基于安全考慮的三峽—葛洲壩水域調(diào)度計劃編制規(guī)則研究

趙寒寒 馮志濤 胡麗穎 長江三峽通航管理局

1.引言

三峽河段東起中水門，西至廟河，全場59公里，連接長江中下游水域，作為長江黃金水道的咽喉部位，被三峽、葛洲壩兩座大型水利樞紐分割成三段不同特性的航道，通航環(huán)境復(fù)雜多變。其中，兩壩間航道狹窄曲折，受三峽電站調(diào)峰和葛洲壩電站反調(diào)節(jié)的影響呈現(xiàn) J 級航道的特點，每年汛期受三峽樞紐調(diào)峰影響，水文條件復(fù)雜。當(dāng)三峽大壩下泄流量達(dá)到 25000m/s 以上時，兩壩間航道仍具有天然河道特性，比降大，水流湍急，流態(tài)紊亂，泡漩橫流叢生，尤以水田角、喜灘、大沙壩、石牌、偏腦等典型灘段為甚，船舶航行十分困難，嚴(yán)重影響兩壩間船舶通航安全。除此以外，其政治關(guān)聯(lián)性較高，三峽通航作為長江航運的重要組成部分，事關(guān)國家戰(zhàn)略安全、物流通道暢通和沿江百姓民生，具有政治敏感度高、安全風(fēng)險度高、民生關(guān)聯(lián)度高、社會關(guān)注度高等特點。為提升長江黃金水道功能，相關(guān)管理部門出臺了一系列管理辦法，對兩壩樞紐船舶調(diào)度做出了規(guī)定，因此保障三峽通航安全始終是三峽通航管理的第一要務(wù)。

2.調(diào)度計劃編制安全的影響因素

根據(jù)長航局發(fā)布的《三峽—葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度規(guī)程》，船舶過壩調(diào)度原則為：安全第一、兼顧效率；重點優(yōu)先，分類控制；先到先過、合理分流。三峽通航安全敏感、矛盾風(fēng)險高度集中，第一要務(wù)是保障船舶安全過壩、百姓安全出行，滿足船方和社會對三峽通航的安全需求。

影響船舶過閘安全的因素有很多，在編制調(diào)度計劃時，要在考慮通航安全的前提下進(jìn)行編制。

2.1 轄區(qū)通航環(huán)境

兩壩間水文條件復(fù)雜，三峽工程蓄水以后，當(dāng)三峽出庫流量低于15000m3/s時，兩壩間航道基本呈庫區(qū)航道性質(zhì)，水流平穩(wěn)，流態(tài)較好，無水泡、漩水等不良流態(tài)。當(dāng)出庫流量超過20000m3/s，各種不良流態(tài)逐漸顯露，河床斷面出現(xiàn)泡水、漩水等。出庫流量達(dá)30000m3/s時兩壩間水流條件急劇惡化，全水域范圍遍布泡水、漩水，局部比降增大；當(dāng)流量達(dá)35000～40000m3/s時，全河段水流條件普遍惡劣，天然河段特性充分顯露，自渣包至南津關(guān)遍布泡水漩水，喜灘-水田角形成較大局部比降，流態(tài)急劇惡劣，嚴(yán)重影響兩壩間汛期船舶通航安全。

在枯水期，當(dāng)廟咀水位低于40.8米，通過三江航道的船舶受吃水限制影響較大，計劃編制時需對通過三江航道的船舶進(jìn)行動態(tài)吃水控制。依據(jù)《葛洲壩三江下引航道枯水期船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)對照表》，需要對不同時段進(jìn)出三江航道的船舶進(jìn)行嚴(yán)格管控，若大吃水船舶在不適應(yīng)水位的時段進(jìn)入三江航道，極易發(fā)生擱淺事故。

2.2 調(diào)度計劃編制合理性

保證船舶過閘安全的前提便是調(diào)度計劃編排是否合理。汛期因通航流量影響，需充分考慮船舶可通過流量是否符合要求；枯水期則充分考慮進(jìn)入三江船舶是否符合吃水管控要求；通過兩壩船閘的計劃需要合理銜接，以保證船舶航行安全；保證危險品船舶安排時間合理，兩壩銜接順暢；船舶分流要考慮船閘通過能力及兩壩間錨泊容量等。在編制調(diào)度計劃時，需要充分考慮船舶錨泊、過閘、?？康葐栴}，確保船舶過閘的安全性。

