zhǔn)的速度為1.3 m/s。

（2）閘室水下橫斷面面積 閘室有效尺度穩(wěn)定不變（34 m），水下橫斷面面積S為34€譎 （m2）。

（3）船舶中斷面的水下部分面積 將H為5.125 m、5.5 m和6 m分別代入公式（3），得出船舶最大下沉量的s值分別為115.4、125.8和139.8 m2。

2.1.3 滿足水動力作用下安全停泊的吃水要求

三峽船閘系船柱設(shè)計縱向系纜力為8 t，橫向系纜力為5 t （允許的合力值約為9.43 t）。實船測試結(jié)果表明，實載 t以下船舶閘室停泊條件可以滿足設(shè)計要求，而吃水4.5 m的實載5 000 t大型船舶系纜力普遍超過10 t，超過浮式系船柱的設(shè)計極限，威脅到船舶停泊及閘室結(jié)構(gòu)的安全，須進(jìn)一步增加安全富余量。因此，水動力作用下安全停泊的吃水要求為當(dāng)船閘門檻水深6 m時，允許過閘船舶的吃水可按4.5 m控制，但實載必須小于 t。

2.2 危險品船舶允許過閘的吃水要求

近年來，危險品船舶過閘流量快速增加，船舶大型化現(xiàn)象亦日趨顯現(xiàn)。為確保危險品船舶過閘安全，相關(guān)管理規(guī)定對危險品船舶過閘提出了特殊要求。吃水控制管理方面，《船舶航行長江富余水深規(guī)定（試行）》提出了“裝載危險貨物時另加0.1 m”的要求。因此，為保證過閘安全，按照這一要求，危險品船舶允許過閘的吃水須在普通船舶基礎(chǔ)上減小0.1 m。

3 結(jié) 語

根據(jù)管理規(guī)范，結(jié)合模型研究，科學(xué)分析三峽船閘門檻水深、船舶航行下沉量及安全富余水深的要求，合理地確定允許過閘船舶的最大吃水，為對外公布吃水控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，進(jìn)而為過閘船舶配載發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國建設(shè)部.內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（GB 50139―2004）[S].北京：中國計劃出版社，2004.

[2] 張義軍，杜嘉立.多級船閘檻上水深計算模型[J].大連海事大學(xué)學(xué)報，2012，38（4）：23-25.

[3] 國務(wù)院三峽建設(shè)委員會.三峽（初期運行期）―葛洲壩水利樞紐梯級調(diào)度規(guī)程[S].2007.

[4] 長江三峽通航管理局.三峽（初期運行期）―葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度規(guī)程[S].2006.

[5]交通部長江航務(wù)管理局.三峽工程初期運行期通航管理辦法[S].2006.

【摘 要】 針對三峽船閘過閘需求增加和船舶大型化發(fā)展對允許過閘船舶的最大吃水需求的問題，在相關(guān)管理規(guī)范基礎(chǔ)上結(jié)合模型研究，分析三峽船閘門檻水深、船舶航行下沉量及安全富余水深要求，以三峽船閘門檻水深5.125 m、5.5 m和6 m為參考，分別確定該水深期間允許過閘船舶的最大吃水，為對外發(fā)布吃水控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，對過閘船舶配載發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用。

【關(guān)鍵詞】 三峽；船閘；船舶；吃水

0 引 言

三峽工程蓄水后，庫區(qū)港口、航道等通航條件得到了較大改善。2003年三峽船閘開始投入運行，加速推進(jìn)了沿江經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，過閘貨運量以年均16.6%的速度增長；2011 年三峽船閘過閘貨物運量突破億t，實現(xiàn)設(shè)計的目標(biāo)值。得益于船型標(biāo)準(zhǔn)化政策，過閘船舶大型化發(fā)展明顯提速，過閘貨船平均載質(zhì)量從2003年的 t/艘，提高到2012年的 t/艘。過閘大型船舶所占比例增加，噸級以上船舶所占比例由2003年的不足1%，增長到2012年的49.3%；噸級以上船舶自2008年以來呈現(xiàn)連年成倍增長的趨勢。隨著船舶大型化的發(fā)展，船舶吃水深度也在增加。噸級以上船舶滿載吃水普遍超過3.7 m，噸級以上船舶滿載吃水一般超過4.3 m；最大的干散貨船載質(zhì)量已達(dá) t，其滿載吃水達(dá)6 m。這些變化對船舶通過船閘時的吃水控制管理提出了新的要求。

