浙江北部航道設(shè)計(jì)通航水位的計(jì)算

王國(guó)欣

摘 要：社會(huì)和科技的發(fā)展也帶動(dòng)了海上經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海上運(yùn)輸也成為我國(guó)運(yùn)輸中重要的組成部分。正因如此航道的設(shè)計(jì)也變得越來(lái)越重要，而在航道設(shè)計(jì)中必不可少的就是通航水位的計(jì)算，本文通過(guò)研究浙江北部航道的和道位置以及河道現(xiàn)狀并對(duì)其高低通航水位進(jìn)行計(jì)算探討。

關(guān)鍵詞：通航水位；航道；高低水位；計(jì)算

中圖分類號(hào)：U611 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 河道現(xiàn)狀條件

浙江北部最主要的物品運(yùn)輸方式就是水運(yùn)，而湖州航道作為浙江北部的主要貨用渠道，所以我們對(duì)其得有一定的了解。湖州航道總長(zhǎng)66.3km，河道寬度達(dá)到60m。目前航道水位在2.7m左右，比應(yīng)該達(dá)到的最低通航水位3.2m還低0.5m左右，所以有時(shí)會(huì)造成航區(qū)內(nèi)船舶擱淺擁堵事故?，F(xiàn)如今通過(guò)人工的改造，湖州航道正在一步步的走上正軌，運(yùn)輸量也越來(lái)越大，僅去年，湖州航道的貨物吞吐量達(dá)到2000t左右，占浙江航道總吞吐量的40%，且比前年增加了500t左右。由此可見(jiàn)，湖州航道在浙江北部的地位越來(lái)越高。

2 通航水位的計(jì)算

2.1 通航高水位的計(jì)算

最高水位即當(dāng)遇到暴雨或者其他的一些情況，使得河流出現(xiàn)洪水，從而導(dǎo)致河道的水位提高達(dá)到了最大值，這就是我們所說(shuō)的通航的高水位。而通航高水位的計(jì)算是整個(gè)通航設(shè)計(jì)中的重中之重，根據(jù)2001年我國(guó)出臺(tái)的“內(nèi)河航道與港口水文規(guī)范”中提到的一些對(duì)最高通航水位的要求表示：我國(guó)通航高水位的計(jì)算是通過(guò)計(jì)算天然河流的洪水重現(xiàn)期。我國(guó)主要是通過(guò)根據(jù)航道的等級(jí)而將洪水的重現(xiàn)期分為3個(gè)等級(jí)：航道等級(jí)為一到三級(jí)的洪水重現(xiàn)期為20年，航道等級(jí)為四到五級(jí)的洪水重現(xiàn)期為10年，航道等級(jí)為六到七級(jí)的洪水重現(xiàn)期為5年。目前我國(guó)主要采用頻率法來(lái)確定通航最高水位。再根據(jù)近年來(lái)浙江北部航道的水位變化，來(lái)確定最后的數(shù)值。而國(guó)外則是根據(jù)貨物的吞吐量來(lái)確定最高水位，當(dāng)吞吐量在15000t以上時(shí)為平時(shí)多10%當(dāng)吞吐量在3501t～15000t時(shí)，和吞吐量在751t～3501t時(shí)，最高水位比平時(shí)多5%。當(dāng)吞吐量在751t以下時(shí)，最高水位比平時(shí)多1%。

