四川沱江航道條件分析及復航研究

虞 霏，李君濤，徐超炎

(1.四川江源工程咨詢有限公司，成都 610000； 2.交通運輸部天津水運工程科學研究所 工程泥沙交通行業(yè)重點實驗室，天津 300456)

沱江是長江上游的一級支流，發(fā)源于成都平原西北邊緣茂汶縣九頂山南麓，由綿遠河、石亭江、湔江三支流與岷江分流的蒲陽河、毗河二支流在金堂趙鎮(zhèn)匯合后始稱沱江。干流穿金堂峽進入丘陵區(qū)蜿蜒南行，經(jīng)成都、資陽、內(nèi)江、自貢、瀘州等地后匯入長江，是四川省一條重要的河流。沱江作為成都與長江溝通的第二條水路，上輸川西，下通川南，向外經(jīng)長江溝通海洋，是聯(lián)系長江中下游地區(qū)的重要通道。沱江的復航，對完善區(qū)域綜合交通體系、發(fā)展外向型經(jīng)濟具有重要的作用?！端拇ㄊ?nèi)河水運發(fā)展規(guī)劃》明確了全省通過內(nèi)河航道網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對省內(nèi)主要城市、礦產(chǎn)能源基地和流域周邊航區(qū)的有效溝通，規(guī)劃沱江金堂至白馬段326 km為Ⅴ級航道，白馬至瀘州段170 km為Ⅳ級航道。長期以來，由于沱江枯水流量小，水資源供需矛盾較為突出，加之礙航閘壩的出現(xiàn)，已建水電梯級水位不銜接，以及電站日調(diào)節(jié)造成不穩(wěn)定流的影響等因素導致航道條件差，航運基建投資甚微，航運發(fā)展受到極大制約[1-2]。沱江復航工程是全省內(nèi)河水運建設(shè)的重要組成部分，其實施有利于全省水運建設(shè)目標的實現(xiàn)，將使全省內(nèi)河航道網(wǎng)絡(luò)更趨完善。本文在充分分析沱江航道現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對全線復航面臨的關(guān)鍵問題進行了系統(tǒng)剖析，提出復航方式的總體思路、復航方案工程措施以及工程建設(shè)時序建議。

1 沱江航道現(xiàn)狀分析

沱江屬山區(qū)河流，流速急、流態(tài)紊亂，洪枯水位變幅大，汛期水位陡漲陡落，沿程各河段河勢較穩(wěn)定，灘沱相間，枯水流量較小，航道整治難度較大。不同行業(yè)、不同部門多次對全江進行過規(guī)劃工作。2012年編制完成的《四川省內(nèi)河水運發(fā)展規(guī)劃》提出沱江干流金堂—瀘州27級開發(fā)方式(圖1)，目前已建梯級樞紐為15級，按照規(guī)劃航道等級，現(xiàn)狀條件下沱江全線共有灘險143處，規(guī)劃梯級全部建成后將淹沒灘險99處，仍有44處礙航灘險。由于沱江全線里程過長，且不同河段現(xiàn)狀航道等級和礙航情況不一，為詳細闡明航道現(xiàn)狀，本文將沱江全線自上而下劃分為成都、資陽、內(nèi)江、自貢、瀘州五個航段進行分述。

圖1 沱江干流已建及規(guī)劃梯級情況Fig.1 Existing and planned cascade hubs in the main stream of Tuojiang River

1.1 沱江成都段

沱江成都段位于成都東北部的金堂縣及簡陽市境，全長89 km。本河段規(guī)劃有7座梯級樞紐，自上游向下依次為：盤龍寺、九龍灘、白果、靈仙廟、養(yǎng)馬河、石橋、簡陽，目前已建(含在建)6座，由于規(guī)劃的靈仙廟樞紐尚未建設(shè)，白果與養(yǎng)馬河樞紐之間存在約23 km的天然河段，分布有礙航灘險12處，主要以卵石質(zhì)為主，部分為亂石和石質(zhì)灘，主要礙航要素為淺、窄，最淺處僅有0.3 m，航寬為3.2～7.0 m。此外，已建白果樞紐回水與九龍灘電站尾水不銜接，存在約2 km脫水段，現(xiàn)有礙航灘險5處，礙航特征與白果樞紐下游灘險基本一致。