2.3 易燃易爆危險貨物船舶安排

易燃易爆危險貨物船舶因其特殊的理化性質(zhì)，存在很大的安全隱患，其過壩安排一定要遵守相應(yīng)規(guī)則，船舶發(fā)航、?？慷加邢鄳?yīng)的規(guī)定。易燃易爆危險貨物船舶過閘時要全程監(jiān)視船舶航行動態(tài)，因夜間視線不清晰，一般不會安排該類船舶在夜間通過兩壩。同時，易燃易爆危險貨物船舶不能與普通貨船安排在同一閘室，需專閘通過，其中，一級易燃易爆危險貨物船舶過閘需要海事部門全程跟蹤維護(hù)。

3.基于安全考慮的調(diào)度計劃編制規(guī)則研究

3.1 船舶過壩安排須符合國家、行業(yè)有關(guān)安全管理規(guī)范的要求

三峽通航作為長江航運的重要組成部分，事關(guān)國家戰(zhàn)略安全、物流通道暢通和沿江百姓民生，船舶選擇和組合、船舶通過通航設(shè)施安排、船舶過壩時間安排等，均應(yīng)遵循《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》《三峽—葛洲壩樞紐河段通航管理辦法》《三峽船閘通航調(diào)度技術(shù)規(guī)程》《三峽—葛洲壩水利樞紐通航調(diào)度規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定的要求。

3.2 特殊時段通航管控規(guī)則

3.2.1 汛期計劃編制管控規(guī)則

汛期受航道條件影響，兩壩間情況復(fù)雜多變，此時，為保證船舶安全通過轄區(qū)，計劃編制需要考慮諸多因素，比如：

（1）汛期過壩船舶的安排須符合《長江三峽—葛洲壩水利樞紐兩壩間航道汛期通航流量標(biāo)準(zhǔn)》的要求，綜合考慮船舶滿載排水量、航向、主機(jī)總功率、單位功率裝載量等因素，將滿足通航流量級中等級較低的船舶盡量安排流量平穩(wěn)的時段集中通過兩壩間。

汛期大流量下，兩壩間水流條件惡劣，當(dāng)流量超過25000m/s時兩壩間航段會呈現(xiàn)天然航段特性，各種不良流態(tài)在兩壩間不同水域逐漸顯露出來，如水田角、喜灘、大沙壩、老虎洞等。若流量變動較大，船舶在兩壩間航行條件更加惡劣，存在一定的安全風(fēng)險。通航流量等級較低的船舶航行性能及操縱性相對較差，根據(jù)《長江三峽—葛洲壩水利樞紐兩壩間航道汛期通航流量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，將性能較差的船舶安排在流量較大的時間段，易在兩壩間水田角等流態(tài)惡劣水域發(fā)生“爬不動”現(xiàn)象，影響船舶航行安全。如2020年汛期僅在水田角水域發(fā)生動力不足的險情就有14起。為減少汛期大流量下險情事故發(fā)生，在編制計劃時，從安全源頭把控一般會將流量等級較低的船舶安排在流量相對平穩(wěn)的時間段。

（2）汛期大流量下，同一閘次安排多艘船舶進(jìn)入兩壩間時，宜選用航速相當(dāng)?shù)拇敖M合，以避免在兩壩間因隊列過長或船舶追越帶來的安全風(fēng)險。

在汛期大流量情況下，安排在同一閘室的船舶會選擇性能相近的船舶，若船舶性能相差較大，船舶操縱性不同會造成船舶航速的不同，船舶進(jìn)入兩壩間后就會逐漸拉開距離或進(jìn)行超越等。若上行船舶前兩艘已進(jìn)入石牌彎道上行，但后幾艘在石牌水域隊列較長，此時有下行船舶正在蓮沱水域下行，那么后續(xù)船舶將在石牌水域等讓下行船，上行隊列距離更大，可能會對北線船閘運行造成影響，存在一定的安全風(fēng)險。

（3）汛期大流量下，同一閘次安排多艘船舶進(jìn)入兩壩間時，宜選用通航流量級相同的船舶組合，調(diào)峰期間進(jìn)入兩壩間河段的，宜在控制標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提升一檔安排船舶。

