長江干線南通天生港區至太倉瀏河口河段12.5m深水航道維護對策

史卿+謝偉麗+劉芳

【摘 要】 為保障長江南京以下12.5 m深水航道暢通安全，介紹長江干線南通天生港區至太倉瀏河口河段長約79 km的12.5 m深水航道河道概況、近期水道演變發展、航道現狀，從航標維護、航道測繪、航道維護疏浚、航道信息發布等方面提出航道維護對策及建議，從建立長期跟蹤觀測分析機制和推動航道維護手段多元化兩個方面創新航道維護措施，以提高深水航道維護質量，并為后續長江干線南通天生港區至南京新生圩港區約227 km河段的二期工程初通至南京期間航道維護提供參考和借鑒。

【關鍵詞】 12.5 m深水航道；維護；航標；測繪；疏浚；信息發布

0 引 言

長江南京以下12.5 m深水航道一期工程是“十二五”期全國內河水運投資規模最大、技術最復雜的重大工程。工程于2012年8月開工，完成了對通州沙、白茆沙等洲灘關鍵部位的整治及疏浚，實現了長江干線南通天生港區至太倉蕩茜閘56 km河段的12.5 m深水航道的建設目標。2015年12月，工程通過了竣工驗收并正式通航。目前，覆蓋南通天生港區至南京新生圩港區約227km河段的二期工程已于2015年6月開工建設，于2016年7月實現了12.5 m深水航道初通至南京。

一期工程正式通航后，南通天生港區至太倉蕩茜閘河段與2013年7月起正式通航的長江口12.5 m深水航道向上延伸河段無縫對接，組成了長江干線南通天生港區至太倉瀏河口河段長79 km的12.5 m深水航道（以下簡稱12.5 m深水航道），5萬噸級海船可由長江口全潮直達南通，10萬噸級以上海船也可乘潮減載抵達。

12.5 m深水航道是大型海船由海進江的關鍵航段，沿江分布有太倉港、南通港兩個億噸大港，是對外開放的重要門戶。一期工程正式通航后，航道通過能力進一步提高，為沿江經濟產業帶來了顯著的經濟效益，提升沿江地區城鎮化水平，降低沿江地區企業的物流成本，促進長江中上游地區經濟社會發展。[1] 據統計，2016年上半年，太倉港、南通港貨物吞吐量分別為1.09億t、1.12億t，同比增長分別為18.16%、3.70%。做好深水航道維護，對保證船舶安全航行、沿江經濟社會快速發展具有十分重要的意義。

1 水道概況

南通天生港區（下游航道里程104.4 km）至太倉瀏河口（下游航道里程25.4 km）河段全長約，沿江有南通、常熟、太倉等縣市，是大型海船進入長江的必經航段。該河段自上而下分為南通（下段）、通州沙、白茆沙、瀏河等4個水道。

南通水道（下段）上起天生港區，下迄龍爪巖，全長12.4 km。自十一圩以下主流漸偏左岸，右岸側為通州沙暗灘，趨向下游并向江心擴展。江中偏左有橫港沙下延至南通港碼頭對開，橫港沙左側辟有天生港區專用航道。

通州沙水道上起龍爪巖，下迄徐六涇，全長22 km。通州沙水道進、出口河寬相對較窄，出口段最窄約4.5 km，中間較寬，最大河寬在10 km以上。江中沙洲、淺灘較多，水道中上段被通州沙分為東、西水道，目前東水道為主汊。

白茆沙水道上起徐六涇，下迄七丫口，全長33 km。自徐六涇以下主流貼南岸，在白茆沙頭分為兩股水流分別進入白茆沙南、北水道，目前南水道為主汊。白茆沙沙體受漲落潮期間越灘水流沖刷、北支水沙倒灌等影響，呈現形成、發展、沖蝕、再形成的周期變化。

瀏河水道上起七丫口，下迄瀏河口，全長11.6 km。瀏河水道呈東南走向，順直微彎，漲落潮流路基本一致，主槽左、右分別為東風沙和太倉邊灘，水道較為穩定。

2 近期水道的演變發展

2.1 南通水道（下段）

通州沙左緣和南通港至龍爪巖一帶近岸側呈沖刷態；天生港區至龍爪巖一帶形成一連續淤積體，由橫港沙橫跨航槽至通州沙左緣。

深泓線較為穩定，自十一圩逐漸脫離南岸向北岸過渡，并貼北岸而下。

2016年5月南通水道航道最新演變情況（見圖1）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約620 m。30號～32號紅浮標約3.9 km航道范圍內分布有少量水深不足12.5 m的淺包。