沱江成都段航道現(xiàn)狀除有眾多灘險外，尚因白果、養(yǎng)馬河及簡陽3座樞紐未建通航建筑物以及石橋樞紐船閘等級較低，形成礙航閘壩，使得全線航道難以貫通。此外，按規(guī)劃的Ⅴ級航道標準，該航段內(nèi)有兩座橋梁通航凈空尺度不滿足要求，一是成南高速公路大橋通航凈寬不足，二是淮口大橋通航凈高和凈寬均不足。

1.2 沱江資陽段

沱江資陽段航道全長119 km，本河段規(guī)劃有平泉、貓貓寺、臨江寺、董家壩、南津驛、王二溪6座樞紐，目前僅建成貓貓寺、南津驛、王二溪3座樞紐。因多座規(guī)劃樞紐尚未建設(shè)，本河段存在較長的天然航道，礙航灘險眾多，一是已建貓貓寺與簡陽樞紐之間有天然航道14.4 km、南津驛與貓貓寺樞紐間存在39.2 km的天然航道、王二溪與南津驛樞紐間亦有1.7 km未銜接段。目前該段航道共有灘險27處，礙航灘險以卵石質(zhì)為主，主要礙航要素為淺、窄，大部分灘險水深不足0.7 m，航寬不足6.0 m，其中南津驛與貓貓寺樞紐間灘險的航寬均在2.0 m以下，枯水期難以通航。

本段河道已建成的3座樞紐船閘等級均為Ⅶ級，與規(guī)劃的Ⅴ級航道標準不匹配。此外，本河段現(xiàn)有跨河橋梁6座，其中3座橋梁的通航凈寬不能滿足規(guī)劃航道標準。

1.3 沱江航道內(nèi)江段

沱江內(nèi)江段全長133 km，本河段規(guī)劃有龍門陣、石盤灘、天宮堂、史家街、蘇家灣、五里店、甘露寺7座梯級樞紐，目前僅建成3座。已建成的五里店樞紐回水24 km，回水末端至上游王二溪樞紐間有35.5 km天然河道，現(xiàn)有礙航灘險12處，其中多以航道淺、窄為主，部分為灘陡水急和亂石礙航。天宮堂樞紐回水17.3 km，回水末端與五里店樞紐間天然航道長達46.4 km，存在礙航灘險21處，大都為淺灘，航道水深不足1.0 m，航寬僅有4.0 m。已建石盤灘樞紐回水16 km，與天宮堂樞紐壩下有2 km未銜接段，存在礙航灘險5處，礙航特征均為淺、窄，枯水航道水深僅有0.4 m，航寬4.0 m。

本段河道已建的天宮堂梯級未有通航建筑物，同時石盤灘、五里店船閘不滿足Ⅴ級船閘標準。此外，本河段礙航橋梁相對較多，其中有3座橋梁通航凈寬以及2座橋梁的通航凈高和凈寬均不能滿足Ⅴ級航道標準。

1.4 沱江航道自貢段

沱江自貢段航道全長117.0 km，共分為三個航段：第一段：黃葛浩水電站—腰鼓梁段 46.5 km，現(xiàn)狀等級為Ⅵ級，最低通航水位保證率95%，枯水航道尺度1.2 m×15 m×220 m；第二段：富順小南門—黃葛浩水電站段25.8 km，現(xiàn)狀等級為Ⅴ級，最低通航水位保證率95%，枯水航道尺度1.6 m×40 m×300 m；第三段：龍門鎮(zhèn)—富順小南門段44.7 km，航道現(xiàn)狀等級為Ⅵ級，最低通航水位保證率95%，枯水航道尺度1.2 m×(15～30)m×220 m。本河段共存在灘險44處，其中卵石質(zhì)灘為24處、石質(zhì)灘20處，礙航要素多為淺、窄，烏木灘至竹根灘水深僅為0.4 m，航寬4 m，石牛浩至瓦窯灘航段主要表現(xiàn)為水深不足，多為0.6～0.8 m，但航寬明顯增大，大都在15 m以上，但部分灘險處于彎道處，彎曲半徑較小。

