三峡水库对坝区河段航运条件的影响及对策

三峡水库对坝区河段航运条件的影响及对策作者：陈淑楣
来源：《水运管理》2010年第04期
【摘要】为改善三峡坝区的航运条件,充分发挥三峡工程的航运效益,阐述三峡大坝与葛洲坝两坝间港口、锚地和航道等航运设施基本情况,分析三峡水库建成后给这些设施带来的不利影响,为确保两坝间航运通畅,消除三峡水库建成后给坝区带来的不利影响,提出对原有码头、锚地进行技术改造的措施及黄柏河航道治理措施。

【关键词】三峡水库;航运条件;航道管理;码头;锚地;航标
0引言
2010年,三峡枢纽进入试运行期。

在此期间,为满足调峰要求,三峡电站实施日调节并利用葛洲坝水库进行反调节。

三峡大坝与葛洲坝之间水位波动幅度较大,日变幅最大值达到3.0 m,小时变幅最大值达到,葛洲坝坝前水位在63～66.5 m间波动。

[1]目前,两坝间河段的部分港口、锚地、航道等航运设施条件尚不能充分适应水位变幅要求,对航运安全构成一定影响。

1三峡水库对两坝间航运设施的影响
1.1基本情况
三峡枢纽与葛洲坝枢纽相距38 km,该区域内通航河段除两坝间的长江干线河段外,还有1条长江支流河段——黄柏河。

两坝间长江干线及黄柏河沿岸共有码头37座,主要有客运、货运和工作船等3种类型,结构型式多为斜坡式、浮式和直立式结构等,靠泊能力为500～ t级。

两坝间锚地共有6处,从上游至下游依次为乐天溪锚地、青鱼背锚地、鲤鱼潭危险品锚地、平善坝北岸锚地、南岸锚地和黄柏河锚地。

乐天溪锚地和青鱼背锚地于近年建成投用,其他锚地建成投入使用时间较早,设计时未考虑水位变幅较大的情况。

1.2对码头设施的不利影响
在三峡电站调峰和葛洲坝反调节过程中,两坝间水位频繁变化会造成码头前沿水深不足、码头装卸作业工艺不能适应水位变幅以及码头水工结构失稳等后果。

