北江烏石至三水河口段千噸級(jí)航道尺度研究

1、<p>　　北江烏石至三水河口段千噸級(jí)航道尺度研究</p><p>　　摘 要：通過對(duì)北江烏石至三水河口航道現(xiàn)狀和礙航特性的分析，結(jié)合營(yíng)運(yùn)組織論證結(jié)果、航道規(guī)劃確定設(shè)計(jì)代表船型，計(jì)算航道尺度，提出兩種航道尺度方案進(jìn)行比選，最終選定分段的航道尺度方案為優(yōu)選方案，經(jīng)驗(yàn)證該方案在工程技術(shù)上是合理的。本研究提出的方案思路可為我國(guó)內(nèi)河特別是山區(qū)渠化河流航道整治提供參考與借鑒。 </p><p&

2、gt;　　關(guān)鍵詞：北江 千噸級(jí) 航道尺度 </p><p>　　近年來，北江烏石至三水河口段航道通航船舶有大型化趨勢(shì)，航道內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)船舶堵塞和擱淺現(xiàn)象。北江腹地社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展要求該航段具備更強(qiáng)的水路運(yùn)輸能力。為改善北江通航條件，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，將該段航道提升為通航千噸級(jí)船舶的航道是非常必要和迫切的[1]。因此廣東省交通運(yùn)輸廳提出了該航段的最新規(guī)劃，將北江烏石至三水河口段航道規(guī)劃為內(nèi)河III級(jí)航道，通航1

3、000噸級(jí)船舶，通航保證率98%?；诤降垃F(xiàn)狀及礙航因素，該段航道等級(jí)提升需要解決各方面的整治難點(diǎn)，其中航道尺度的分析研究是需要解決的首要問題。 </p><p>　　1.航道現(xiàn)狀和礙航特性 </p><p>　　烏石至三水河口屬北江中下游段（見圖1），該段河道已建有白石窯、飛來峽、清遠(yuǎn)三座水利樞紐，河流渠化，航道兼有山區(qū)及庫區(qū)航道特性。其中，烏石至清遠(yuǎn)段按內(nèi)河Ⅴ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)整治建設(shè)，其主體

4、工程已于2012年底基本完工，航道設(shè)計(jì)尺度為1.3m×40m×260m，通航300T級(jí)機(jī)動(dòng)駁或300T級(jí)機(jī)動(dòng)駁頂推300T級(jí)分節(jié)駁。清遠(yuǎn)至三水河口段九十年代末按內(nèi)河Ⅴ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了先期整治，航道尺度為1.3m×40m×260m，滿足枯水期220kw推輪頂推 2×300T分節(jié)駁船隊(duì)的通航要求。 </p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)代表船型 </b

5、></p><p>　　北江營(yíng)運(yùn)組織一般為單船運(yùn)輸，少數(shù)船組運(yùn)輸，沒有船隊(duì)運(yùn)輸。船型為機(jī)動(dòng)半艙貨船和機(jī)動(dòng)多用途集裝箱船。北江航道運(yùn)輸?shù)闹饕浳餅槊禾?、水泥、非金屬礦石、礦建材料、其他貨類和集裝箱等。營(yíng)運(yùn)組織論證結(jié)果表明1000噸級(jí)船舶比500噸級(jí)和300噸級(jí)船舶的必要運(yùn)營(yíng)費(fèi)率低，更為經(jīng)濟(jì)適用[5]。鑒于北江烏石至三水河口段航道規(guī)劃等級(jí)為內(nèi)河III級(jí)，因此該段航道設(shè)計(jì)代表船型選為1000噸級(jí)內(nèi)河駁船及多用途集

6、裝箱船。 </p><p>　　現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中適用于北江航道的1000噸級(jí)內(nèi)河駁船主要有9種，多用途集裝箱船型主要有6種，見表1。 </p><p>　　從北江中游現(xiàn)有的航道水深條件、船舶營(yíng)運(yùn)現(xiàn)狀和北江船舶到珠江水系航線的航道情況來分析，代表船型按照珠江干線貨運(yùn)船舶船型尺度來考慮是不太適合的，因?yàn)槠涠绦?、肥大、吃水深的船舶尺度特點(diǎn)不宜在北江中游一帶航行。本河段代表船型應(yīng)該要適合北江航道吃水