2.2 通航低水位的計(jì)算

低水位即當(dāng)某年出現(xiàn)干旱或者降水量低于平均值時(shí)，或者當(dāng)河道內(nèi)積沙過(guò)多時(shí)導(dǎo)致河床提高時(shí)，從而導(dǎo)致了當(dāng)年河道水位低于平均值而達(dá)到最小值時(shí)的水位稱為最低水位。其實(shí)通航低水位的計(jì)算和高水位的計(jì)算是有所類似的，都是根據(jù)2001年我國(guó)出臺(tái)的“內(nèi)河航道與港口水文規(guī)范”來(lái)對(duì)航道進(jìn)行等級(jí)劃分，然后通過(guò)頻率法和綜合歷時(shí)率法來(lái)計(jì)算，唯一不同的就是低水位的計(jì)算對(duì)航道等級(jí)的劃分不同。也就是說(shuō)：當(dāng)航道等級(jí)為1級(jí)～2級(jí)時(shí)，保證率是98%～99%時(shí)重現(xiàn)期為5年-10年，當(dāng)航道等級(jí)為3級(jí)～4級(jí)時(shí)，保證率是95%到98%時(shí)重現(xiàn)期是4年-5年，當(dāng)航道等級(jí)為5級(jí)～7級(jí)時(shí)，保證率是90%到95%時(shí)重現(xiàn)期是2年-4年。然后根據(jù)以前出現(xiàn)過(guò)的低水位來(lái)預(yù)估航道的低水位。相對(duì)于最高水位國(guó)內(nèi)和國(guó)外的不同也暴露了我國(guó)在其中存在的許多問(wèn)題，而最低水位的標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)和國(guó)外是一致的，而且國(guó)外是根據(jù)我國(guó)最低水位的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算的，由此可見(jiàn)我國(guó)奠定了最低水位計(jì)算的基礎(chǔ)。

3 設(shè)計(jì)通航水位中存在的問(wèn)題

3.1 設(shè)計(jì)通航高水位中存在的問(wèn)題

眾所周知，我國(guó)的高水位是通過(guò)調(diào)查某河道所在近100年來(lái)的降水量以及洪水重現(xiàn)期來(lái)計(jì)算通航中的最高水位，這樣只是從表面上粗略地估計(jì)了洪水有可能發(fā)生的時(shí)期以及最高水位的計(jì)算值，通過(guò)和國(guó)外最高水位計(jì)算水位的比較發(fā)現(xiàn)我國(guó)的計(jì)算方法計(jì)算出的最高水位和實(shí)際中的最高水位存在很大的偏差，由此是在浙江北航地區(qū)。因?yàn)榈乩砦恢迷?，浙江北航高水位變化特別快主要是受洋流的影響。也就是說(shuō)，浙江北航的水位變化多半是受自然因素的影響，這樣就存在著許多不可預(yù)測(cè)的因素，因此水位變化就不在預(yù)估值內(nèi)。不僅如此，如果說(shuō)人為的影響因素是可控制的，那么氣候的變化就是人類不可控制的，這樣就會(huì)有許多的突發(fā)情況，比如說(shuō)某年的降水量高過(guò)預(yù)估值，這樣就會(huì)影響水位的變化了。這個(gè)問(wèn)題只是諸多問(wèn)題中的一個(gè)問(wèn)題，但是卻是目前沒(méi)辦法解決的一個(gè)大問(wèn)題。還有就是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)水上的貨運(yùn)量也會(huì)變得越來(lái)越大，尤其是浙江這個(gè)以水運(yùn)為主要貨運(yùn)方式的城市，這樣貨運(yùn)量的增加，就使得河床不斷的提高，這樣不僅增加了水位的高度，還對(duì)河流造成的一定程度的傷害，也破壞了航道內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)平衡。以上所述的這些問(wèn)題只是鳳毛麟角，這其中還存在好多我們不曾發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，但是盡管如此，我們發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，目前來(lái)說(shuō)我們沒(méi)有好的解決辦法也是徒勞的，所以希望以后科學(xué)的發(fā)展能夠?qū)@些問(wèn)題提出切實(shí)的解決辦法，讓這些不再干擾著我國(guó)的海運(yùn)事業(yè)。