2.2 通州沙水道

通州沙沙體相對穩定，下段左緣受水流沖刷影響。隨著通州沙尾至狼山沙尾左緣守護工程的實施，灘面得到了有效保護。主流總體穩定，中下段逐漸西偏。新開沙夾槽呈沖刷態勢，新開港至蘇通大橋新開沙下段形成條帶狀淤積帶，褲子港沙呈現左緣沖刷、右緣淤積態勢。

深泓線中下段略有擺動，主要發生在通州沙尾至狼山沙過渡段。

2016年5月最新通州沙東水道航道演變情況（見圖2）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約1.07 km。新開沙尾部水深不足12.5 m邊灘緊貼蘇橋5號～蘇橋6號黑浮標連線。

2.3 白茆沙水道

自整治工程實施以來，白茆沙南水道工程區域外潛堤南側丁壩壩頭、南堤下段外側受水流沖刷影響，白茆沙右緣外側淤積體面積減小，北支進口持續淤積態勢。

深泓線總體較為穩定，南水道進口主流略有右擺，南水道下段變化不大；北水道分流點附近略有左擺。

2016年5月最新白茆沙水道航道演變情況（見圖3）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約1.12 km，航道條件優良。

2.4 瀏河水道

白茆沙南、北水道落潮主流在七丫口以下匯合南壓，沖刷太倉邊灘。

深泓線穩定，傍右岸側，平順而下。

2016年4月最新瀏河水道航道演變情況（見圖4）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約1.22 km，2號黑浮標附近航道內有一處長390 m、寬280 m、水深不足12.5 m的淺包，淺包最小水深為12.3 m。

3 航道維護概況

3.1 航道布設

南通水道（下段）航道傍左岸布設，雙向通航；通州沙水道航道沿通州沙東水道至狼山沙東水道布設，雙向通航；白茆沙水道航道沿白茆沙南水道布設，雙向通航；瀏河水道航道傍右岸布設，雙向通航。[2]endprint

3.2 航道維護尺度

航道維護水深為12.5 m（理論最低潮面下），維護寬度為500 m，彎曲半徑為1 500 m。

3.3 航道維護類別

12.5 m深水航道屬于國家Ⅰ級航道，實施一類維護，即全年晝夜通航。

3.4 航道出淺情況

自2015年12月以來，南通、通州沙、瀏河等水道局部河段呈淤積發展趨勢，航道內出現水深不足12.5 m的淺情，同時通州沙、白茆沙水道局部河段也有出淺的趨勢。12.5 m深水航道淺區分布見表1。

4 航道維護對策

4.1 航標維護

航標維護指通過設置各類航標，標示航道方向、界限和礙航物，通過各種措施保證航標處于良好技術狀態，并發揮應有的助航效能。

4.1.1 航標配布

深水航道實施一類航標配布，即配布的航標夜間全部發光，白天能從一座標志看到次一座標志，夜間能從一盞標燈看到次一盞標燈。

航標配布原則為雙側連續設標，主要采用左、右側側面浮標，標示航道兩側界限；在航道分汊處設置左右通航浮標；在礁石區、進港航道設置塔形示位岸標。設標間距不大于2.6 km，重點航段加密設標。根據河勢演變情況，結合船舶航行習慣，及時調整和優化航標配布。

目前，自下而上配布有長江1號～32號浮標，共有航行標志79座，包括71座側面浮標、6座左右通航浮標和2座塔形示位岸標。在蘇通長江公路大橋橋區航道上、下游兩岸另設置了4座界限標（AIS虛擬航標）（見表2）。

4.1.2 航標選型

為提高航標視覺效果，增強助航效能，航道部門在12.5 m深水航道全面推行航標大型化，供航行船舶引用。除岸標外，航標（浮標）均采用標型規格為直徑 mm以上的大型浮鼓，其中，對于深水航道進口、橋區航道等重點航段或位置，將1號紅浮標、1號黑浮標、蘇橋1號紅浮標和蘇橋6號左右通航浮標共4座航標升級為長江全線最大的標型規格直徑 mm的浮鼓。