船閘是通航河流樞紐的重要組成部分，是用以保證船舶順利通過航道上集中水位落差的箱形水工建筑物。只有根據(jù)航道管理規(guī)范[1]，合理確定允許過閘船舶的最大吃水，留足富余水深，為過閘船舶的配載提供指導(dǎo)和參考，才能保證船舶過閘和船閘運行的安全。

1 影響過閘船舶最大吃水確定的主要因素

過閘船舶吃水的增加將產(chǎn)生兩大風(fēng)險：（1）船舶富余水深的減少可導(dǎo)致船舶擦底，危及船舶和船閘的安全；（2）船舶在閘室充水過程中受到水動力作用的增大，危及船舶停泊和船閘設(shè)施安全。因此，在確定允許過閘船舶的最大吃水時，應(yīng)同時保證富余水深及滿足閘室停泊條件的要求。

1.1 船閘門檻水深

在不同的閘室門檻水深條件下，允許通過船舶的吃水有所不同。三峽船閘運行過程中，船閘門檻水深和船閘的運行方式與上下游水位密切相關(guān)，三峽船閘上下游水位的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，目前已有參數(shù)為三峽船閘上下游水位的門檻水深計算模型。[2]

1.1.1 上游水位

自2010年三峽水庫首次蓄水至175 m以來，船閘上游水位變化規(guī)律與規(guī)程[3]要求基本一致。船閘上游水位一般在每年的1月底開始下降，至5月30日前水位升至155 m以上，6月1日至10日快速下降至汛限水位145 m，6月10日至9月15日為汛期，維持在145 m運行。汛末提前蓄水，通常每年的9月10日左右起蓄水，并進(jìn)行蓄水過程控制，9月底一般不超過165 m，10月底蓄水至最高水位175 m以后保持高水位運行。

1.1.2 下游水位

現(xiàn)有通航調(diào)度規(guī)程[4]規(guī)定，三峽船閘下游水位按枯水期不低于62.5 m、汛期不低于63 m控制。根據(jù)統(tǒng)計資料，三峽船閘運行以來壩下水位沒有低于規(guī)程規(guī)定的記錄。

1.1.3 門檻水深計算

由圖1可知，每年大體可分為4個時段，分別為： 10月17日～次年4月8日的174天期間，門檻水深不低于6 m； 4月9日～5月31日的53天內(nèi)，門檻水深為5.125 m； 6月1日～9月30日的122天內(nèi)，門檻水深為5.5 m； 10月1日～10月16日的16天內(nèi)，門檻水深為5.125 m。

1.2 船舶航行下沉量

船舶在深水區(qū)航行時，與之相對運動的水流是從船的兩舷和底部由船首流向船尾的三元水流；當(dāng)船舶駛?cè)霚\水區(qū)時，由于流入船底的水流受到限制而被推向船舶的左右兩側(cè)，使船底過水?dāng)嗝鏈p小，流速增加，作用于船底的壓力降低，致使船體下沉和產(chǎn)生縱傾。對于深水區(qū)域和淺水區(qū)域的劃分，目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但從水深影響船體阻力的相關(guān)研究成果來看，通常水深與吃水之比小于4時，為淺水區(qū)域。目前，過閘船舶吃水普遍在3 m以上，相比于三峽船閘的門檻水深，船舶過閘被認(rèn)為是在限制水域內(nèi)的淺水航行過程，此過程中的船舶航行下沉量不可忽略。