汛期大流量情況下，同等流量級的船舶盡量整體安排，同閘安排，若碰上電站調(diào)峰影響，需要調(diào)整作業(yè)計劃時，整閘作出調(diào)整，不需要調(diào)整時，則作為安全監(jiān)視的重點，全程加強(qiáng)跟蹤監(jiān)視。另外，考慮到調(diào)峰時間的不穩(wěn)定性及船舶航行狀態(tài)的不可控性，一般會在控制標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提升一檔安排船舶，并且電站調(diào)峰時，時間窗口不能全部都用，一定要預(yù)留一定余量，防止出現(xiàn)調(diào)峰時間提前或者船閘運行延誤等情況，影響船舶航行安全。

3.2.2 枯水期計劃編制管控規(guī)則

枯水期通過葛洲壩三江的船舶要符合下引航道及船閘吃水控制標(biāo)準(zhǔn)，高水位時段且持續(xù)時間較長，按照葛洲壩三江引航道船舶動態(tài)吃水控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，可適當(dāng)利用電站調(diào)峰的窗口時機(jī)集中安排吃水較大的船舶通過三江。

一般情況下，三峽船閘下隔流堤至葛洲壩維護(hù)水深4.5米；葛洲壩樞紐大江航道維護(hù)水深4.5米；葛洲壩樞紐三江航道維護(hù)水深4.0米。特殊時期，航道維護(hù)水深標(biāo)準(zhǔn)如有變動，以航道部門公告為準(zhǔn)。根據(jù)長航局《關(guān)于對通過葛洲壩三江下引航道船舶試行動態(tài)吃水控制的批復(fù)》（長航道明電[2017]161號）精神，對三江實行動態(tài)吃水控制，按照三峽局通航安全處每周對外公布的吃水控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

在掌握未來24小時廟咀水位變化情況后，計劃員依照《葛洲壩三江下引航道枯水期船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)對照表》，確定未來24小時動態(tài)吃水控制標(biāo)準(zhǔn)，合理編制船舶過閘計劃。在編制計劃時，利用電站調(diào)峰后水位上漲時期合理編排吃水較大船舶通過兩壩，減少兩壩待閘壓力，同時要考慮到水位變化相對于電站調(diào)峰的滯后效應(yīng)、船舶進(jìn)出三江下引航道的航行時間以及相應(yīng)水位的起止時間，適當(dāng)留足安全余量。

3.2.3 特殊時期通航管控規(guī)則

國家重大會議、慶典活動等特殊時期有維穩(wěn)、安保等特殊管控要求的，按照有關(guān)管控要求執(zhí)行。

比如在國慶期間，根據(jù)要求不安排易燃易爆危險品船舶過壩。

伍家崗大橋水域施工期間，只允許單向航行或者禁航時，根據(jù)要求合理控制船舶過閘時間及管控要求等，保證船舶航行安全。

3.3 載運危險貨物船舶管控規(guī)則

一是，載運危險貨物船舶不安排與客船同一閘室通過。因為危險貨物理化性質(zhì)，若載運危險貨物船舶發(fā)生爆炸、燃燒、毒氣泄漏等，同一閘室內(nèi)客船首當(dāng)其沖，生命安全無法保障，易發(fā)生重特大事故。所以根據(jù)規(guī)定，載運危險貨物船舶不安排與客船同一閘室通過。

二是，載運危險貨物船舶不安排通過升船機(jī)。升船機(jī)船廂內(nèi)沒有安置消防設(shè)施，消防人員也無法現(xiàn)場跟隨船廂保障船舶安全，若危險品船舶可以過廂，發(fā)生危險時無法保障船舶及船廂的安全，故載運危險貨物的船舶不能通過升船機(jī)。