4.1.3 日常養護

（1）航標檢查。每月2次航標檢查，標標見面，時間合理間隔。檢查內容包括標位、透鏡、燈質和周期、太陽能板、接線盒和充電器、電瓶開路電壓、遙測遙控終端狀態等。

（2）航標恢復。獲悉標志失常后，對于除橋區航道以外的航標，維護船艇須在40 min內開航予以恢復；對于橋區航道航標，維護船艇須在20 min內開航予以恢復。

（3）航標保養。保養內容包括清洗、油漆、除銹。根據直徑 mm、直徑 mm浮鼓與岸標標型的不同，保養標準有所不同，主要體現在保養頻次上。

4.1.4 數字航道平臺監控

12.5 m深水航道位于長江南京至瀏河口段數字航道范圍內。該段數字航道自2010年1月起正式運行，經過不斷更新、完善，數字航道維護管理技術日趨成熟。

目前，12.5 m深水航道所有航標均安裝了遙測遙控智能終端，通過數字航道航標監控平臺，可實時監控航標位置及航標燈、電源系統等技術狀態，一旦出現異常狀況，立即啟動報警機制，并通過發送相關指令，實現對航標的遠程設置和控制。[3]

4.2 航道測繪

航道測繪是對航道的水深、地形、地物、流態等進行測量及繪圖作業的措施，是航道維護工作的關鍵環節，為深水航道維護工作提供重要依據和支撐。

4.2.1 全河段測量

全河段測量是對水道所在河段水下地形進行全面觀測，掌握河勢變化的措施。針對12.5 m深水航道，根據不同水道河勢變化情況，測量頻次為每年2～4次。沙灘河段測量范圍為距水沫線圖上1 cm或實測至2 m等深線；陡岸河段測量范圍為距岸邊圖上1 cm或實測至10 m等深線。2015年12月―2016年6月使用單波束測量方式進行全河段測量的數據見表3。

4.2.2 全航道考核測量

全航道考核測量是對航道及附近水域水下地形進行測量，考核航道水深的措施。針對12.5 m深水航道，測量頻次為每月1次。測量范圍為9號～32號浮標段航道及兩側邊線外各200 m。2015年12月―2016年6月使用單波束測量方式進行全航道考核測量的數據見表3。

4.2.3 淺區檢測

淺區檢測是當航道出淺、實際尺度接近計劃維護尺度時，所采取的測量淺區水下地形的措施。針對12.5 m深水航道，測量頻次為每7～15天進行1次檢測。測量范圍根據全河段測量、全航道考核測量成果確定。2015年12月―2016年6月淺區檢測數據見表4。

4.3 航道維護疏浚

航道維護疏浚是指通過挖泥船清除水下泥沙，保障航道維護尺度的作業方式。

目前，航道部門在12.5 m深水航道河段安排了多艘挖泥船長期駐守。當通過測繪發現航道出淺，且采取調標、改槽等常規手段難以滿足計劃尺度要求時，立即安排挖泥船開展疏浚作業。

4.3.1 疏浚船型

12.5 m深水航道船舶流量大，在疏浚施工期間應避免禁航作業，并盡量減少對航行船舶的影響。同時，河床底質多為淤泥土、黏性土、砂土。綜合考慮土質和對通航的影響，疏浚船舶一般采用自航耙吸式挖泥船。

4.3.2 疏浚量測算

根據最新測圖，劃定水深不足12.5 m的疏浚區域，采用斷面法、數字地面模型（DTM）法或方格網法，測算恢復計劃維護水深所需的水下自然方量、回淤量等，得出疏浚量。

根據疏浚量大小，結合疏浚工期需要，選定相應生產能力的挖泥船。2015年12月―2016年6月12.5 m深水航道維護疏浚情況見表5。

4.3.3 疏浚效果檢測

在疏浚作業過程中，定期對施工區域進行不小于1∶的檢測。經檢測，當疏浚區域水深均達到12.5 m時，結束施工；檢測發現仍存在淺點時，根據檢測成果優化方案繼續施工。endprint

