引江濟(jì)淮東淝河入瓦埠湖口段航道及航標(biāo)優(yōu)化研究

◎ 梅松竹 黃琳琳 安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司

1.背景

引江濟(jì)淮工程由長江下游上段引水，向淮河中游地區(qū)補(bǔ)水，是一項(xiàng)以城鄉(xiāng)供水和發(fā)展江淮航運(yùn)為主，結(jié)合灌溉補(bǔ)水和改善巢湖及淮河水生態(tài)環(huán)境等綜合利用的大型跨流域調(diào)水工程，是集供水、航運(yùn)、生態(tài)等效益為一體的一項(xiàng)水資源綜合利用工程。引江流量300m3/s，入淮流量280m3/s。輸水干線長723km，自南向北可劃分為引江濟(jì)巢、江淮溝通、江水北送三大工程段落，共設(shè)八大節(jié)制樞紐。

引江濟(jì)淮工程（安徽段）航運(yùn)部分利用引江濟(jì)淮工程引江濟(jì)巢段的輸水渠道、巢湖湖區(qū)航道及江淮溝通段輸水渠道，構(gòu)建淮河水系航運(yùn)第二條入江主通道，實(shí)現(xiàn)安徽境內(nèi)長江航道網(wǎng)、淮河航道網(wǎng)間互聯(lián)互通，分為引江濟(jì)巢段的菜子湖線路、兆河航道及江淮溝通段。共新建航道304.2km（其中Ⅲ級航道137.2km，Ⅱ級航道167km），利用航道50.7km（其中兆河Ⅲ級航道31.8km，合裕線巢湖湖區(qū)Ⅱ級航道18.9km），形成引江濟(jì)淮工程354.9km航道。

淮南市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)巡航調(diào)研引江濟(jì)淮工程淮南段（試通航）航道，并以《淮南市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)巡航通報(bào)（2023年第一期）》通報(bào)了巡航發(fā)現(xiàn)的主要問題，提出了東淝河航道進(jìn)、出口湖口航道淺，船舶易擱淺，部分彎曲航道需增加航標(biāo)設(shè)置等有關(guān)問題。航標(biāo)已經(jīng)從過去僅注重：“標(biāo)位準(zhǔn)確，燈質(zhì)正常、涂色鮮明、結(jié)構(gòu)良好”，發(fā)展到為船舶提供高效助航服務(wù)、保護(hù)水運(yùn)環(huán)境，體現(xiàn)人性化管理等新的理念[1]。為給船舶提供高效的助航環(huán)境，應(yīng)對該段航道及航標(biāo)的優(yōu)化進(jìn)行研究。

2.航道及航標(biāo)概況

2.1 航道概況

瓦埠湖湖區(qū)航道位于引江濟(jì)淮江淮溝通段，按Ⅱ級航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其中河渠段航道尺度為60m×4.5m× 550m（航道底寬×設(shè)計(jì)水深×最小彎曲半徑），湖區(qū)段航道尺度為90m×4.2m×550m（航道底寬×設(shè)計(jì)水深×最小彎曲半徑）。

2017年9月28日，水利部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合以《水利部 交通運(yùn)輸部關(guān)于引江濟(jì)淮工程安徽段初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)》（水許可決[2017]19號）對《引江濟(jì)淮工程安徽段初步設(shè)計(jì)》進(jìn)行了批復(fù)。

安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司于2020年完成施工圖設(shè)計(jì)并通過兩院制咨詢和專家審查會(huì)，安徽省交通運(yùn)輸廳2020年3月24日以《安徽省交通運(yùn)輸廳關(guān)于引江濟(jì)淮工程（安徽段）瓦埠湖湖區(qū)航道工程施工圖設(shè)計(jì)的批復(fù)》（皖交港航函〔2020〕395號）對施工圖進(jìn)行了批復(fù)。

目前瓦埠湖湖區(qū)航道疏浚施工已完成。

2.2 航標(biāo)概況

2020年10月29日，安徽省交通運(yùn)輸廳以《安徽省交通運(yùn)輸廳關(guān)于引江濟(jì)淮安徽段航標(biāo)及跨河建筑物防船撞設(shè)施配布工程擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)審核意見的函》（皖交港航函〔2020〕387號）文對擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)。

2020年12月11日，安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司與長江航道規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院組成的聯(lián)合體中標(biāo)引江濟(jì)淮安徽段航標(biāo)及跨河建筑物防船撞設(shè)施配布工程設(shè)計(jì)施工安裝總承包項(xiàng)目。