1.3 安全富余量

安全富余水深除考慮船舶航行下沉量、水位波動影響、縱傾等外，為避免船舶觸底和增加船舶的可操控性，也應(yīng)考慮航道的底質(zhì)特性、運營特性、船舶操作特性等因素。針對三峽船閘閘首、閘室底面結(jié)構(gòu)、過閘船舶特性及船舶觸底后果等因素，綜合考慮過閘船舶觸底受損的可能性，觸底安全富余量取值0.3 m。若在水動力作用下因安全富余量偏低而危及船舶停泊安全和船閘設(shè)施安全時，需要在實船試驗的基礎(chǔ)上合理增加安全富余量。

2 允許過閘船舶最大吃水的計算

對外公布的允許過閘船舶最大吃水必須有一定的穩(wěn)定性，能有效地維持一段時間，才能對過閘船舶配載發(fā)揮真正的指導(dǎo)作用。從圖1可以看出，全年三峽船閘門檻水深均不低于5.125 m，門檻水深7 m的時間僅為1個月左右，且分布零散，穩(wěn)定性不強(qiáng)， 5.5 m和6 m的門檻水深持續(xù)時間相對較長。因此，分別以5.125 m、5.5 m和6 m典型門檻水深為參考，確定允許過閘船舶的最大吃水。

2.1 普通船舶允許過閘的吃水

2.1.1 計算參數(shù)的選取

（1）航速 根據(jù)現(xiàn)有通航管理辦法[5]等有關(guān)法規(guī)規(guī)定，過閘船舶進(jìn)出閘最大航速為1 m/s，在閘室間移泊的航速不得超過0.6 m/s。取過閘船舶對岸速度1 m/s計算，按照觀測數(shù)據(jù)，船閘口門處存在約0.3 m/s的回流，因此，選取計算吃水控制標(biāo)準(zhǔn)的速度為1.3 m/s。

（2）閘室水下橫斷面面積 閘室有效尺度穩(wěn)定不變（34 m），水下橫斷面面積S為34€譎 （m2）。

（3）船舶中斷面的水下部分面積 將H為5.125 m、5.5 m和6 m分別代入公式（3），得出船舶最大下沉量的s值分別為115.4、125.8和139.8 m2。

2.1.3 滿足水動力作用下安全停泊的吃水要求

三峽船閘系船柱設(shè)計縱向系纜力為8 t，橫向系纜力為5 t （允許的合力值約為9.43 t）。實船測試結(jié)果表明，實載 t以下船舶閘室停泊條件可以滿足設(shè)計要求，而吃水4.5 m的實載5 000 t大型船舶系纜力普遍超過10 t，超過浮式系船柱的設(shè)計極限，威脅到船舶停泊及閘室結(jié)構(gòu)的安全，須進(jìn)一步增加安全富余量。因此，水動力作用下安全停泊的吃水要求為當(dāng)船閘門檻水深6 m時，允許過閘船舶的吃水可按4.5 m控制，但實載必須小于 t。

2.2 危險品船舶允許過閘的吃水要求

近年來，危險品船舶過閘流量快速增加，船舶大型化現(xiàn)象亦日趨顯現(xiàn)。為確保危險品船舶過閘安全，相關(guān)管理規(guī)定對危險品船舶過閘提出了特殊要求。吃水控制管理方面，《船舶航行長江富余水深規(guī)定（試行）》提出了“裝載危險貨物時另加0.1 m”的要求。因此，為保證過閘安全，按照這一要求，危險品船舶允許過閘的吃水須在普通船舶基礎(chǔ)上減小0.1 m。

3 結(jié) 語

根據(jù)管理規(guī)范，結(jié)合模型研究，科學(xué)分析三峽船閘門檻水深、船舶航行下沉量及安全富余水深的要求，合理地確定允許過閘船舶的最大吃水，為對外公布吃水控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，進(jìn)而為過閘船舶配載發(fā)揮指導(dǎo)和參考作用。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 長江三峽通航管理局.三峽（初期運行期）―葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度規(guī)程[S].2006.

[5]交通部長江航務(wù)管理局.三峽工程初期運行期通航管理辦法[S].2006.