內(nèi)河航道復(fù)航工程建設(shè)條件研究

徐天宇 劉靈靈 紀(jì)龍

摘 要：本文在內(nèi)河航運(yùn)納入國家戰(zhàn)略、內(nèi)河復(fù)航需求日益增長的背景下展開。將內(nèi)河航道復(fù)航工程建設(shè)條件分為河流現(xiàn)狀條件、流域自然條件、流域水資源條件、礙航閘壩和梯級(jí)渠化的可改造條件以及礙航橋梁的可改造條件共五類。同時(shí)，選擇我國東南部T江復(fù)航建設(shè)評(píng)價(jià)作為實(shí)例，闡述了上述五類條件的具體內(nèi)容。本文旨在明確內(nèi)河復(fù)航工程的建設(shè)條件，為內(nèi)河復(fù)航工程的實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：內(nèi)河航道 復(fù)航 建設(shè)條件 礙航改造

1.引言

我國河流總長43萬km，長江、黃河、珠江、淮河等主要河流橫貫東西，重要支流溝通南北，大小湖泊900多個(gè)，江河湖海相互連接，有近三分之一河流適合發(fā)展內(nèi)河運(yùn)輸，我國是內(nèi)河航運(yùn)資源非常豐富的國家之一。

為發(fā)展漕運(yùn)，我國歷代開鑿了多條運(yùn)河，在內(nèi)河航運(yùn)史上曾處于全球領(lǐng)先地位。但近現(xiàn)代，隨著國力日漸衰微，內(nèi)河航運(yùn)也逐步萎縮。新中國成立后，我國內(nèi)河航運(yùn)一度迅速恢復(fù)和發(fā)展。然而，自上世紀(jì)60年代開始，我國對(duì)水資源的綜合利用開發(fā)中呈現(xiàn)重水利水電、輕航運(yùn)的形勢，導(dǎo)致全國通航河流上形成了千余座礙航閘壩，內(nèi)河通航里程大幅縮短。21世紀(jì)以來，水運(yùn)市場日趨活躍，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速推進(jìn)，內(nèi)河水運(yùn)領(lǐng)域呈現(xiàn)快速發(fā)展。2007年6月，國家發(fā)改委、交通部聯(lián)合發(fā)布《全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》，該《規(guī)劃》為近年來我國內(nèi)河水運(yùn)提供了建設(shè)綱領(lǐng)。國務(wù)院于2011年初發(fā)布《關(guān)于加快長江等內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展的意見》。《意見》的出臺(tái)，標(biāo)志著加快內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略，成為綜合運(yùn)輸體系建設(shè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。

公路、鐵路、內(nèi)河、海運(yùn)、航空和管道運(yùn)輸共同構(gòu)成我國綜合運(yùn)輸體系。與其它貨物運(yùn)輸相比，內(nèi)河運(yùn)輸具有運(yùn)能大、占地省、能耗低、環(huán)境友好、樞紐能力強(qiáng)和邊際成本低等比較優(yōu)勢。具備復(fù)航條件的河流往往具有較為悠久的航運(yùn)歷史，航運(yùn)在沿河地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中都曾經(jīng)占有重要的地位，是地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐。內(nèi)河復(fù)航對(duì)沿河地區(qū)融入國家發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)、開放和區(qū)域合作、優(yōu)化國土空間開發(fā)、產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整和綜合運(yùn)輸體系構(gòu)建方面等具有重要意義。

內(nèi)河復(fù)航工程實(shí)施必須滿足一定的建設(shè)條件。復(fù)航工程首先需要滿足一定的基礎(chǔ)條件，包括河流現(xiàn)狀條件、自然條件和水資源條件。同時(shí)，由于復(fù)航對(duì)象河流往往斷航多年，形成甚至在建多個(gè)礙航閘壩、跨河橋梁，因此復(fù)航工程建設(shè)條件也包括上述跨河建筑物的可改造條件。

2.復(fù)航工程建設(shè)的基礎(chǔ)條件

2.1河流現(xiàn)狀條件

復(fù)航工程需分析的河流現(xiàn)狀條件主要分為航道地理位置、河流長度及流域面積和上下游通航情況。

航道地理位置即其地處的行政區(qū)域以及地理坐標(biāo)范圍。河流長度及流域面積分析即闡述其干流及主要支流的發(fā)源地和流經(jīng)縣市名稱，以及其入海或匯入其它河流等信息。同時(shí)，需闡述歷史上對(duì)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響。