沱江自貢段規(guī)劃有牛佛、黃泥灘、黃葛浩、銀蛇溪、幺灘五個梯級，已建成黃葛浩、黃泥灘梯級，黃葛浩樞紐回水末端有5.8 km與黃泥灘樞紐未銜接。黃泥灘上游由于規(guī)劃的牛佛樞紐尚未建設(shè)，回水末端到龍門陣樞紐13.7 km為回水變動段及天然河道。此外，黃葛浩、黃泥灘梯級船閘為Ⅴ級，與規(guī)劃的Ⅳ級航道不符，且已年久失修，使用率較低。同時本河段有1座橋通航凈寬不能滿足Ⅳ級航道要求。

1.5 沱江航道瀘州段

沱江瀘州段由自貢市富順縣直至管驛咀入長江，此段航道為沱江下游段，航道里程38 km，航道現(xiàn)狀等級為Ⅴ～Ⅵ級。共分兩個航段：第一航段：羊石盤至管驛咀19.1 km，現(xiàn)狀等級為Ⅵ級，枯水航道尺度為1.2 m×15 m×220 m。第二航段：腰鼓梁至羊石盤界河段18.9 km，最低通航水位保證率95%，枯水航道尺度為1.5 m×40 m×260 m，航道現(xiàn)狀技術(shù)等級為Ⅴ級。本段共有灘險15處，灘險以石盤為主，部分為卵石灘，主要礙航要素為淺、急、險，水深0.8～1.5 m，航寬僅為14～30 m，除個別灘險外，彎曲半徑均能滿足要求。

本河段規(guī)劃有流灘壩和小市兩個梯級，其中流灘壩樞紐已建，其回水與上游規(guī)劃的幺灘樞紐銜接，但其船閘等級為Ⅵ級，與規(guī)劃的Ⅳ級航道不符。此外本河段有4座橋通航凈寬不能滿足航道標準要求。

1.6 沱江全線航道總體礙航特征分析

基于上述章節(jié)對沱江5個航段的航道現(xiàn)狀進行分析，可以看出目前沱江全線的渠化開發(fā)工程尚不完整，以及已建梯級的通航建筑物不完善，同時加之礙航橋梁的存在，嚴重制約了干流全線連續(xù)通航和航道等級的提升[3-7]。全線航道礙航特征總結(jié)見表1，歸納其礙航特點有以下三個方面：(1)礙航灘險眾多，分布密度大。根據(jù)現(xiàn)狀分析，沱江全線共有礙航灘險143處，其原因主要是規(guī)劃的多個梯級樞紐尚未建成，多處河段為長距離天然航道。此外已建成的連續(xù)梯級回水大都不銜接，大部分樞紐庫區(qū)存在脫水段。從灘險礙航要素來看，主要以淺、窄為主，部分為急、險和亂石礙航；(2)已建樞紐未建通航建筑物或船閘等級過低，與規(guī)劃航道等級不符。已建成的15座樞紐中，有4座未建通航建筑物，9座船閘等級偏低；(3)已建跨河橋梁礙航。目前沱江全線共有15座跨河橋梁的通航凈空尺度不滿足航道規(guī)劃等級標準，形成礙航建筑物。

表1 沱江全線總體礙航特征Tab.1 Overall navigation obstruction characteristics of the whole Tuojiang River