[2]
(1)对码头前沿水深的影响:水位频繁而快速的涨落会影响码头前沿水深。

由于两坝间码头前沿水深不一,河床底质不同,当低水位时会出现部分码头趸船、跳船水深不足,造成船舶触礁、搁浅、码头无法使用等情况,影响码头正常生产秩序。

(2)对码头水工结构的影响:目前,两坝间码头的水工结构多为护坡加挡土墙的重力式结构,后方填料多为黏土碎石,透水性较差。

当水位变化过快或过于频繁时,挡土墙内外将产生较大水位差,挡土墙、护坡在剩余水头作用下会发生位移和沉降变形,严重时可能造成结构失稳。

(3)对码头设备及装卸工艺的影响:水位频繁涨落会对趸船等水上设施结构造成不利影响。

一些趸船是水泥结构,使用时间已很长,在水位频繁涨落、锚链不断松紧交替的环境中,砼的疲劳程度增大,对趸船及其他设施的安全构成一定威胁。

水位快速、频繁的变化还可能诱发局部地质滑坡或塌方,对岸边设备造成危害。

此外,水位变幅过大会使趸船前后、左右移动,造成趸船与码头轴线不一致。

若固定钢引桥工艺码头不能摆动或伸缩,码头跳船跳板不能自行调节摆动,就可能影响码头作业安全。

对于货运码头而言,为防止触礁搁浅,码头作业需要远离码头岸线,这将使原装卸工艺设备、设施无法满足作业需要。

1.3对两坝间锚地的不利影响
三峡电站调峰和葛洲坝反调节对两坝间锚地的影响较大。

(1)对锚泊趸船的影响:锚泊趸船是锚地的重要设施。

当水位变化时,锚泊趸船需要随水位的变化进行绞锚作业。

受机电设备容量限制,锚泊趸船一般只能在空载时绞锚链,重载时不能绞锚作业。

当水位变幅过大而锚泊趸船又处于重载时,锚泊趸船和靠泊船舶只能被动地随纵波、横流前后移动或左右摆动。

当摆动幅度过大时,可能导致锚链拉断及系缆设备受损。

(2)对锚地水域面积的影响:有些锚地处于窄谷河段。

当水位降落3.0 m时,为防锚泊船搁浅触礁需控制靠泊量,船舶抛锚靠泊于岸边系船桩上。

因离岸间距加大,船舶靠泊量会减少,锚泊能力会受到一定影响。

(3)对锚泊作业的影响:有的锚地锚泊区顺江分布,在三峡电站调峰和葛洲坝反调节过程中,除水位反复涨落外,河段还存在多处横流,会给正在换拖、编解队作业的船舶带来不便,造成安全隐患,严重时可能造成在泊船舶走锚或断链。

(4)对船舶航行安全的影响:部分锚地与航道交叉。

当水位下降时,锚地锚泊能力降低,航道可能被船舶挤占,影响过往船舶航行安全。

(5)对锚地消防拖船的影响:锚地消防拖船主要承担锚地消防、驳船编解队、换拖、船舶施救和抢险等任务。

在三峡电站调峰和葛洲坝反调节时,两坝间河段水势更趋湍急,汛期的情况会更严重,部分老旧拖船可能因此无法承担施救重任。

1.4对黄柏河航道的不利影响
黄柏河航道是5级航道,长9.4 km。

在三峡电站调峰及葛洲坝反调节过程中,黄柏河航道受水位下降影响,河床沙洲出露,航道有效通航尺度无法得到保障,情况严重时可能断航。

2对策
2.1码头改造
(1)为确保码头安全,防止水工结构位移及变形,需增加大棱体抛石量,提高岸坡的抗滑能力。

(2)当水位落差达3 m时,部分码头完全无法作业,需沿岸线整体前移再建,以恢复其功能。

(3)将目前跳船、跳板船岸连接方式改为钢质引桥船岸连接方式,加大加宽钢引桥支座,加长钢引桥长度,解决趸船处水深不足问题,以满足水位变幅较大时的作业需要。

(4)水泥趸船适应水位变幅能力较差,应改造为钢质趸船。

(5)增加跳船、跳板与坡道顺接;在客运码头增加双翼跳船,实现缆车与趸船连接;适时设置垫档趸船,接长皮带机。

2.2锚地改造
(1)增加锚泊趸船数量,解决现有锚泊趸船无法适应水位变幅及锚泊区水面变窄、泊位减少等问题。

(2)加长现有锚泊趸船锚链,增设系船桩,维护加固现有系船桩,接长系缆通道;沿岸增设地牛和系缆环。

(3)增设靠船浮筒,解决水位时涨时落、水流频繁冲击时待闸锚泊船舶无法固定的问题。

(4)为确保靠泊船舶安全,防止船舶触礁,进行锚泊区水域水下地形测量,对近岸碍航礁石彻底扫床清除。

2.3黄柏河航道治理
为确保三峡枢纽调峰及葛洲坝反调节过程中黄柏河航道不发生碍航、断航等情况,应对黄柏河航道进行工程治理。

由于黄柏河河床质地为岩卵石,需进行水下炸礁。

通过水下炸礁及清渣,重新布设航标,使黄柏河航道达到设计最低通航水位62.5 m,航道底宽,河底高程60.1 m的要求,确保航道通畅。

3结语
三峡工程运行后,三峡水库水位上升,长江干流航行条件改善,将给航运业带来巨大效益,但水库形成后带来的坝区河段水位剧烈波动必然对港航设施的运行带来不利影响。

本文提出的方案已应用在部分码头的初步改造中,并取得较好效果。

更大规模和范围的改造尚需有关部门加大资金支持力度。

参考文献:
[1] 刘丹雅,谭培伦.三峡(围堰发电期)葛洲坝梯级调度规程编制[J].人民长江,2003,34(11):1-3.
[2] 李德筠,刘锡岭.港口与航道工程[M].北京:水利水电出版社,2005.。