7、較淺的特點(diǎn)，且在珠三角航線中更能發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益的船舶，主要考慮采用《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》和《內(nèi)河貨運(yùn)船舶船型主尺度系列》中的船型。 </p><p>　　多用途集裝箱船主要運(yùn)輸線路為北江沿岸至港澳。北江航道特點(diǎn)是在大塘以下河段水深相對(duì)較好，大塘以上河段淺灘較多，經(jīng)整治后可達(dá)到水深有限。鑒于集裝箱貨流主要集中在北江大塘以下河段，所以提出多用途集裝箱設(shè)計(jì)代表船型按河段分段選取的方案。 </p><p>

8、;　　結(jié)合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》、《珠江干線貨運(yùn)船舶船型主尺度系列》、《內(nèi)河貨運(yùn)船舶船型主尺度系列》中的內(nèi)河普通貨船、駁船和珠江干線多用途集裝箱船型，以及北江中下游現(xiàn)狀1000噸級(jí)運(yùn)輸船型，并考慮到航道水深的實(shí)際情況，選取最合適尺度的船型作為北江1000噸級(jí)設(shè)計(jì)代表船型（見表2）。 </p><p>　　根據(jù)《航道整治工程技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)最小彎曲半徑的計(jì)算規(guī)定：內(nèi)河航道的最小彎曲半徑，宜采用頂推船隊(duì)長(zhǎng)度的3倍或貨船長(zhǎng)度

9、、拖帶船隊(duì)最大單船長(zhǎng)度的4倍。本研究河段通航船舶為單船，最小彎曲半徑采用4倍貨船長(zhǎng)度，航道最小彎曲半徑計(jì)算結(jié)果見表5。 </p><p>　　4.航道尺度方案選取 </p><p>　　航道尺度的水深、航寬和最小彎曲半徑的分析，主要考慮情況如下： </p><p>　　航道水深：根據(jù)北江航道條件分析，結(jié)合北江航道集裝箱船舶主要集中在馬房港區(qū)，大塘以上主要以干散貨船運(yùn)

10、輸為主，且與北江三水河口銜接的東平水道，航道尺度按4.0m×80m×400m的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，北江大塘以下37km河段航道水深優(yōu)良，航槽都在4m水深以上；而大塘以上河段，特別是白石窯壩下、飛來峽樞紐壩下淺灘群通過整治大幅提高航道水深極為困難，確定航道設(shè)計(jì)水深應(yīng)分段研究較為可行。即大塘以下滿足較大吃水船舶水深，大塘以上滿足淺吃水船舶水深要求。 </p><p>　　航道寬度：根據(jù)航道自然條件、安全航行

11、及日常維護(hù)等具體條件，依據(jù)計(jì)算結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)雙線寬度，將航道寬度確定為60m，并提出在重點(diǎn)淺灘河段，航槽疏浚底部寬度增加20m，采用80m的備選方案。 </p><p>　　彎曲半徑：航道彎曲半徑分按規(guī)范取值和按航道實(shí)際情況分段取值兩種，按規(guī)范為480m，結(jié)合自然條件烏石至大塘段取330m，大塘至三水河口段取400m。 </p><p>　　航道寬度取值上方案一與方案二的區(qū)別在于白石窯至飛來峽

12、長(zhǎng)75km的河段航道寬度的取值。方案一考慮到白石窯樞紐壩下枯季下泄流量偏少，通過單純縮窄整治線的措施使該淺段水深從現(xiàn)狀的1.3m提高2.5m水深難度極大基本不可，因此采用深疏浚措施，在標(biāo)準(zhǔn)航寬60m兩側(cè)各加寬10m的疏浚底寬，實(shí)現(xiàn)回水銜接至白石窯壩下，并通過新建一座船閘和對(duì)舊船閘進(jìn)行改建的措施使白石窯通航船閘下門檻高程降低，以實(shí)現(xiàn)樞紐航道上、下游航道連接通航，同時(shí)沿程輔以整治建筑物保持航槽穩(wěn)定。方案二60m寬航槽外邊線即為淺灘，且沿程布