4.4 航道信息發布

航道信息發布是指通過多種途徑公布維護尺度、航標異動、維護疏浚、航行圖等深水航道信息，供沿江港航企業和航行船舶使用的措施。

4.4.1 航道維護尺度預報

每月下旬，根據國家批復的計劃維護尺度，定期公布次月深水航道維護尺度。

每周五，根據航道自然條件最新變化及維護實際，動態公布航道維護尺度周預報。周預報中的航道維護尺度一般不低于月度預報。

4.4.2 航道通告（電）

當發生航標異動（設置、調整、撤銷），航道改槽、開放、封閉及維護性疏浚和水上交通事故，以及航道突發事件時，及時發布航道通告（電），公布相關信息。

4.4.3 航標專輯

每年6月（洪水期）和12月（枯水期），對深水航道所有航標的標位、燈光、標型進行全面測定，集中匯總后發布航標專輯。

4.4.4 長江下游航行圖（瀏河口―天生港區）

自2015年起，航道部門充分響應12.5 m深水航道海進江大型船舶航行需求，按季度編繪發行《長江下游航行圖（瀏河口―天生港區）》。

該航行圖范圍為深水航道及北支水道，全長159 km，采用高斯投影和CGCS 2000國家大地坐標系，礙航物、臨（跨）河建筑物、航道整治建筑物均標注上圖，并用中英雙語注明航行注意事項，為國內外航行船舶提供完善的航行參考資料。

4.4.5 長江電子航道圖

自2015年1月起，航道部門正式對社會推廣應用覆蓋長江全線 km干線航道的長江電子航道圖系統。

該系統以空間地理信息數據庫為核心，采用Web Service等開放式標準協議，按照面向服務架構（SOA）的理念，與全球定位系統（GPS）、船舶自動識別系統（AIS）、雷達等多系統相融合，可實時顯示航標、水深、水下礙航物、臨（跨）河建筑物等航道要素，提供各段航道每日實測水位和未來7天預測水位及航道預測水深。通過直觀、準確地公布電子化航道信息，為船舶用戶設計航線、配載提供智能服務。

5 航道維護創新措施建議

5.1 建立長期跟蹤觀測分析機制

目前，深水航道河勢變化和航道演變發展還缺乏長期、系統的研究機制，需要建立長期跟蹤觀測分析機制，制定細致、全面的觀測計劃，定期對深水航道的水文、動力、河床邊界條件及河勢進行跟蹤觀測，采集全面、準確的數據，并建立物理、數學模型，預測航道演變發展趨勢，為航道維護工作提供有效支撐。

5.2 推動航道維護手段多元化

（1）引入無人機，在低空狀態下進行自主航道巡航和整治建筑物攝影測量，采集各類航道信息，提高維護工作的準確性和效率。

（2）運用無驗潮水深測量技術，減少內業處理工作量，提高維護測量精度。

（3）結合長江南京以下12.5 m深水航道二期工程初通至南京情況，適時推出瀏河口至新生圩港區段長江下游航行圖。

6 結 語

（1）通過研究制定并實施一系列科學合理、準確高效的深水航道維護對策，加強航標維護、航道測繪、維護疏浚、信息發布工作，保證了整段深水航道暢通安全，為船舶提供了優良的航道條件。

（2）通過對南通、通州沙、瀏河等水道淺區實施高頻次和大范圍的航道測繪，及時掌握水下地形最新變化，提前預判航道演變發展趨勢，進而開展航標維護、疏浚、信息發布等工作，提高了深水航道維護工作的前瞻性和預見性，有效保證了航道維護尺度。

（3）南通天生港區至太倉瀏河口河段12.5 m深水航道的維護，能夠為長江南京以下12.5 m深水航道二期工程初通期間航道維護和國家重點工程建設提供參考和借鑒。

（4）需要進一步探索完善深水航道維護創新措施，結合航道維護實際需求，通過建立跟蹤觀測分析機制和引入高新科技，提高航道維護質量和效率。

參考文獻：

[1] 李巍，翟劍峰，岳巧紅.充分發揮南京以下12.5米深水航道效益[J].中國港口，2014（10）：57-58.

[2] 潘曉峰.長江南京以下12.5米深水航道建設一期工程試運行期航道維護對策淺析[J].中國水運，2014（8）：271-273.

[3] 林強，徐峰.數字航道綜合監控系統在航道維護管理中的應用[J].水運工程，2011（3）：126-130.endprint