3.2 設(shè)計(jì)通航低水位中存在的問(wèn)題

相對(duì)于通航高水位計(jì)算中存在的諸多問(wèn)題來(lái)說(shuō)，通航低水位計(jì)算中存在的問(wèn)題就顯得不值一提了，因?yàn)橄鄬?duì)于高水位來(lái)說(shuō)，自然因素對(duì)低水位的影響沒(méi)有高水位那么重要，雖然這樣說(shuō)但這些問(wèn)題依舊是存在的。和高水位一樣，低水位也受著氣候的影響，如果天氣干燥的話，就會(huì)使得各處的需水量變大，這樣干流的水就會(huì)被其他支流瓜分，這樣干流也就是通航道的水位就會(huì)驟降。這樣就影響了貨用。由于我國(guó)對(duì)低水位計(jì)算做得比較好，所以對(duì)于低水位的預(yù)估值和重現(xiàn)期估算的也比較準(zhǔn)確，這樣造成的困擾就少了許多。而且我國(guó)對(duì)水位的計(jì)算也出臺(tái)了相關(guān)文獻(xiàn)，所以造成的困擾幾乎微乎其微。

4 通航設(shè)計(jì)中對(duì)水位的影響因素

通航設(shè)計(jì)中對(duì)水位的影響因素有很多，尤其是像浙江北部的這些天然河流，那里面更是存在著許多不穩(wěn)定的因素，比如說(shuō)天氣的原因，如果說(shuō)在某一年遇到大暴雨使得山洪暴發(fā)，洪水泛濫成災(zāi)這樣就會(huì)造成河水的水位提高，形成高水位，又或者說(shuō)在某一時(shí)期，由于天氣干燥，使得大地缺水，這樣不僅增加了水的蒸發(fā)量，還加大了河流支流對(duì)水的需求量，這樣又會(huì)造成河流的水位急速下降形成低水位。而且，由于浙江地理位置的原因也會(huì)影響浙江北航的水位，因?yàn)檎憬亢?，所以?dāng)?shù)貧夂虻淖儞Q也會(huì)影響海內(nèi)氣流的變化，所以使得浙江北部氣候多變，這樣就讓航道水位變化更快，而且由于浙江靠海，這樣就避免不了流入的時(shí)候攜帶大量的流沙，這樣流沙積累使得河床提高也會(huì)影響水位的變化，而且因?yàn)楹降浪诘貧夂蜃兓喽?，使得水位陡漲陡落，這樣就產(chǎn)生了所謂的不穩(wěn)定流。不穩(wěn)定流主要受海內(nèi)洋流和海上空氣流的影響，使得水位日內(nèi)變化幅度大，這樣也給運(yùn)輸帶來(lái)了許多不可預(yù)測(cè)的麻煩。不僅如此，影響航道水位的因素還有好多，不僅有自然因素也存在著許多的人為因素。比如說(shuō)人類對(duì)水中魚(yú)類的大量捕捉，使得水內(nèi)部的生態(tài)平衡遭到破壞，使得海草，水藻等物迅速生長(zhǎng)，這樣水中多了漂浮物就會(huì)影響或者減緩船只行駛的速度。還有就是有些人為了增加盈利，所以超速超載行駛，這樣就會(huì)因?yàn)榇贿^(guò)重或者速度過(guò)快而攜帶大量的泥沙，然后當(dāng)某處河床突然過(guò)高這樣船只攜帶的泥沙就會(huì)覆蓋在上面，日復(fù)一日，年復(fù)一年使得河床越來(lái)越高，水位迫不得已就得提高，到最后水位無(wú)法再提高，就得通過(guò)人為來(lái)清理積沙，這樣付出的代價(jià)更大。

參考文獻(xiàn)

[1] 貢炳生，蔡國(guó)正，張賢明.論天然河流設(shè)計(jì)最低通航水位兩種確定方法的矛盾與統(tǒng)一[J].水運(yùn)工程，2009（1）：47-51，65.

[2] 彭鉅新.潮汐河段航道設(shè)計(jì)最低通航水位標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].水運(yùn)工程，2008（1）：73-77.

[3] 丁平，劉圣保.天然河流設(shè)計(jì)最低通航水位兩種計(jì)算方法的對(duì)照分析及選用[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2010（1）：157-159.