提升尹公洲段航道通過能力的探討

王 巖，孫壽保，徐 峰，徐鵬鵬

(長江鎮(zhèn)江航道處,江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

長江尹公洲航段是全國最大的內(nèi)河十字交匯水域，京杭運河與長江在此交匯，小型船舶流量居全國之最，航道具有“彎、窄、險、汊口多”的特點，一直是航海界關(guān)注的重點，一些學(xué)者專家分別從開辟和暢洲北汊、完善定線制、強化現(xiàn)場管理等方面研究力求提高該航段的通過能力，但受限于自然航道條件，尹公洲航段仍是長江下游典型受限河段和事故多發(fā)地段[1-2]。長江南京以下12.5 m深水航道運行以后，大型船舶流量進一步增加，和暢洲北汊屬江豚保護區(qū)無法開通航道。江蘇海事局聯(lián)合江蘇省交通運輸廳發(fā)布的《京杭運河與長江干線交匯水域水上交通安全管理規(guī)定(試行)》于2020年4月1日實施[3]，在深水航道下行通航分道紅浮連線外側(cè)設(shè)置寬度為100 m的小型船舶(隊)上行專用航路，旨在將小型船舶從深水航道分流，但仍存在3股船流，上、下行大、小船混合航行，通航形勢依然嚴峻。

長江尹公洲段流經(jīng)焦北灘，一分為二，北汊為主航道，南汊目前沒有通航，但歷史上焦南閘以下曾開通航道，稱“焦南航道”。在現(xiàn)有條件下，重新探討開辟焦北灘南汊航道，分流小型船舶，提升尹公洲航段通過能力無疑是值得研究的課題。

1 尹公洲航段通航環(huán)境分析

1.1 主航道基本情況

尹公洲航段一直是長江下游最復(fù)雜的航段，全長約10 km(圖1)，素有“老虎口”之稱，具有以下特點：1)彎：航道呈Z字形，連續(xù)2個急彎，彎曲角度均接近90°；2)窄：最航寬不足300 m；3)多：汊口多，上接六圩河口，下有諫壁河口，中部有焦北灘南汊航道與主航道交匯口，以及和暢洲南北汊分汊口；4)險：受航段走勢影響，水流流向多變，流速較大，船舶容易落灣，從而引發(fā)碰撞事故[4]。

圖1 尹公洲航段航道

1.2 船舶交通流

由于京杭運河與長江在此交匯，尹公洲航段類似于公路的“十”字路口，南來北往的船舶與順航道行使的船舶匯合在一起，通航密度大，上、下行大、小船混合航行，通航形勢嚴峻。

根據(jù)統(tǒng)計資料[5]，2007年以前尹公洲航段內(nèi)船舶日均流量達3 000余艘次，2007—2015年日均流量最大值為2008年的2 468艘次，最小值為2015年的1 628艘次，單日最高流量達2 923艘次。整體呈以下特點：1)船舶日均流量和最高流量逐年下降；2)90 m以上船舶日均流量呈增長趨勢，大型化趨勢明顯；3)航段內(nèi)交通流的構(gòu)成以90 m以下小型船為主，占89.79%，其中30～50 m船舶占66.49%，50～90 m船占23.3%。

尹公洲航段船舶交通流主要由以下幾部分組成：在丹徒警戒區(qū)以上有3股交通流，即上行、下行和上行小船交通流；丹徒警戒區(qū)內(nèi)及附近水域有小船穿越交通流；丹徒警戒區(qū)以下有兩股交通流，即上行深水航道和上行小船航路組成的上行流、下行船舶交通流。

1.3 水文氣象對船舶駕駛的影響

尹公洲航段在中、洪水期，水流流向多變、流速較大，特別是105#浮附近水域的強掃彎水和100#黑浮附近以下的強花水，對船舶航行安全影響很大。受強流壓影響，船舶或船隊若控制不當(dāng)，則105#黑浮附近水域的強掃彎水常使下水船舶偏離航路而落彎，占據(jù)上水航路下行，容易與上水船發(fā)生碰撞或發(fā)生其他交通事故；在尹公洲段裕隆洲口航行船舶受水流的影響，在99#～100#黑浮之間上行時，被和暢洲北汊下口處的強花水壓至下水航路，易與下行船舶形成緊迫局面。