上下游通航情況即與待復(fù)航航道相連通的上下游河段通航等級(jí)、通航里程、維護(hù)尺度等基本概況。由于與下游航道的連通性是待復(fù)航航道連接區(qū)域航道網(wǎng)甚至通江達(dá)海的決定因素，因此需要著重分析下游航道的通航情況。在分析下游航道現(xiàn)狀的同時(shí)，也要考慮其規(guī)劃情況。考慮到復(fù)航工程存在工程量浩大、改造之處較多、耗時(shí)較長等特點(diǎn)，待復(fù)航航道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)宜與下游航道中遠(yuǎn)期規(guī)劃銜接，才可以滿足通航需求，成為下游航道向上游腹地的進(jìn)一步延伸。

2.2流域自然條件

復(fù)航工程需分析的流域自然條件主要包括航道流域的氣象條件、水文泥沙條件和工程地質(zhì)條件。

氣象條件主要是根據(jù)氣象歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析待復(fù)航河流所在地的氣候特征，包括氣溫、降水、風(fēng)況、霧況和濕度等氣象要素，進(jìn)行各相關(guān)氣象要素的描述并統(tǒng)計(jì)其特征值。

水文泥沙條件應(yīng)分析待復(fù)航河段的徑流、水位、流速、泥沙、冰清等水文要素的特性，并提出特征值。對(duì)航道復(fù)航有較大影響的水文要素應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)的分析。

地質(zhì)條件分析工程區(qū)域地形地貌、地層巖性及物理力學(xué)特性并探明河段地質(zhì)情況。如果待復(fù)航航段包括庫區(qū)，則還需分析查明基本的地質(zhì)條件，對(duì)影響航道復(fù)航的水庫滲漏、庫岸穩(wěn)定、浸沒塌陷和淤積物的主要來源等問題做出分析評(píng)價(jià)。2.3流域水資源條件

水資源是指可應(yīng)用于復(fù)航建設(shè)且滿足一定數(shù)量與質(zhì)量的水源，以適應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)的需求。復(fù)航工程需要的水資源條件，即航道復(fù)航的可供水量指不同水平年、不同保證率，并考慮需水情況下，復(fù)航航道沿線區(qū)域可供航道通航利用的水資源。復(fù)航工程設(shè)施的建設(shè)規(guī)模、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)發(fā)展水平等因素都影響著復(fù)航航道的可供水量。

不同年份用水結(jié)構(gòu)、分布、規(guī)模以及合理用水程度等因素都會(huì)影響可供水量的大小。航運(yùn)用水主要包括港區(qū)用水和棄水，考慮周邊地區(qū)的工農(nóng)業(yè)需水要求，當(dāng)保證率較高時(shí)，有效降雨減小，需水量隨著保證率的提高而增加。不同的調(diào)節(jié)運(yùn)用方式及不同水平年工程設(shè)施的增加，可供水量相應(yīng)增加，工程調(diào)節(jié)能力大，可供水量也大。工程設(shè)施量受航運(yùn)工程建設(shè)的制約，應(yīng)選擇與供、需水量相適應(yīng)且經(jīng)濟(jì)的工程設(shè)施，使可供水量能滿足不同水平年的用水需要。工程設(shè)施的可供水量與相應(yīng)保證率下的用水量相適應(yīng)時(shí)較為經(jīng)濟(jì)。

3.跨河建筑物的可改造條件

3.1礙航閘壩和梯級(jí)渠化

斷航河流的渠化一般是基于流域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃和水利規(guī)劃進(jìn)行，主要滿足灌溉、防洪、發(fā)電、生活和漁業(yè)等用水需求，往往未考慮航運(yùn)需求。由于斷航河流的現(xiàn)有閘壩未考慮航運(yùn)需求，未配套建設(shè)船閘等過船設(shè)施，或者配套建設(shè)的船閘無法滿足航運(yùn)通過能力需求，從而形成礙航閘壩。改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有閘壩的平面布置、地形、地質(zhì)等情況選擇在合適位置建設(shè)船閘等過船設(shè)施，滿足航道復(fù)航需要。在進(jìn)行以通航為目的的河流渠化建設(shè)改造時(shí)，不僅需要對(duì)礙航淺灘等河段進(jìn)行改造，還可能在面對(duì)較高通過能力需求的情況下，在整條河流上修建一系列通航閘壩，進(jìn)行河流的連續(xù)渠化，以使得各個(gè)被渠化河段彼此銜接，工程量通常較大。因此，在進(jìn)行河流渠化時(shí)，面對(duì)不同的自然條件，各個(gè)河段宜采取不同的綜合治理措施。同時(shí)，宜選擇具有良好地形地質(zhì)條件的位置進(jìn)行梯級(jí)建設(shè)，以避免出現(xiàn)難以解決的技術(shù)問題，最終達(dá)到減低工程量、減少投資、順利復(fù)航的目的。

