三峽樞紐船閘年通過量億噸后通過能力提升思考

張義軍，楊利

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443002）

三峽樞紐船閘年通過量億噸后通過能力提升思考

張義軍，楊利

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443002）

通過分析三峽樞紐通過能力指標(biāo)現(xiàn)狀、繼續(xù)挖潛面臨的主要問題，就如何進一步提升三峽樞紐通過量進行了思考，提出了繼續(xù)提高三峽樞紐通過能力的措施。

三峽樞紐；船閘；通過量；提升

DOI編碼：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2016.10.009

三峽船閘2003年投入運行以來，年貨運量一路攀升。2011年，三峽船閘通過量首次突破億噸，提前19年達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進、長江黃金水道作用的充分發(fā)揮，近年來過閘需求穩(wěn)步增長。2014年、2015年三峽船閘貨物通過量均達到了1.2億噸，而三峽船閘設(shè)計通過量僅為單向5000萬噸，如何進一步提升三峽樞紐通過量，是一個值得探討的課題。

1　三峽船閘通過能力指標(biāo)現(xiàn)狀

《船閘總體設(shè)計規(guī)范》（JTJ305-2001）提出的年單向過閘通過量計算公式為：

1.1日運行閘次數(shù)已近極限

三峽兩線船閘在正常情況下采取單向連續(xù)過閘的運行方式，一線上行，一線下行。在不同水位條件下，三峽船閘將采取四級或五級運行方式。三峽船閘實際工作時間為24小時，日運行閘次數(shù)=24×60/閘次間隔時間。閘次間隔時間主要由船閘設(shè)備運行時間（包含人字門啟閉時間、輸水時間）和船舶運行時間（進閘時間以及船舶移泊時間）構(gòu)成。目前，通過充分的優(yōu)化，每一閘次設(shè)備運行時間約為40分鐘，在現(xiàn)有設(shè)計工況下，總體達到設(shè)計水平，無法縮短。當(dāng)前船型運行組合狀態(tài)下，船舶運行所需時間約為50分鐘，因此三峽每線船閘日運行閘次一般不超過16閘次，2011-2015年三峽兩線船閘日均運行閘次分別為28.69閘次、28.93閘次、31.01閘次、30.38閘次、30.81，基本徘徊在31閘次附近，已逼近極限。

1.2一次過閘平均噸位逐年提高

繼續(xù)貫徹船型標(biāo)準(zhǔn)化政策，2013年起，600總噸以下的非標(biāo)商船禁止通過三峽船閘，船型標(biāo)準(zhǔn)化、船舶大型化趨勢明顯，過閘船舶船型標(biāo)準(zhǔn)化率已經(jīng)接近90%。過閘貨船平均噸位已由2011年的2844噸/艘提高到2015年度的4036噸/艘，年均增長9.15%。受大型化影響，每閘次所容納的船舶數(shù)量減少，雖然有新的船型加入，但是一次過閘貨船平均噸位增長相對趨緩，2011年為15286噸，2015年僅為16718噸，年均增長2.26%。1.3船舶裝載系數(shù)一般低于0.7

船舶裝載系數(shù)與貨源分布，貨流組織、貨物種類、流向以及吃水限制相關(guān)。一般船舶越大，受到上述因素影響，過閘裝載系數(shù)就低，2011年以來，三峽船閘船舶的裝載系數(shù)一般低于0.7，最高為2014年的0.68，2015年下降至0.65。

1.4年通航天數(shù)和運量不均衡系數(shù)基本穩(wěn)定

三峽船閘年設(shè)計通航天數(shù)為335天，每天運行時間為22小時，船閘設(shè)計通航率84.13%。近年來，三峽船閘因大風(fēng)大霧停航時間明顯增加，但檢修保養(yǎng)時間少于設(shè)計水平，除開船閘大修因素，三峽船閘實際通航天數(shù)一般通航率均保持在94%—98%（每年343至358天），遠高于設(shè)計指標(biāo)。若考慮計劃性大修停航則需按大修周期對通航天數(shù)進行折減。

