淮河臨淮崗船閘過閘需求預(yù)測(cè)及提高過閘能力探討

武劍

淮河臨淮崗船閘過閘需求預(yù)測(cè)及提高過閘能力探討

武劍

一、臨淮崗船閘概況

淮河臨淮崗船閘是臨淮崗洪水控制工程的重要組織部分,為Ⅰ等1級(jí)建筑物,Ⅳ級(jí)船閘（500t級(jí)）,設(shè)計(jì)最高通航水位為閘上26.9m，閘下26.7m，設(shè)計(jì)最低通航水位閘上17.6m，閘下17.4m。下閘首位于主壩上，參與主壩防洪。船閘閘室凈寬12.0m，閘室長130m，U型槽結(jié)構(gòu)底板高程14.8m。上下閘首整體式結(jié)構(gòu)，人字門，短輸水廊道。工程于2002年10月興建，2005 年6月完工投入運(yùn)行。

二、船閘通航現(xiàn)狀

1.航道現(xiàn)狀

淮河干流三河尖至正陽關(guān)現(xiàn)狀航道等級(jí)為Ⅴ級(jí)，根據(jù)《安徽省水運(yùn)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《淮河高等級(jí)航道建設(shè)方案（2011～2015）》，“十二五”期間規(guī)劃按Ⅳ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)整治三河尖至正陽關(guān)101km航道；根據(jù)《六安港總體規(guī)劃》和《阜陽港總體規(guī)劃》，規(guī)劃在臨淮崗上游建設(shè)的港口均為500t級(jí)及以下泊位。根據(jù)交通部《全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》，規(guī)劃到2020年提升為Ⅳ級(jí)。因此，目前臨淮崗船閘的通航標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于上下游航道及港口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃未來5～10年內(nèi)上下游航道及港口才能達(dá)到與船閘標(biāo)準(zhǔn)一致。

2.通航時(shí)間

從2006年至2010年9月,對(duì)通航情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，臨淮崗船閘多年平均重載停航天數(shù)60d左右（非重載船只可常年通航）。造成重載船舶停航的主要原因是上下游航道等級(jí)偏低，每年枯水期下游航道水位低于設(shè)計(jì)最低通航水位17.4m。從2010年9 月5日起臨淮崗工程壩上開始實(shí)施試驗(yàn)性蓄水,回水影響尖滅點(diǎn)在王家壩，臨淮崗壩前水位較自然河道抬升了3m，增加航運(yùn)水深1～2m，通航水深達(dá)7m，擴(kuò)大船舶周轉(zhuǎn)半徑500～1000m，改善了壩上通航條件，貨運(yùn)量增加,500t級(jí)船只可達(dá)霍邱周集港。蚌埠閘上正常水位18.00m，臨淮崗工程壩下通航水深達(dá)3.0m以上，此段航道通行船只由500t增大到700t，可保證船只長年通航。

3.通航統(tǒng)計(jì)

臨淮崗船閘建成運(yùn)行以來，過閘量逐年遞增,近十年來通航情況如表1。

三、過閘需求預(yù)測(cè)

根據(jù)貨物流向分析，參考流域內(nèi)高良澗船閘、蚌埠船閘的過閘總量統(tǒng)計(jì)，臨淮崗船閘2015年、2020年、2030年貨運(yùn)量、船舶通過量需求預(yù)測(cè)見表2。

根據(jù)預(yù)測(cè)，2030年臨淮崗船閘貨運(yùn)量為1462萬t，其中下行1027萬t，上行435萬t。2020年至2030年，過閘貨運(yùn)量年均增長率為5.4％，預(yù)測(cè)2030年至2040年年均增長5.0％，2040年至2050年年均增長3.0％。據(jù)此測(cè)算2040年船閘貨運(yùn)量為2381萬t，其中下行1673萬t，上行708萬t；2050年船閘貨運(yùn)量為3200萬t，其中下行2248萬t，上行952 萬t。需求預(yù)測(cè)見表3。

四、通航影響因素

船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 305-2001）中船閘通過能力的計(jì)算公式中，簡(jiǎn)化復(fù)雜的影響因素，認(rèn)為年通航天數(shù)N與日平均過閘次數(shù)n以及一次過閘平均噸位G的乘積是反映船閘規(guī)模的過閘船舶總載重噸位P1,如下式：