3.2礙航橋梁

與礙航閘壩問題相似，礙航橋梁也是由于選址設(shè)計(jì)時(shí)河流處于斷航狀態(tài)，因此僅考慮了地質(zhì)、水文、道路鐵路線型以及橋梁造價(jià)等因素，未考慮通航需求而形成的。礙航橋梁根據(jù)礙航形成的原因主要可以分為四類，橋梁選址不當(dāng)、凈高不足、凈寬不足以及助航標(biāo)志設(shè)施配置不足。

除助航標(biāo)志設(shè)施配置不足外，其余三種情況造成的礙航橋梁均面臨著較為復(fù)雜的改造甚至是拆除重建等問題。對(duì)于橋梁選址不當(dāng)、凈寬不足造成的礙航橋梁，只能采取拆除重建的方式進(jìn)行改造。對(duì)于凈高不足造成的礙航橋梁，可以首先考慮采用抬升的方式進(jìn)行改造。如果存在濱河道路，還需考慮兩條道路的立交形式。對(duì)于上跨航道的道路而言，濱河道路與其立交時(shí)往往采用分離式立交的形式，濱河道路需下穿跨河道路，凈空不滿足要求時(shí)可考慮上跨跨河道路。

改造工程的最終確定需考慮經(jīng)濟(jì)因素、施工時(shí)交通疏解影響因素、路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)銜接因素等。經(jīng)濟(jì)因素除包含改造本身費(fèi)用外，還應(yīng)包含占地拆遷等費(fèi)用。因此，與礙航閘壩的改造不同，針對(duì)礙航橋梁的改造往往牽扯多個(gè)部門，對(duì)周邊土地利用、一定范圍的路網(wǎng)、被跨越河流等都會(huì)產(chǎn)生影響。如果被改造橋梁位于城市內(nèi)部或邊緣，改造工程不僅對(duì)上述土地影響會(huì)顯著放大，還會(huì)對(duì)城市路網(wǎng)的整體性、城市出入口的通暢性、城市建筑和景觀的完整性等產(chǎn)生影響。因此，針對(duì)礙航橋梁進(jìn)行改造時(shí)，需要多部門通力協(xié)作，并且需謹(jǐn)慎選擇工程改造方案。

4.案例分析

4.1河流現(xiàn)狀條件

T江流域地處閩、粵、贛邊區(qū)，東經(jīng)115°59′～117°18′，北緯2 4°2 4′～2 6°0 7′。干流長度約為2 8 5 . 2 k m，流域面積約為9022.6km2。T江是客家人的世代居住地，客家人視T江為母親河。T江發(fā)源于福建省，流經(jīng)兩個(gè)地級(jí)市后進(jìn)入廣東省，在廣東省境內(nèi)與M江匯合后稱為H江。

H江在廣東省流經(jīng)三個(gè)地級(jí)市后進(jìn)入三角洲河網(wǎng)，分5個(gè)出海口注入南海。H江計(jì)劃進(jìn)行擴(kuò)能改造，改造航道總長171 k m，改造工程上游起點(diǎn)與T江銜接。計(jì)劃改造為三級(jí)航道，可通航1000t級(jí)內(nèi)河船舶，代表船型尺度：49.9m×13.8m×2.0～2.3m。

4.2流域自然條件

流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，雨量充沛干濕季節(jié)分明，雨量相對(duì)集中。流域年平均氣溫為18.6～21.3℃，年日照時(shí)數(shù)達(dá)1971.3小時(shí)，多年平均風(fēng)速為1 . 5 ～2 .7 m / s，最大風(fēng)速18.6m /s，多年平均相對(duì)濕度為78%。流域多年平均雨量為1600～2100mm，降水趨勢大體是由北向南逐漸減少。流域內(nèi)降雨通常可分為四個(gè)季節(jié)：①春雨季（2～4月）占全年的23%左右；②梅雨季（5～6月），占全年的35%～39%；③臺(tái)風(fēng)降雨季（7～9月），占全年的28%左右；④少雨季（10～1月），占全年的12%左右。

