北江烏石至三水河口段千噸級航道尺度研究

1、<p>　　北江烏石至三水河口段千噸級航道尺度研究</p><p>　　摘 要：通過對北江烏石至三水河口航道現(xiàn)狀和礙航特性的分析，結(jié)合營運組織論證結(jié)果、航道規(guī)劃確定設計代表船型，計算航道尺度，提出兩種航道尺度方案進行比選，最終選定分段的航道尺度方案為優(yōu)選方案，經(jīng)驗證該方案在工程技術(shù)上是合理的。本研究提出的方案思路可為我國內(nèi)河特別是山區(qū)渠化河流航道整治提供參考與借鑒。 </p><p&

2、gt;　　關(guān)鍵詞：北江 千噸級 航道尺度 </p><p>　　近年來，北江烏石至三水河口段航道通航船舶有大型化趨勢，航道內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)船舶堵塞和擱淺現(xiàn)象。北江腹地社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展要求該航段具備更強的水路運輸能力。為改善北江通航條件，促進區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，將該段航道提升為通航千噸級船舶的航道是非常必要和迫切的[1]。因此廣東省交通運輸廳提出了該航段的最新規(guī)劃，將北江烏石至三水河口段航道規(guī)劃為內(nèi)河III級航道，通航1

3、000噸級船舶，通航保證率98%?；诤降垃F(xiàn)狀及礙航因素，該段航道等級提升需要解決各方面的整治難點，其中航道尺度的分析研究是需要解決的首要問題。 </p><p>　　1.航道現(xiàn)狀和礙航特性 </p><p>　　烏石至三水河口屬北江中下游段（見圖1），該段河道已建有白石窯、飛來峽、清遠三座水利樞紐，河流渠化，航道兼有山區(qū)及庫區(qū)航道特性。其中，烏石至清遠段按內(nèi)河Ⅴ級航道標準整治建設，其主體

4、工程已于2012年底基本完工，航道設計尺度為1.3m×40m×260m，通航300T級機動駁或300T級機動駁頂推300T級分節(jié)駁。清遠至三水河口段九十年代末按內(nèi)河Ⅴ級航道標準進行了先期整治，航道尺度為1.3m×40m×260m，滿足枯水期220kw推輪頂推 2×300T分節(jié)駁船隊的通航要求。 </p><p><b>　　2.設計代表船型 </b

5、></p><p>　　北江營運組織一般為單船運輸，少數(shù)船組運輸，沒有船隊運輸。船型為機動半艙貨船和機動多用途集裝箱船。北江航道運輸?shù)闹饕浳餅槊禾?、水泥、非金屬礦石、礦建材料、其他貨類和集裝箱等。營運組織論證結(jié)果表明1000噸級船舶比500噸級和300噸級船舶的必要運營費率低，更為經(jīng)濟適用[5]。鑒于北江烏石至三水河口段航道規(guī)劃等級為內(nèi)河III級，因此該段航道設計代表船型選為1000噸級內(nèi)河駁船及多用途集

6、裝箱船。 </p><p>　　現(xiàn)行標準規(guī)范中適用于北江航道的1000噸級內(nèi)河駁船主要有9種，多用途集裝箱船型主要有6種，見表1。 </p><p>　　從北江中游現(xiàn)有的航道水深條件、船舶營運現(xiàn)狀和北江船舶到珠江水系航線的航道情況來分析，代表船型按照珠江干線貨運船舶船型尺度來考慮是不太適合的，因為其短小、肥大、吃水深的船舶尺度特點不宜在北江中游一帶航行。本河段代表船型應該要適合北江航道吃水

7、較淺的特點，且在珠三角航線中更能發(fā)揮經(jīng)濟效益的船舶，主要考慮采用《內(nèi)河通航標準》和《內(nèi)河貨運船舶船型主尺度系列》中的船型。 </p><p>　　多用途集裝箱船主要運輸線路為北江沿岸至港澳。北江航道特點是在大塘以下河段水深相對較好，大塘以上河段淺灘較多，經(jīng)整治后可達到水深有限。鑒于集裝箱貨流主要集中在北江大塘以下河段，所以提出多用途集裝箱設計代表船型按河段分段選取的方案。 </p><p>

8、;　　結(jié)合《內(nèi)河通航標準》、《珠江干線貨運船舶船型主尺度系列》、《內(nèi)河貨運船舶船型主尺度系列》中的內(nèi)河普通貨船、駁船和珠江干線多用途集裝箱船型，以及北江中下游現(xiàn)狀1000噸級運輸船型，并考慮到航道水深的實際情況，選取最合適尺度的船型作為北江1000噸級設計代表船型（見表2）。 </p><p>　　根據(jù)《航道整治工程技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)最小彎曲半徑的計算規(guī)定：內(nèi)河航道的最小彎曲半徑，宜采用頂推船隊長度的3倍或貨船長度

9、、拖帶船隊最大單船長度的4倍。本研究河段通航船舶為單船，最小彎曲半徑采用4倍貨船長度，航道最小彎曲半徑計算結(jié)果見表5。 </p><p>　　4.航道尺度方案選取 </p><p>　　航道尺度的水深、航寬和最小彎曲半徑的分析，主要考慮情況如下： </p><p>　　航道水深：根據(jù)北江航道條件分析，結(jié)合北江航道集裝箱船舶主要集中在馬房港區(qū)，大塘以上主要以干散貨船運