每年5—10月，受季風(fēng)和臺風(fēng)影響，冬季受寒潮影響，風(fēng)浪較大，對小型船舶影響較大。東-東北風(fēng)或南-西南風(fēng)4～5級及以上時，會使長江103#～105#浮水域航行的船舶產(chǎn)生漂移。船舶容易偏離航路，走向?qū)Ψ胶铰?；北風(fēng)或南風(fēng)同樣會對航經(jīng)100#浮水域的船舶產(chǎn)生影響，特別是容易使空載船舶或滿載空箱的集裝箱船偏離航路，亦會造成吊拖船隊的斷纜事故。長江鎮(zhèn)江段是典型的多霧地區(qū)，早晚經(jīng)常由于霧的影響能見度不良導(dǎo)致船舶被迫停航。

2 焦北灘南汊新航道規(guī)劃設(shè)想

2.1 河床歷史演變

20世紀50～60年代長江世業(yè)洲兩汊匯合后水流頂沖點下移，于1954年沖毀都天廟炮臺，強烈的崩岸使六圩彎道北移，征潤洲隨之迅速發(fā)展，與焦山灘連成一片。為維持鎮(zhèn)江老港通航，國家于1963年開辟焦南航道(今焦南閘以下部分)。焦南航道使用情況良好，達到了預(yù)期效果。到1986年，焦南航道因淤積量大、航道狹窄、繞道里程長等問題被棄用，并啟用“中口袋”方案，開挖引航道。

2.2 焦北灘南汊近況

長江鎮(zhèn)揚河段經(jīng)歷了近百年來的大幅變化之后，形成焦北灘南汊，近年隨著鎮(zhèn)揚河段整治工程及深水航道整治工程的實施，河勢大幅度變形的趨勢基本得到控制，并趨于穩(wěn)定。通過20年衛(wèi)星圖分析可知，焦北灘南汊河槽穩(wěn)定，輔以適當(dāng)?shù)目Ｉ钔貙?，可具備通航條件。尹公洲航段歷史演變衛(wèi)星圖變化如圖2所示。

圖2 尹公洲航段演變

實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)有部分小型船舶在下游區(qū)段通行、錨泊。且河面有2座鋼制便橋連通，其中1#便橋長251 m，單個橋孔寬35 m，凈空高度5.9 m；2#便橋長251 m，單個橋孔寬38 m，凈空高度6.3 m(圖3)。

圖3 焦北灘南汊現(xiàn)狀

2.3 新開航道可行性

目前，焦北灘南汊全長約12.7 km，平均自然水深2～3 m，總體自西向東逐漸變寬，最小寬度約70 m，最大寬度約300 m，最小彎曲半徑約800 m，天然條件基本符合GB 50139—2014《內(nèi)河通航標準》中Ⅲ級航道的尺度要求(表1)。依托其天然河道條件，通過系統(tǒng)研究論證，采取一系列工程技術(shù)措施(表2)，可建設(shè)成為Ⅲ級單(雙)線航道，作為小型船舶(隊)專用航道，供進出京杭運河的吊拖船隊和船長85 m以下船舶航行。

表1 內(nèi)河通航標準Ⅲ級航道尺度

表2 新開航道須采取的技術(shù)措施及實施效果

3 新航道開通后尹公洲航段通航條件分析

3.1 降低船舶密度

焦北灘南汊航道開通后，可分流尹公洲航段小型船舶(隊)。通過交通流現(xiàn)狀分析可知，目前尹公洲段船舶密度幾近飽和，以90 m以下小型船為主(占89.79%)，若開通焦北灘南汊航道，則勢必大幅降低尹公洲航段通航密度，減輕通航壓力。