P1=（1/2）nNG

式中：P1為單向年過閘船舶總載重噸位（t）；n為日平均過閘次數(shù)；N為年通航天數(shù)（d）；G為一次過閘平均載重噸位（t）。由上述分析可知,一次過閘時(shí)間和一次過閘平均噸位兩個(gè)參數(shù)的確定是船閘通過能力的計(jì)算的關(guān)鍵。

根據(jù)臨淮崗船閘近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)船閘通過能力的主要影響因素進(jìn)行了分析，為合理確定船閘通過能力提供依據(jù)。

1.過閘時(shí)間

臨淮崗船閘設(shè)計(jì)最大水級(jí)為3.0m,最大校核水級(jí)為4.5m,設(shè)計(jì)單向過閘時(shí)間為20min，雙向過閘時(shí)間為44min，一次過閘平均時(shí)間為21min。由于臨淮崗工程實(shí)行試驗(yàn)性蓄水，上下游水級(jí)常年保持在3m以上，根據(jù)船閘運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，蓄水前（水差1m以下）船閘上下運(yùn)行一次時(shí)間70min，其中充放水15 min；蓄水后（水差3m以上）船閘上下運(yùn)行一次時(shí)間100min，其中充放水40min。

2.過閘平均噸位

主要取決于每艘船的大小和每閘次中能夠容納的船舶數(shù)量，即與船舶噸位或尺度以及閘室有效面積利用率等因素有關(guān)。

臨淮崗船閘閘室凈寬12.0m，閘室長130m，500t級(jí)。目前淮河流域船型復(fù)雜，種類繁多,要推行船舶標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),使過閘船隊(duì)的平面尺度與閘室的平面尺度相適應(yīng),提高閘室有效面積利用率。

表1 臨淮崗船閘2005～2014年通航情況表

表2 臨淮崗船閘過閘總量預(yù)測(cè)1（單位：萬t）

表3 臨淮崗船閘過閘總量預(yù)測(cè)2（單位：萬t）

3.年通航天數(shù)

臨淮崗工程壩上實(shí)施試驗(yàn)性蓄水以來,臨淮崗壩前水位較自然河道抬升了3m，增加航運(yùn)水深1～2m，通航水深達(dá)7m，，壩下通航水深達(dá)3.0m以上，汛期若無大洪水出現(xiàn)，可保證船只長年通航。

五、提高過閘能力對(duì)策探討

1.船舶標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)臨淮崗船閘近年的統(tǒng)計(jì)資料分析，一次過閘噸位對(duì)船閘通過能力的影響最大，而且不易確定。一次過閘噸位主要與船型和噸位以及閘室有效面積利用率有關(guān)，關(guān)鍵還是過閘船隊(duì)的平面尺度要與閘室的平面尺度相適應(yīng)。船舶標(biāo)準(zhǔn)化能夠有效地增加閘室有效面積利用率，提高船閘的通過能力，船隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的作用非常關(guān)鍵，應(yīng)大力推行。

2.水級(jí)變化應(yīng)對(duì)措施

為減少蓄水對(duì)船閘運(yùn)行效率的影響，可以在上游閘首增設(shè)兩臺(tái)泵站，提高上游閘門開關(guān)門速度；擴(kuò)大輸水洞孔徑，提高充放水速度；對(duì)上游閘門止水橡皮進(jìn)行更換，提高止水效果。

3.加大淮河干流航道整治力度

臨淮崗船閘的運(yùn)行狀況直接影響到淮河黃金水道乃至淮河流域的航運(yùn)，建議加大淮河干流航道的治理，盡快實(shí)施淮河干流三河尖至正陽關(guān)段航道整治工程，使其由Ⅴ級(jí)提高到Ⅳ級(jí)，與臨淮崗船閘標(biāo)準(zhǔn)一致，以充分發(fā)揮臨淮崗船閘的作用，提高該段通航能力。

4.提高管理水平

主要從提高船閘自身效率入手，保證設(shè)備安全運(yùn)行,提高閘門啟閉速度，縮短船只過閘時(shí)間；加強(qiáng)通航秩序維護(hù),做好窗口單位文明服務(wù)工作，及時(shí)向服務(wù)對(duì)象通報(bào)水位及船只過閘信息；優(yōu)化過閘流程,船閘每天24h值班，船只隨到隨行。

5.做好復(fù)線船閘研究

從航道船閘現(xiàn)狀與規(guī)劃,未來貨運(yùn)量預(yù)測(cè)分析情況來看，根據(jù)航道整治與貨運(yùn)量發(fā)展情況，建議近期研究興建臨淮崗復(fù)線船閘

（作者單位：安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局 237484）