10、輸為主，且與北江三水河口銜接的東平水道，航道尺度按4.0m×80m×400m的標準建設，北江大塘以下37km河段航道水深優(yōu)良，航槽都在4m水深以上；而大塘以上河段，特別是白石窯壩下、飛來峽樞紐壩下淺灘群通過整治大幅提高航道水深極為困難，確定航道設計水深應分段研究較為可行。即大塘以下滿足較大吃水船舶水深，大塘以上滿足淺吃水船舶水深要求。 </p><p>　　航道寬度：根據(jù)航道自然條件、安全航行

11、及日常維護等具體條件，依據(jù)計算結(jié)果和標準雙線寬度，將航道寬度確定為60m，并提出在重點淺灘河段，航槽疏浚底部寬度增加20m，采用80m的備選方案。 </p><p>　　彎曲半徑：航道彎曲半徑分按規(guī)范取值和按航道實際情況分段取值兩種，按規(guī)范為480m，結(jié)合自然條件烏石至大塘段取330m，大塘至三水河口段取400m。 </p><p>　　航道寬度取值上方案一與方案二的區(qū)別在于白石窯至飛來峽

12、長75km的河段航道寬度的取值。方案一考慮到白石窯樞紐壩下枯季下泄流量偏少，通過單純縮窄整治線的措施使該淺段水深從現(xiàn)狀的1.3m提高2.5m水深難度極大基本不可，因此采用深疏浚措施，在標準航寬60m兩側(cè)各加寬10m的疏浚底寬，實現(xiàn)回水銜接至白石窯壩下，并通過新建一座船閘和對舊船閘進行改建的措施使白石窯通航船閘下門檻高程降低，以實現(xiàn)樞紐航道上、下游航道連接通航，同時沿程輔以整治建筑物保持航槽穩(wěn)定。方案二60m寬航槽外邊線即為淺灘，且沿程布

13、置丁壩較多，在未來貨運繁忙船舶密度較大的情況，船舶適航水域?qū)⑤^為緊張。經(jīng)過物理模型動床研究結(jié)果顯示：方案一實施后局部河段回淤問題難以避免，當總體上能使該淺段航道水深基本能維持2.5m 水深，方案二河床回淤明顯，最小2.5m水深寬度淤至30m以下；枯水期水流歸槽，航道通航寬度受限，從通航安全的角度考慮80m寬更適合船舶航行；且兩方案從選取特征航道斷面進行斷面系數(shù)分析計算可知，在設計低水位情況下，航道斷面采用航寬80m和60m，水深2.5m

14、，挖槽邊坡取1：3，按雙向代表船型航行要求，計算的斷面系數(shù)結(jié)果為：η</p><p>　　4.2.2航道尺度方案的驗證 </p><p>　　北江烏石至三水河口段屬于山區(qū)河流，且枯季流量小，沿線樞紐基本不具備調(diào)節(jié)流量的能力，因此在回水不銜接的樞紐下游段仍然維持山區(qū)河流特性。本次整治工程的重點是近樞紐下游段淺段，水面比降大，在進行方案驗證過程中，選取最小流量下樞紐下游過水斷面面積最小和船舶型

15、寬和滿載吃水最大的船型進行斷面系數(shù)的計算，計算結(jié)果顯示方案一各區(qū)段的斷面系數(shù)均大于6滿足規(guī)范[7]要求（見表7），驗證了方案一工程技術(shù)上的合理性。 </p><p><b>　　5.結(jié)語 </b></p><p>　　本文結(jié)合北江航道實際特點及《內(nèi)河通航標準》的相關(guān)規(guī)定分析了北江的航道尺度，提出了兩個可行的比選方案。經(jīng)分析方案一在河床回淤和船舶適航性等方面更符合河道規(guī)

16、律及特性，確定其為推薦方案。該方案是將烏石至三水河口范圍內(nèi)航道尺度以水深和航寬結(jié)合分為四段：烏石至白石窯航道尺度取為2.5m×60m×330m；白石窯至飛來峽航道尺度取為2 . 5 m×8 0 m×3 3 0 m；飛來峽至大塘礙航淺段航道尺度取為2 . 5 m×6 0 m×3 3 0 m；大塘至三水河口航道尺度取為4.0m×80m×400m。河工物理模型動床

17、研究結(jié)果表明方案一整治工程實施后，航道水深及航寬均能達到設計尺度的要求，方案在工程技術(shù)上是合理的。北江烏石至三水河口屬北江中下游段，河流渠化，航道兼有山區(qū)和庫區(qū)航道特性，因此本研究提供的方案思路可供我國內(nèi)河特別是山區(qū)河流航道整治工程參考與借鑒。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]鄭健良.淺論廣東省北江烏石至三水河口千噸級航道

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19、水河口段）提升至Ⅲ級航道整治難點分析及整治措施探討[J].人民珠江，2010，（3）：16-18，53. </p><p>　　[5]劉勇南，車進勝，覃益宮. 關(guān)于北江中游1000噸級航道設計代表船型選取的探討[J].珠江水運，2012，（8）：58-61.[6]中華人民共和國交通部.GB 50139—2004，《內(nèi)河通航標準》[S].北京：中國計劃出版社，2004. </p><p>