2 復航思路及工程措施

2.1 復航思路分析

根據(jù)沱江航道礙航灘險情況，采用航道整治難以達到規(guī)劃的航道等級，通過連續(xù)梯級渠化方式方能達到航道等級提升目的[8-10]。此外，為保證航道的全線貫通，對礙航建筑物進行改建也是沱江復航的必要措施。對此，結(jié)合航道現(xiàn)狀，提出沱江全線復航的工程措施可分為四類：(1)規(guī)劃梯級的建設(shè)；(2)已建礙航梯級的改擴建；(3)梯級樞紐回水非銜接段灘險的整治；(4)礙航橋梁的改建。在進行梯級新建及改建時，應結(jié)合實際情況，優(yōu)先從運量需求大、建設(shè)難度低的梯級入手，按自下而上的順序進行，而老舊梯級受各種邊界條件限制，其改造難度較新建梯級大，應在充分論證的基礎(chǔ)上開展。

2.2 復航工程措施

基于沱江復航思路及提出的四類復航工程措施具體如下：

(1)規(guī)劃梯級建設(shè)。

沱江全線渠化開發(fā)工程不完整，部分規(guī)劃梯級尚未建設(shè)，是造成現(xiàn)狀航道礙航灘險眾多的主要原因。因此進行12座未建規(guī)劃梯級的建設(shè)是沱江復航的重要工程措施。根據(jù)規(guī)劃的各梯級正常蓄水位，樞紐建成后將淹沒灘險99處，其中成都段9處、資陽段17處、內(nèi)江段26處、自貢段36處、瀘州段11處。

(2)已建礙航梯級改擴建。

已建礙航梯級改擴建工程措施主要有補建船閘、改擴建船閘和樞紐加高抬升正常蓄水位三類，其一是對未建通航建筑物的梯級補建船閘，涉及的梯級共4座，分別為白果、養(yǎng)馬河、簡陽和天宮堂梯級；其二是對與規(guī)劃航道等級不符的已建船閘進行改擴建，涉及的船閘全線共有9座，其中石橋、貓貓寺、南津驛、王二溪、石盤灘、五里店6座船閘需由現(xiàn)狀Ⅶ級改擴建為Ⅴ級，黃泥灘、黃葛浩由現(xiàn)狀Ⅶ級改擴建為Ⅳ級、流灘壩船閘由Ⅵ級擴建為Ⅳ級；其三是對回水不銜接樞紐進行加高抬升正常蓄水位，涉及的梯級有5座，其中白果梯級需加高2.67 m、養(yǎng)馬河梯級加高1.0 m、南津驛梯級加高1.8 m、王二溪梯級加高1.7 m、黃葛浩梯級加高2.2 m。已建礙航梯級改擴建情況見表2。

表2 已建礙航梯級改擴建情況表Tab.2 Reconstruction and expansion of existing navigation-obstructing hubs

(3)梯級樞紐回水非銜接段灘險整治。

規(guī)劃梯級樞紐全部建成以及已建樞紐加高抬升蓄水位后，全線各梯級樞紐庫尾仍有44處礙航灘險，需通過航道整治以保證航道尺度滿足規(guī)劃標準。庫尾礙航灘險大多為卵石質(zhì)，需采用筑壩與疏浚方式，拓寬、挖深航槽，調(diào)整水流、使水流歸槽的整治措施。

(4)礙航橋梁改建。

為保證沱江全線復航，航道暢通，除改擴建礙航船閘外，對通航凈空尺度不滿足規(guī)劃航道標準的礙航橋梁進行改建也是需采取的必要工程措施，根據(jù)現(xiàn)狀航道條件分析結(jié)果，沱江全線需改擴建礙航橋梁15座。

3 復航關(guān)鍵問題及工程建設(shè)時序

3.1 復航關(guān)鍵問題

沱江復航面臨的關(guān)鍵問題主要有以下方面：(1)沱江復航需采取的工程措施眾多，工程投資巨大，如何規(guī)劃各航段各工程的建設(shè)時序，避免一次性工程投資過大是沱江復航的首要關(guān)鍵問題；(2)復航需新建規(guī)劃梯級和對已建部分梯級樞紐進行加高抬升蓄水位，將會新增大量的庫區(qū)淹沒，帶來較大的用地、環(huán)保、社穩(wěn)壓力等問題；(3)對于已建梯級改擴建工程中的水位抬高措施涉及已建樞紐建筑物的行洪、發(fā)電等問題，采用何種加高方式是其面臨的重要技術(shù)問題[11-14]。