3.2 改善復(fù)雜交通流

尹公洲航段船舶交通流構(gòu)成非常復(fù)雜，主要體現(xiàn)為：1)3股交通流在相對狹窄的航路里上、下、上混合通行；2)存在小船穿越交通流。因各股交通流之間沒有物理隔離，船舶對駛相遇和交叉相遇，加之水文氣象條件影響，船舶操縱難度很大，容易偏離自身航路，形成窘迫局面甚至發(fā)生交通事故。

若開通焦北灘南汊，分流小型船舶(隊)，以焦北灘作為天然分隔帶，主航道僅用于大型船舶分道通航，在上下口門處設(shè)置警戒區(qū)，則現(xiàn)有的復(fù)雜交通流勢必得以極大改善，通航安全性得到大幅提升。

3.3 提升航道通過能力

在船舶密度降低和船舶交通流改善的前提下，主航道通航水域得以釋放，通航安全風(fēng)險降低[6-7]，則主航道的通過能力將得以提升，特別是大型船舶和新建海船拖航船隊的單船通過能力和通航效率進一步提升[8]，進而提高目前尹公洲航段通航大型船舶尺度上限，減少夜航限制，鎮(zhèn)江地區(qū)及南京港的大型船舶到達率進一步提高。

4 新航道開通效益分析

4.1 進一步發(fā)揮深水航道效能，提升經(jīng)濟安全效益

尹公洲航段通過能力提升及通航環(huán)境的改善，無疑有助于12.5 m深水航道進一步發(fā)揮其水上高速公路的效能[9]，進而促進港口貿(mào)易發(fā)展，提升地方經(jīng)濟活力。另一方面，焦北灘南汊航道可作為尹公洲段預(yù)留應(yīng)急通道，在該主航道發(fā)生重大事故時，不至于全線斷航?？傊?，開通焦北灘南汊航道對保障船舶通航安全、降低事故發(fā)生率，降低安全管理成本，提升海事部門的監(jiān)管效力及尹公洲航段的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

4.2 提升生態(tài)環(huán)保效益

開通焦北灘南汊航道勢必需要進行適當(dāng)?shù)氖杩Ｊ┕?，疏浚土可以綜合利用，或就近上岸作為濕地流失土壤補充[10]，既促進焦北灘生態(tài)濕地保護又減小疏浚拋泥的影響。

4.3 緩解京杭運河船閘待閘區(qū)壓力

近年來，內(nèi)河水運行業(yè)蓬勃發(fā)展，船舶和貨物通過量持續(xù)增加，對船閘等內(nèi)河通航基礎(chǔ)設(shè)施提出新的考驗，許多船舶到達船閘后不能及時過閘，需要在待閘區(qū)等待，高峰時期容易造成堵船、斷航[11]。京杭運河諫壁船閘即存在此類問題，焦北灘南汊航道開通后可在下游適當(dāng)水域建設(shè)錨地或待閘區(qū)以緩解京杭運河船閘待閘區(qū)壓力。

5 結(jié)論

1)尹公洲航段通航條件復(fù)雜，通過能力有限，安全風(fēng)險較高。焦北灘南汊河道天然條件良好，近20年來河槽演變穩(wěn)定，通過適當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)措施可考慮建設(shè)成為內(nèi)河Ⅲ級航道。

2)開通焦北灘南汊航道有利于降低尹公洲航段船舶密度，改善目前復(fù)雜的交通流，提高通船舶航效率和通過能力，可進一步發(fā)揮12.5 m深水航道效能、降低安全管理風(fēng)險，緩解京杭運河船閘待閘區(qū)壓力。

3)焦北灘南汊位于生態(tài)緩沖區(qū)，在長江大保護的前提下，開通航道可與環(huán)境保護相輔相成，資源綜合利用。

4)本文課題處于探討階段，建議后期開展航道沖淤數(shù)模、物模、航道整治研究以進一步驗證焦北灘南汊航道開通的可行性，爭取航道資源的更有效利用。