13、置丁壩較多，在未來貨運(yùn)繁忙船舶密度較大的情況，船舶適航水域?qū)⑤^為緊張。經(jīng)過物理模型動(dòng)床研究結(jié)果顯示：方案一實(shí)施后局部河段回淤問題難以避免，當(dāng)總體上能使該淺段航道水深基本能維持2.5m 水深，方案二河床回淤明顯，最小2.5m水深寬度淤至30m以下；枯水期水流歸槽，航道通航寬度受限，從通航安全的角度考慮80m寬更適合船舶航行；且兩方案從選取特征航道斷面進(jìn)行斷面系數(shù)分析計(jì)算可知，在設(shè)計(jì)低水位情況下，航道斷面采用航寬80m和60m，水深2.5m

14、，挖槽邊坡取1：3，按雙向代表船型航行要求，計(jì)算的斷面系數(shù)結(jié)果為：η</p><p>　　4.2.2航道尺度方案的驗(yàn)證 </p><p>　　北江烏石至三水河口段屬于山區(qū)河流，且枯季流量小，沿線樞紐基本不具備調(diào)節(jié)流量的能力，因此在回水不銜接的樞紐下游段仍然維持山區(qū)河流特性。本次整治工程的重點(diǎn)是近樞紐下游段淺段，水面比降大，在進(jìn)行方案驗(yàn)證過程中，選取最小流量下樞紐下游過水?dāng)嗝婷娣e最小和船舶型

15、寬和滿載吃水最大的船型進(jìn)行斷面系數(shù)的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示方案一各區(qū)段的斷面系數(shù)均大于6滿足規(guī)范[7]要求（見表7），驗(yàn)證了方案一工程技術(shù)上的合理性。 </p><p><b>　　5.結(jié)語 </b></p><p>　　本文結(jié)合北江航道實(shí)際特點(diǎn)及《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定分析了北江的航道尺度，提出了兩個(gè)可行的比選方案。經(jīng)分析方案一在河床回淤和船舶適航性等方面更符合河道規(guī)

16、律及特性，確定其為推薦方案。該方案是將烏石至三水河口范圍內(nèi)航道尺度以水深和航寬結(jié)合分為四段：烏石至白石窯航道尺度取為2.5m×60m×330m；白石窯至飛來峽航道尺度取為2 . 5 m×8 0 m×3 3 0 m；飛來峽至大塘礙航淺段航道尺度取為2 . 5 m×6 0 m×3 3 0 m；大塘至三水河口航道尺度取為4.0m×80m×400m。河工物理模型動(dòng)床

17、研究結(jié)果表明方案一整治工程實(shí)施后，航道水深及航寬均能達(dá)到設(shè)計(jì)尺度的要求，方案在工程技術(shù)上是合理的。北江烏石至三水河口屬北江中下游段，河流渠化，航道兼有山區(qū)和庫區(qū)航道特性，因此本研究提供的方案思路可供我國(guó)內(nèi)河特別是山區(qū)河流航道整治工程參考與借鑒。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]鄭健良.淺論廣東省北江烏石至三水河口千噸級(jí)航道

18、建設(shè)必要性[J].珠江水運(yùn)，2012，（12）：76-78. </p><p>　　[2]廣東省交通運(yùn)輸廳.廣東省內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展規(guī)劃（2010-2020年）[R].2012. </p><p>　　[3]廣東省發(fā)展和改革委員會(huì).關(guān)于北江（烏石至三水河口）航道整治工程項(xiàng)目建議書的批復(fù)[R].2012. </p><p>　　[4]覃益官，林超明，李俊娜. 北江（烏石至三

19、水河口段）提升至Ⅲ級(jí)航道整治難點(diǎn)分析及整治措施探討[J].人民珠江，2010，（3）：16-18，53. </p><p>　　[5]劉勇南，車進(jìn)勝，覃益宮. 關(guān)于北江中游1000噸級(jí)航道設(shè)計(jì)代表船型選取的探討[J].珠江水運(yùn)，2012，（8）：58-61.[6]中華人民共和國(guó)交通部.GB 50139—2004，《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2004. </p><p>