三是，載運一級易燃易爆危險貨物船舶專閘通過，三峽南北線船閘不得同時安排有載運一級易燃易爆危險貨物船舶閘次；載運二級易燃易爆危險貨物船舶集中通過。

載運一級易燃易爆危險貨物船舶與載運二級易燃易爆危險貨物船舶的貨物性質(zhì)可能相沖，消防設(shè)施性能也大不相同，若其中一艘船舶發(fā)生燃燒、爆炸等，同一閘室內(nèi)其他船舶貨物能與之發(fā)生反應(yīng)，會造成后續(xù)船舶連鎖反應(yīng)。所以載運一級易燃易爆危險貨物船舶專閘通過。載運二級易燃易爆危險貨物船舶可以直接過閘，不需要消防及公安部門的專閘維護(hù)，可集中通過。并且因為載運一級易燃易爆危險貨物船舶過閘時需要消防、公安等部門對閘區(qū)水域?qū)嵤┓忾]管理和過閘維護(hù)，若南北線船閘同時安排有載運一級易燃易爆危險貨物船舶閘次，消防及公安部門無法進(jìn)行維護(hù)。此外，若一個閘室內(nèi)船舶發(fā)生燃爆炸等事故，可能引起另一線船閘的并發(fā)事故等。

四是，一般情況下，載運易燃易爆危險貨物船舶安排從二號船閘通過，白天連續(xù)通過兩壩。

葛洲壩二號船閘有專門的消防設(shè)備，而一、三號船閘均未安裝相應(yīng)的消防設(shè)施。且兩壩間沒有可供載運易燃易爆危險貨物船舶?？康腻^地，可應(yīng)急停泊的錨位不能長時間?？枯d運易燃易爆危險貨物船舶，否則會影響轄區(qū)通航安全，所以一般情況下，載運易燃易爆危險貨物船舶安排從二號船閘通過，白天連續(xù)通過兩壩。

特殊情況下，如二號閘停航檢修期間，根據(jù)上級批示，與消防、公安及海事部門協(xié)商之后，可以在一號閘通過載運易燃易爆危險貨物船舶。

五是，理化性質(zhì)不沖突、救助滅火方式相同或相近的載運非易燃易爆危險貨物船舶盡量集中安排，在兩壩間錨地不滿足待閘的情況下盡量安排連續(xù)通過兩壩。

因為載運非易燃易爆危險貨物船舶船舶可以和普通貨船一起過閘，一般情況下，安排計劃時不會將理化性質(zhì)沖突的船舶安排在同一閘次過閘，否則易增大船舶過閘風(fēng)險。如一級非易燃易爆船舶不能和二級非易燃易爆船舶同一閘次過閘。且樂天溪下錨地有可供載運非易燃易爆危險貨物船舶?？康牟次?，但考慮錨地待閘船舶數(shù)量，若不滿足載運非易燃易爆危險貨物船舶?？恳?，該船可以直接通過兩壩。

六是，一般情況下，國家法定節(jié)假日中，元旦、春節(jié)、清明、五一、國慶當(dāng)天，不安排載運一級易燃易爆危險貨物船舶過壩。

為了保證節(jié)假日期間運行安全，一般情況下，節(jié)假日當(dāng)天，不會安排載運一級易燃易爆危險貨物船舶過壩。

七是，三峽出庫流量達(dá)到35000m/s,危險品船舶不通過兩壩間。根據(jù)《長江三峽-葛洲壩水利樞紐兩壩間航道汛期通航流量標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，“載運危險品貨物的船舶汛期通航流量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)依據(jù)相應(yīng)船舶類型對應(yīng)的汛期最大通航流量級降低一個流量級執(zhí)行。載運現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《危險貨物分類和品名編號》（GB6944）中第2類、3類、4類、5類、6類危險貨物的船舶，當(dāng)流量大于等于35000m/s時，禁止在兩壩間航道航行?！?/p>

除此以外，調(diào)度計劃編制還有許多需要考慮的其他方面，在這里不一一贅述。

4.總結(jié)分析

在平時的調(diào)度計劃編制工作中，確保船舶過壩安全是我們考慮的第一要素，以往在編制調(diào)度計劃時一般都是要通過以往經(jīng)驗和相關(guān)文件規(guī)定，并沒有一套相應(yīng)的規(guī)范性文件，通過本規(guī)則的研究，以后在編制調(diào)度計劃時可以依據(jù)安全規(guī)則參考應(yīng)用，在相應(yīng)的水位流量條件下，充分考慮三峽-葛洲壩兩樞紐設(shè)施安全，編制科學(xué)合理的調(diào)度計劃，確保船舶可以安全通過轄區(qū)。