楊樹燕
(山西省運輸事業發展中心,山西 太原 030000)
在通航相關標準當中,對于通航水域,指的是實際通航條件能確保船舶正常航行的水域,包括以下兩種類型:其一,現有航道水域;其二,為滿足航道變遷與調整要求可能成為航道的水域。此外,為促進航運發展,往往要使用到新開辟而成的航道水域。
根據通航標準的要求,通航水域必須能供船舶正常航行,但標準并沒有對船舶予以明確,使得對通航水域產生了不同理解,比如,無論船舶進入與否,只要水域的水深可以達到通行要求,則該水域就是通航水域;又比如,雖然水域的水深可以達到要求,但必須要有船舶進入才屬于通航水域。對通航水域而言,必須滿足以下兩個基本條件:其一,船舶可能進入,在某些水域中,雖然水深足夠,但由于存在樹木或蘆葦導致船舶不能進入,這些水域則不屬于通航水域;其二,滿足設計船型對應的通航要求。在我國,北方河流大多灘地廣闊,但水深卻不能滿足設計船型對應的通航要求,只能滿足漁船與快艇等提出的航行要求。通航水域需要由海事部門進行劃定,若將只滿足漁船與快艇兩種類型船舶通航要求的水域都視作通航水域,則會對航道通航安全造成一定程度的影響。
根據通航相關標準,在確定具體設計最高通航水位時,應嚴格按照洪水重現期進行,當航道等級為I-III級時,洪水重現期為20 a;當航道等級為IV級和V級時,洪水重現期為10 a;當航道等級為VI級和VII級時,洪水重現期為5 a。對洪水重現期進行分析計算時使用的資料,其年限應達到20 a以上,同時還要對歷史上產生的所有特殊水位進行調查。
某些河段由于受到人類及自然因素等的影響,其地形起伏相對較大,導致水位持續變化,使觀測數據無法保持連續,在這種情況下,根據水位資料對設計水位進行推算確定會存在一定程度的誤差。對于港航工程,經常要確定不同斷面對應的水位和流量變化曲線。若斷面的附近存在水文站,則可根據水文站提供的曲線進行,但實際上很多斷面都不具備這一便利條件,當資料較為缺乏時,需采用下列兩種方法對通航水位與流量進行推算:其一,水力學公式法,即采用曼寧公式對流量進行推算,該方法的重點是確定比降與糙率。其中,糙率需要以河床地質情況來選取,而比降則主要以洪痕調查資料來確定。其二,比降推算法,如果斷面和參證站之間的距離很近,而且河段保持順直,斷面形狀也沒有太大的變化,則可直接參考參政站對應的設計洪水位,結合實測高水位比降線對設計斷面進行推算,進而確定該斷面對應的設計供水位。
根據通航相關標準,對于電力過河纜線,其通航凈高值應達到以下三項的總和以上:船舶在空載條件下的高度;為保證船舶航行安全而確定富余高度;為保證纜線安全而確定的富余高度。
由于跨不同行業等方面的原因,不同地區的航道管理部門基本沒有提出安全富余高度方面的要求。另外,因現行通航標準當中也未能提出明確的數值,具體取值大小會對船舶及電纜實際運行安全與成本造成很大影響。如果取值相對較小,則會使船舶和電纜之間產生碰撞,使船舶或電力設施損壞;而如果取值相對較大,則會大幅增加電纜架設方面的成本。
富余高度是指為保證船舶通航安全確定的富余度,以某個實際情況為例進行分析,在選擇具體安全富余高度的過程中,需充分考慮下列幾方面因素。
(1)對船舶駕駛而言,其安全高度屬于綜合性指標,需要考慮很多方面的因素,如駕駛人員自身心理素質。當船舶體積較大時,航行時會產生較高的波浪,此時船舶從橋梁下通過時的航行條件將變得很差,對安全高度就提出了較高要求。
(2)水流與波浪的持續作用會使船舶發生縱向搖動與垂直震蕩,導致船舶水線上方到最高點之間的距離出線明顯變化。
(3)對于船舶水線上部到最高點之間的高度,其計量誤差通常由下列原因產生:船舶載重量;船舶修理后產生的高度變化;對船舶高度進行測量時產生的誤差;船舶在淡水與海水當中吃水存在的偏差。
(4)水文觀測結果存在一定誤差,然而這種誤差的數值一般不大。
根據以上因素可知,富余高度的確定需要充分考慮船舶自身航行條件,其取值和輸電線纜的電壓并無關系。另外,根據國際相關經驗,富余高度通常在2~4 m范圍內,具體根據船舶的體積與水域實際環境情況來確定。
(1)在界定通航水域時,應切實滿足設計船型對應的通航要求,同時充分考慮不同項目具有的特點,綜合分析航道、水流、河道和航行方式等條件來確定,保證確定的水域可以達到各項實際要求。
(2)如果水文資料相對缺乏,在確定設計最高通航水位時,建議采用以下兩種方法:水力學公式法與比降推算法。同時還要以水利和橋梁專業提供的相關資料為依據,結合現行規范標準對不同重現期對應的設計流量進行推算。
(3)在綜合考慮了船舶的體積與水域環境條件的基礎上,對于安全富余高度,應按照2 m進行取值。
(4)我國可以實現通航的河流有很多,不同區域中的航道,其通航的實際條件及重要程度等均不相同。另外,項目實踐時,很多項目都會受到客觀方面因素的影響與限制。我國針對這一專業提出的技術標準雖然是重要評價根據,但在實際運用時不可一味的生搬硬套,而是要在切實滿足通航要求與保證安全的基礎上充分考慮實際情況來處理,從而確保工程建設和有效保護現有的航運資源能夠達到相互協調,共同發展。