3.2 復航工程建設(shè)時序建議

復航方案中各工程措施的建設(shè)時序是沱江復航的首要問題，對此本文針對各航段的復航工程提出了相應的建設(shè)時序建議。

(1)成都段。本段的復航建議結(jié)合成都東部新城的景觀發(fā)展需求開展，宜采用近、中、遠期的建設(shè)時序：近期到2025年通過9處灘險整治、1座橋梁改造、盤龍寺梯級改造提升盤龍寺至九龍灘段航道至Ⅴ級，實現(xiàn)區(qū)間通航；中期到2035年通過九龍灘、石橋、簡陽、養(yǎng)馬河4座梯級改造、1座橋梁改造、提升九龍灘至白果、靈仙廟至養(yǎng)馬河至Ⅴ級；遠期到2050年，通過新建靈仙廟、改造白果梯級提升白果至靈仙廟段至Ⅴ級，至此全段航道貫通。

(2)資陽段。根據(jù)本航段情況，建議采取先易后難、由下而上、分段提升的建設(shè)時序：近期到2025年改造加高王二溪和南津驛梯級正常蓄水位以淹沒庫尾脫水段，改造已建的3座梯級船閘至Ⅴ級，使王二溪至南津驛段達到Ⅴ級航道；中期2035年之前新建董家壩、臨江寺梯級，淹沒大部分灘險，使南津驛庫尾至貓貓寺壩下達到Ⅴ級；遠期2050年前建設(shè)平泉梯級以銜接上游成都段，實現(xiàn)全段提升。

(3)內(nèi)江段。由于本段航道里程長而建成的渠化梯級少，建議采取重點突破、自下而上，分段通航的建設(shè)時序：近期到2025年先期建設(shè)下游龍門陣梯級，改造加高石盤灘梯級正常蓄水位，改造提升其船閘等級，龍門陣至天官堂壩下達到Ⅴ級；中期2035年之前新建史家街、蘇家灣梯級，使史家街至五里店壩下達到Ⅴ級；遠期2050年前建設(shè)甘露寺梯級、改造提升五里店船閘，實現(xiàn)全段提升。

(4)自貢段。本段與上游內(nèi)江段是沱江貨運發(fā)展的重要河段，建議采取新改并舉、整體提升、先通后暢的建設(shè)時序：2035年前完成黃泥灘、黃閣浩梯級的改造并新建Ⅳ級船閘；2040年前完成幺灘、銀蛇溪梯級的新建；2050年前完成最上游牛佛梯級的建設(shè)，打通本段航道最后的不銜接段。

(5)瀘州段。本段處于沱江進入長江的咽喉要道，貨運通道地位明顯，由于僅涉及兩座梯級，建議采取新改并舉、同時完成的方式。在2035年前完成小市梯級建設(shè)及流灘壩船閘的改造。

4 結(jié)語

(1)沱江航道由于自然條件惡劣以及多年來航運基建投資甚微等原因，目前全線航道均未達到規(guī)劃等級，總體礙航特征主要表現(xiàn)為礙航灘險眾多且分布密度大、已建樞紐未建通航建筑物或船閘等級過低以及已建眾多跨河橋梁礙航三個方面。

(2)基于航道礙航灘險情況，沱江全線復航采用單一的航道整治難以實現(xiàn)，需采用建設(shè)規(guī)劃梯級樞紐、改擴建礙航梯級、整治回水非銜接段灘險、改建礙航橋梁四類綜合工程是實現(xiàn)其全線復航的必要措施。

(3)如何規(guī)劃各復航工程的建設(shè)時序，避免一次性工程投資過大是沱江復航的首要關(guān)鍵問題。根據(jù)沱江沿線各城市發(fā)展需求，研究提出了分航段、分階段依序開展相應的復航工程，至2050年可實現(xiàn)全線復航。