2021年7月12日，引江濟(jì)淮安徽段航標(biāo)及跨河建筑物防船撞設(shè)施配布工程設(shè)計(jì)施工安裝總承包項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)通過專家審查會(huì)審查。2021年10月21日，安徽省交通運(yùn)輸廳對引江濟(jì)淮安徽段航標(biāo)及跨河建筑物防船撞設(shè)施配布工程施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)（皖交港航函〔2021〕425號）。

東淝河入瓦埠湖口段位于湖區(qū)塔標(biāo)工程段瓦埠湖口示位標(biāo)及271#塔型側(cè)面標(biāo)之間，目前瓦埠湖口示位標(biāo)及271#塔型側(cè)面標(biāo)已施工完成。

3.問題剖析

經(jīng)查勘，并按設(shè)計(jì)批復(fù)時(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范復(fù)核，航道設(shè)計(jì)符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2014）等強(qiáng)制性規(guī)范及批復(fù)要求；航標(biāo)設(shè)計(jì)符合《內(nèi)河助航標(biāo)準(zhǔn)》（GB5863-93）中一類航標(biāo)配布（“一標(biāo)看一標(biāo)”）的要求。

實(shí)際航行發(fā)現(xiàn)，船舶自東淝河入湖時(shí)未駛到示位標(biāo)處時(shí)，因入湖口處兩處孤島淺灘將水域一分為三，新、老航道分別在淺灘兩側(cè)，若船舶未加強(qiáng)瞭望，按照慣性思維航行，存有誤入非通航水域的可能。

4.優(yōu)化必要性

該段航道屬于湖區(qū)航道與內(nèi)河航道連接處，且位于彎曲航段上，現(xiàn)狀航路為對老航路進(jìn)行裁彎取直，對現(xiàn)狀航道不熟悉的船舶在該處易發(fā)生偏航、擱淺等問題，雖原設(shè)計(jì)滿足相關(guān)規(guī)范及批復(fù)要求，但為保障船舶安全通行，防止船舶誤入非通航水域?qū)е聰R淺，對原設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是十分必要的。

5.優(yōu)化思路

現(xiàn)狀航道設(shè)計(jì)及航標(biāo)配布已能夠滿足船舶航行需要，目前船舶對新航路不熟悉的狀況在引江濟(jì)淮工程正式通航后，將會(huì)快速解決。同時(shí)，在未來引江濟(jì)淮工程電子航道圖的配布使用后，借助電子航道圖的指引，船舶航行將更為準(zhǔn)確。

綜合考慮，為使船舶在東淝河入瓦埠湖口處航道行駛更為通暢，并對船舶航行加強(qiáng)提醒，避免船舶誤入淺灘，本次變更設(shè)計(jì)擬同時(shí)從航道及航標(biāo)兩個(gè)方面著手。一方面對湖口銜接段進(jìn)行局部擴(kuò)挖，擴(kuò)大船舶可航行區(qū)域；另一方面對現(xiàn)有航標(biāo)配布進(jìn)行加密，增設(shè)側(cè)面浮標(biāo)或側(cè)面桿標(biāo)。

6.航道優(yōu)化

6.1 原設(shè)計(jì)方案

入瓦埠湖段，河渠工程段底寬60m，湖區(qū)航道底寬90m，航道樁號自K140+500至K140+700段，航道底寬由90m漸變至60m，河底高程由于只相差30cm，航道底高程維持13.7m不變。

河渠與湖區(qū)銜接段為彎曲段，彎曲半徑1000m。

6.2 優(yōu)化方案

根據(jù)實(shí)船航行，由于湖口段航道水質(zhì)無法通視湖底，船民在水面難以準(zhǔn)確掌握可航行區(qū)域。結(jié)合湖口段航標(biāo)布設(shè)及本段左岸水域開闊的特點(diǎn)，本次變更設(shè)計(jì)對航道左岸進(jìn)行疏浚加寬，以直線連接漸變段起點(diǎn)和河渠段終點(diǎn)。

根據(jù)咨詢意見，對加寬段進(jìn)行了變更，加寬起點(diǎn)延長至湖心島處，航道樁號K140+400，與原航道底邊線以550m彎曲半徑銜接，加寬終點(diǎn)延長至河渠段，航道樁號K141+175，與河渠段以800m彎曲半徑銜接。加寬總長775m，航道設(shè)計(jì)底高程同原航道設(shè)計(jì)底高程13.7m，邊坡1：5，平均疏浚寬度35m，最大疏浚寬度48m，平均疏浚深度3.7m，總土方7.0萬m3。

7.航標(biāo)優(yōu)化

7.1 原設(shè)計(jì)方案

東淝河入瓦埠湖湖口段及附近現(xiàn)狀配布4 座航標(biāo)，分別為：K 139+70 0右岸桿型側(cè)面標(biāo)、瓦埠湖湖口位置K138+600左岸塔形示位標(biāo)、K137+400右岸塔形側(cè)面標(biāo)、K136+450右岸塔形側(cè)面，相鄰間距分別為1.1km、1.2km、0.95km。