河川徑流主要靠天然降水補(bǔ)給，流域多年平均徑流深在850～1398mm之間，徑流量的年內(nèi)變化趨勢與降雨量的變化趨勢大體相同，汛期4～9月份占81%，非汛期10～3月份占19%。流域多年平均蒸發(fā)量為1002～1380mm。流域泥沙侵蝕模數(shù)為195～252t/km2。

河流含沙量大，年平均含沙量為0.26kg/m3，年輸沙量約136萬噸。

流域地層發(fā)育較齊全，從前震旦系到第四系均有出露，但其分布面積相對(duì)較小，侵入巖發(fā)育，分布面積大，巖性繁多。花崗斑巖是流域內(nèi)分布最廣的巖石種類。

流域抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第二組。

4.3流域水資源條件

流域500km2以上河流多年平均徑流量總和為98.03億m3，徑流變差系數(shù)0.26～0.36，多年平均徑流深為900～1050mm。流域地下水補(bǔ)給主要來自大氣降水，其次是地表水的穩(wěn)定下滲，流域500km2以上河流地下水補(bǔ)給量總和為29.14億m3，徑流變差系數(shù)0.17～0.20，多年平均降雨量為1650～2000mm。

4.4礙航閘壩和梯級(jí)渠化

復(fù)航航段現(xiàn)有梯級(jí)為三座水電站，規(guī)劃新建一座水電站，處于三號(hào)水電站的下游。在三座現(xiàn)有梯級(jí)中，只有三號(hào)水電站建設(shè)有配套船閘，但等級(jí)較低，僅可通航300t級(jí)船舶，與航道出海需求的三級(jí)航道不匹配；二號(hào)水電站未建有通航建筑物，但存在預(yù)留空間；而一號(hào)水電站主壩最大壩高為111m，雖有存在預(yù)留建設(shè)通航建筑物的空間，但空間明顯不足。因此三座水電站均屬于礙航閘壩，且一號(hào)水電站需要重點(diǎn)改造，屬于復(fù)航工程的控制性節(jié)點(diǎn)工程。

4.5礙航橋梁

復(fù)航航段現(xiàn)建有8座跨河橋梁，除最下游的一座橋梁外，其余全部不滿足復(fù)航需求，為礙航橋梁。在上述7座礙航橋梁中，包括5座公路橋梁和2座鐵路橋梁；1座不滿足凈寬要求，6座不滿足凈高要求，1座凈高凈寬均不滿足要求。因此，5座橋梁可評(píng)估抬升改造，另外1座鐵路橋梁和1座公路橋梁需拆除重建。復(fù)航航段遠(yuǎn)離城市路網(wǎng)，改造工程不存在對(duì)城市路網(wǎng)、建筑、景觀的影響，土地利用成本預(yù)計(jì)也較低。但由于復(fù)航航段處于山區(qū)，因此改造工程本身成本較高，且兩座鐵路礙航橋梁改造審批門檻較高。

4.6復(fù)航建設(shè)條件評(píng)價(jià)

復(fù)航工程所在區(qū)域地層分布總體較穩(wěn)定，航道水流平穩(wěn)，河床淤積量小；復(fù)航航段各水利樞紐水位銜接，河道基本實(shí)現(xiàn)渠化，完成一定地工程改造可實(shí)現(xiàn)通航，復(fù)航具有建設(shè)可能性。但一號(hào)水電站壩高較高，上、下游水位落差較大，因此船舶能否通過一號(hào)水電站以及通過能力和通過船舶噸位能否滿足復(fù)航需求是能否全段復(fù)航的最關(guān)鍵因素。

5.結(jié)論

本文總結(jié)分析了內(nèi)河復(fù)航工程的建設(shè)條件，并將其分為兩大類、五小類，并以實(shí)例闡述了具體建設(shè)條件。本文結(jié)論如下：復(fù)航航道的建設(shè)是一項(xiàng)十分浩大的整體工程，不僅航段流域需滿足一定的自然條件和水資源條件，同時(shí)還要解決礙航閘壩和礙航橋梁的改造問題。因此，在復(fù)航工程的評(píng)估和實(shí)施過程中，各部門要通力協(xié)作，謹(jǐn)慎制定方案，最大程度上減小復(fù)航工程對(duì)城市的影響。同時(shí)明確控制性節(jié)點(diǎn)工程并重點(diǎn)解決，提高復(fù)航工程的整體建設(shè)效率。

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