2003年以來三峽船閘運量不均衡系數(shù)總體穩(wěn)定，一般維持在1.2左右。

2　現(xiàn)有條件下繼續(xù)挖潛面臨的主要問題

2.1船閘方面

三峽船閘長期滿負荷運行，進一步挖潛空間有限且安全風(fēng)險加大。從現(xiàn)有船閘運行數(shù)據(jù)情況看，無論是船閘運行天數(shù)、閘室利用率、一次過閘噸位以及設(shè)備運行保障率，還是船閘通過能力，均達到或超過了設(shè)計參數(shù)。在現(xiàn)有通航條件下，船閘通航效率已得到比較充分的發(fā)掘，進一步采取管理措施挖潛擴能的空間已十分有限。同時有些能力挖潛措施是以犧牲安全指數(shù)為代價的。比如，過閘船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)從3.3米提高到4.3米，目前還沒有非常成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和運行規(guī)范；三峽船閘連續(xù)運行十多年，停航檢修已成常態(tài)，當(dāng)一線船閘檢修時，另一線船閘的通過能力僅為雙線的40%，一旦發(fā)生故障或突發(fā)事件，將面臨三峽樞紐斷航的嚴(yán)重風(fēng)險。

2.2船舶方面

（1）進一步提高過閘船舶噸位空間受限。過閘船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)已提高至3.9-4.3米，受長江中下游航道條件、船閘檻上水深條件、兩壩間汛期水流條件、船閘設(shè)備設(shè)施運行安全等制約，過閘船舶大型化提升空間越來越小。

（2）提高船舶裝載系數(shù)制約因素較多。受航運市場影響及船舶大型化的影響，船舶裝載系數(shù)偏低（2011年-2015年分別為0.68、0.59、0.60、0.68、0.65），反映了船舶裝載系數(shù)的市場行為特征。

2.3過壩運輸組織方面

船舶待閘常態(tài)化，船舶易積壓且疏散緩慢。目前正常情況下，每天最多能安排140艘左右船舶過閘，過閘需求則在130-170艘次，運輸繁忙季節(jié)超過180艘次，船舶的平均待閘時間從2007年的每艘次幾個小時迅速增加到2015年的40小時以上。遇不良氣候、汛期大流量、船閘檢修等情況，待閘船舶數(shù)量就會迅速增加，長航局多次啟動了短線客船應(yīng)急翻壩和長江全線水上應(yīng)急聯(lián)動，待閘船舶數(shù)量最高仍然達到941艘次，待閘時間最長15天。從2018年起，三峽船閘每兩年開展一次停航大修（含防腐項目施工），每次停航約60-80天，檢修期間通航組織壓力將進一步加大。

3　繼續(xù)提高三峽樞紐通過能力措施思考

當(dāng)滿足以下條件時，三峽樞紐通過量可能得到進一步提升。

3.1三峽升船機轉(zhuǎn)入正常運行

三峽升船機將于2016年度正式開始投入運行，在經(jīng)歷一個約5-10年的磨合階段后，將轉(zhuǎn)入正常運行。根據(jù)三峽升船機設(shè)計參數(shù)和相關(guān)研究，每天運行34閘次，每閘次可通過排水量3000噸級的客貨船或1500噸級船隊，結(jié)合近年來船舶裝載系數(shù)，預(yù)測可新增年通過量超過500萬噸。

3.2實施油品管道分流運輸

危險品船舶單邊裝載居多，空載過閘的危險品船舶達到半數(shù)。需要積極推動優(yōu)化?；飞a(chǎn)運輸布局，統(tǒng)籌考慮?；返倪\輸方式，對成品油、原油采取管道運輸分流，不再通過三峽船閘?？紤]油品運輸?shù)膯蜗蛐约霸鲩L情況，若油品不再過閘，約可新增年通過量200多萬噸。