7.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

考慮到施工難度及航道通航時(shí)間，按遠(yuǎn)近結(jié)合原則，航標(biāo)配布方案如下：

（1）近期方案。

湖口段航道因新開航道與老航道分立在湖心淺灘兩側(cè)，船舶慣性航行存在駛?cè)肜虾降赖目赡?。根?jù)湖口段兩側(cè)淺灘及老航道均在船舶航行方向右側(cè)的特點(diǎn)，參考長江航道采用危險(xiǎn)水域標(biāo)警示船舶不得駛?cè)敕峭ê剿虻牧?xí)慣做法，在湖口段航道來船方向前布設(shè)頂標(biāo)帶“X”形的側(cè)面浮標(biāo)。設(shè)在側(cè)面標(biāo)標(biāo)體頂部：“X”形頂標(biāo)不發(fā)光[2]。

共增設(shè)側(cè)面浮標(biāo)兩座，側(cè)面浮標(biāo)1布設(shè)在K138+300處航道右岸，功能為標(biāo)識航道邊界并警示船舶勿駛?cè)胗覝\灘和老航道；側(cè)面浮標(biāo)2布設(shè)在K137+750處航道左岸，功能為標(biāo)識航道邊界并警示勿駛?cè)胱鬁\灘。航標(biāo)船應(yīng)拋首尾錨，限制航標(biāo)船橫擺幅度。左岸航標(biāo)船燈質(zhì)為綠黃互閃光，右岸為紅黃互閃光。

1）浮體。

采用φ1200mm浮鼓，均為成熟的定型產(chǎn)品，主要尺度按照《內(nèi)河助航標(biāo)志的主要外形尺寸》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選取。

2）燈器。

燈器種類：為了保證整治工程來往船舶的安全，根據(jù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，本次航標(biāo)配布涉及航標(biāo)為頂部帶“X”形的航道側(cè)面標(biāo)。

功能：設(shè)在有沉船、水下礙航物、水工建筑物等船舶駛?cè)氪嬖谔貏e危險(xiǎn)的水域，警示船舶不能穿越水域。

形狀：側(cè)面標(biāo)標(biāo)體的頂部加裝“X”體頂標(biāo)。

顏色：“X”體為黃色。

燈質(zhì)：右岸側(cè)采用紅黃互閃光，左岸側(cè)采用綠黃互閃光。

燈器選型：白天船舶依靠航標(biāo)航行，夜間航標(biāo)燈是船舶安全航行的指航燈。一旦標(biāo)燈在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)熄滅，將直接威脅船舶的航行安全。因此燈器的選型至關(guān)重要。

圖1 航標(biāo)原設(shè)計(jì)方案

圖2 近期航標(biāo)優(yōu)化方案

圖3 遠(yuǎn)期航標(biāo)優(yōu)化方案

在大氣透射系數(shù)為0.74的條件下，燈器按照光強(qiáng)大于50cd、發(fā)散角為80、光電轉(zhuǎn)換效率大于15cd、標(biāo)燈射程大于3km標(biāo)準(zhǔn)配置。

（2）遠(yuǎn)期方案。

考慮到引江濟(jì)淮沿線標(biāo)志配布情況、浮標(biāo)維護(hù)難度及專業(yè)性，遠(yuǎn)期擬在右淺灘上游側(cè)布設(shè)側(cè)面桿標(biāo)一座。桿標(biāo)距淺灘邊線各側(cè)距離均不小于5m。

桿形側(cè)面標(biāo)標(biāo)桿上端裝矩形頂標(biāo)四塊，尺寸為1500×500（mm），采用鋁合金制作，外貼高強(qiáng)級反光膜，左岸為白色，右岸為紅色，四塊頂標(biāo)的相間夾角均為90°。標(biāo)桿采用（φ219mm×7500mm，δ＝8mm）鋼管，熱鍍鋅，桿頂以6mm厚鋼板封頭。標(biāo)桿表面貼高強(qiáng)級反光膜，右岸為紅白相間橫條紋，左岸為黑白相間橫條紋。標(biāo)桿與基礎(chǔ)用法蘭盤連接。岸標(biāo)C20砼基礎(chǔ)尺寸為1200×1200×1000（mm）。

8.總結(jié)

對于特殊航段，如岔口、新老航道交匯、河渠與湖區(qū)航道交匯處的航道僅根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)可能在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)存在各種問題，應(yīng)從船舶安全通行的角度著重對類似航段采用局部拓寬、航標(biāo)加密等手段進(jìn)行優(yōu)化。