3.3提升過閘船舶吃水控制

2013年10月起，三峽通航管理機構(gòu)試行西部交通科技項目研究成果，過閘船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)計的3.3米提高到了4.3米（最小檻上水深5.5m）。由于三峽樞紐上下游水位長期在一定范圍內(nèi)變化，正常情況下每年有兩個月左右時間吃水要按照4.0m控制。要實現(xiàn)三峽船閘最小檻上水深全年5.5m，必須保證三峽下游水位不低于64m。最新批復(fù)實施的《三峽—葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度規(guī)程（試行）》（長航三〔2016〕141號）明確“三峽水利樞紐下游最低通航水位為63.0米”，已經(jīng)具備了提升三峽船閘最小檻上水深至5.5m的前提，可通過開展施工改造，升級船閘運行控制程序，調(diào)整補水轉(zhuǎn)換參數(shù)，優(yōu)化補水策略，增加補水厚度，保持三峽船閘最小檻上水深5.5m甚至6.0m，提高吃水控制至全年4.3m或4.5m。2015年通過三峽通航管理機構(gòu)與水庫調(diào)度部門積極溝通，保持樞紐下游水位不低于64m，首次實現(xiàn)了全年通過三峽船閘吃水按照4.3m控制，增加了船閘通過量200多萬噸。

3.4匹配提升葛洲壩樞紐及兩壩間航道通過能力

最新發(fā)布的《三峽—葛洲壩樞紐河段通航管理辦法》（長航三〔2016〕92號）明確“船舶過壩實執(zhí)行三峽和葛洲壩兩壩‘統(tǒng)一調(diào)度、分壩實施’的調(diào)度程序”，如果葛洲壩樞紐通航供給不足，也會造成三峽樞紐的通過能力無法得到充分發(fā)揮。通過采取下述措施可能將枯水期三峽船閘日運行閘次數(shù)由31閘次提高至32閘次，可新增年通過量300多萬噸。

（1）提高葛洲壩三江航道維護水深。枯水期三江航道水深不足造葛洲壩二、三號船閘通過能力不能與三峽一線船閘相匹配。如需葛洲壩二號船閘吃水也實現(xiàn)按照4.3m控制，則需水庫調(diào)度部門優(yōu)化調(diào)度，增加出庫流量至約10000m3/s左右，提高葛洲壩三江航道水深。

（2）完成葛洲壩一號船閘上下游靠船墩建設(shè)。通過建成葛洲壩一號船閘上下游靠船墩，實現(xiàn)葛洲壩一號船閘枯（中）水期迎向運行，增加三峽船閘閘次供應(yīng)。

（3）提高汛期兩壩間航道通過能力。目前三峽船閘通航流量標(biāo)準(zhǔn)為入庫56700m3/s、下泄45000m3/s。但三峽下泄流量超過25000 m3/s期間，通過兩壩間的船舶按照單位功率拖帶量限航?，F(xiàn)階段，為保障兩壩樞紐匹配運行，三峽通航管理機構(gòu)主動協(xié)調(diào)水庫調(diào)度部門主汛期控泄流量25000 m3/s，取得了較好的效果，但非長久之計。需要加快兩壩間“四灘一彎”航道整治工程，將其汛期通航流量限制標(biāo)準(zhǔn)提高至45000m3/s，以充分發(fā)揮汛期兩壩樞紐的通過能力。

4　結(jié)束語

三峽船閘年通過量億噸常態(tài)化的前提下，思考通過實施一些難度較高的工程、技術(shù)和管理上的措施挖潛，可以提高船閘通過量1000多萬噸。但是這些措施涉及到樞紐的設(shè)計、安全、防洪、發(fā)電以及生態(tài)保護等因素，實現(xiàn)難度大，耗時久。即使全部得到實現(xiàn)，樞紐通過能力仍然無法與高速增長的經(jīng)濟社會發(fā)展需求相適應(yīng)。為了有效發(fā)揮長江黃金水道航運優(yōu)勢，適應(yīng)和促進沿江經(jīng)濟社會發(fā)展，需要盡快開辟三峽樞紐新通道解決通過能力不足問題。

［1］交通運輸部、財政部等.推進長江干線船型標(biāo)準(zhǔn)化實施方案［Z］.2009-7-29.

［2］交通運輸部.長江水系過閘運輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列［Z］.2012-12-25.

［3］周建武，張義軍.提升船舶通過三峽船閘吃水控制研究［J］.中國水運，2014（10）：40～42.

［4］周建武.提升葛洲壩樞紐船閘通過量的實踐［J］.交通企業(yè)管理，2015（7）：15～17.

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1006—7973（2016）10-0028-02