影响红水河航运发展的几个问题

2011-05-16李伯海韦巨球庞雪松

水道港口 2011年2期

李伯海，韦巨球，庞雪松

（1.交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津 300456；2.广西壮族自治区港航管理局，南宁 530012）

红水河上起贵州南、北盘江交汇的两江口，下至广西石龙三江口，全长656.1 km，平均坡降0.386‰，流域面积13.77万m2。红水河下接黔江和西江航运干线，通航历史悠久，曾经是滇、黔、桂沿江地区主要的交通命脉，与南、北盘江共称为西南水运出海中线通道，属于国家规划重点建设的西南水运出海通道之一［1-3］。

红水河属于滩多、坡陡、流急的河流，适合水利发电。从1975年开始，红水河龙滩以下相继建设岩滩、大化、百龙滩、乐滩（原称恶滩）、桥巩等5座水电站。水电站的相继建成，渠化了部分航道，调节增加了枯水期的流量，总体而言有利于航运发展。由于对红水河航运重要性的认识不够，往往侧重于发电而牺牲了航运，造成红水河自1975年至今一直处于断航状态［4-7］。

经交通部门长期努力，红水河复航近年取得了突破性进展。目前已建和在建的梯级枢纽中，岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩等5座枢纽的过船设施已相继建成，待龙滩升船机建成后，将实现红水河全面复航，船舶可从上游的南、北盘江直达珠江三角洲出海，为西南有关省区物资外运提供了一条廉价的水上运输线，从而带动沿河经济的发展，促进西部大开发战略的实施。

尽管红水河全线复航已不再遥不可期，但要按照红水河航道建设的规划目标实现真正意义上的全线复航，仍有几个重要问题需要解决。

1 红水河梯级的水位衔接问题

根据国务院批准的《珠江流域综合利用规划》，红水河干线综合利用规划有10个梯级，自上而下依次为天生桥一级、天生桥二级、平班、龙滩、岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩、大藤峡枢纽。在这些枢纽当中，除大藤峡枢纽外都已经建成或在建。大藤峡枢纽也已于2009年底开工。天生桥一级、天生桥二级、平班3座枢纽位于南盘江，未建通航设施。位于红水河的龙滩、岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩6座枢纽，均建设通航设施，目前除龙滩外，各枢纽的过船设施均已建成。各梯级的主要特征技术参数见表1。

从表1可以看出，各梯级的最低通航水位表面上似乎并不衔接。实际上对于单个枢纽而言，上游最低通航水位通常发生在水库泄水期，下游最低通航水位则通常发生在水库的正常蓄水期。对于多个联合梯级而言，上游梯级的坝下最低通航水位多出现在下游水库的正常蓄水期。从这一角度分析，可以认为上述各梯级中，龙滩、岩滩、乐滩3个枢纽下游的通航水位是衔接的，而大化、百龙滩这2个枢纽下游的通航水位不能衔接，即坝下存在脱水段。红水河枯水期水面比降约为0.5‰，据此可以算出大化枢纽坝下脱水段长度约为1.4 km，百龙滩枢纽坝下脱水段长度约为3.7 km。此处所指脱水段出现在枯水蓄水期，因此对船舶通航影响较大，同时对航道尺度的制约也较大。

表1 红水河干线梯级开发特性表Tab.1 Cascade development of main line of Hongshui River

2 闸坝碍航问题

红水河已经建成的岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩5座枢纽，除桥巩船闸、乐滩船闸的通航技术指标基本满足通航要求外，其他枢纽的通航设施均达不到通航标准的要求，已构成闸坝碍航。在建的龙滩枢纽，没有考虑施工期通航问题，升船机仍未建设，自2001年开工建设以来一直断航，构成“才通旧路，又填新堵”的局面。

2.1 闸坝断航

红水河自古乃通航河流。受利益驱动，红水河水电枢纽建设往往只建电站，预留通航设施位置而不同步建设，导致红水河长期断航。大化枢纽于1975年10月正式动工兴建，1985年水电站竣工投产，没有同期建设通航设施，导致红水河断航30 a，成为我国“典型”的断航闸坝，严重制约了红水河水运资源的开发利用。几十年来，红水河中上段只能区间运输，运输量和运输船舶的吨位不能发展，航运效益微薄。龙滩枢纽自2001年开工建设至今，造成了红水河上游的断航，且由于龙滩升船机的主体工程建设时至今日仍尚未实施，根本不可能在2010年左右实现红水河全线复航的目标。

2.2 岩滩升船机等级偏低

岩滩升船机建设规模为1×250 t垂直式升船机，仅基本接近Ⅴ级航道标准的要求，而上游南、北盘江目前已经按照内河Ⅳ级标准进行航道整治。岩滩升船机承船厢尺度40 m×10.8 m×1.8 m（长×宽×水深，下同），设计年通航325 d，每天通航时间22 h，年货物通过能力仅为180万t（其中上航40万t，下航140万t）。另一方面，岩滩升船机还存在设计最大通航流量偏小、设计最小通航流量偏大的问题，中洪水期不能通航，枯水期也不能完全通航，平均每年停航77.4 d，年通航保证率仅为78.8%，年营运天数仅287.6 d，与设计营运天数325 d相差37.4 d，可见岩滩升船机难以达到其设计年通过能力180万t。

岩滩升船机的建设规模小，没有达到红水河航道规划标准，其通过能力之小，与红水河全线渠化形成深水航道的航运资源相比，与红水河流域蕴藏着丰富的矿产资源相比，是极不匹配的。如不及时加以改扩建，必将成为制约红水河航运发展的瓶颈。

2.3 枢纽过船设施通航保证率偏低

红水河各座枢纽的通航设施普遍存在洪水、枯水期通航标准低的问题。

（1）洪水期停航历时较长。

根据《内河通航标准》（GB50139-2004，以下简称《标准》）第6.2.1条和《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）第4.1.2条规定，Ⅲ、Ⅳ级船闸设计最高通航水位洪水重现期为10 a，对出现高于设计最高通航水位历时很短的山区性河流，Ⅳ、Ⅴ级船闸洪水重现期可采用5～3 a。龙滩枢纽位于天峨水文站上游12 km，岩滩、大化、百龙滩枢纽位于天峨水文站下游，乐滩枢纽位于都安水文站下游，桥巩枢纽位于迁江水文站上游1.5 km。天峨、都安和迁江水文站的5 a一遇洪水流量分别为14 500 m3/s、15 300 m3/s和16 500 m3/s。然而，岩滩、大化、百龙滩枢纽的设计最大通航流量仅3 500 m3/s，乐滩枢纽仅为4 530 m3/s，桥巩枢纽也仅为 6 500 m3/s（表1），与《内河通航标准》的要求相差甚远。显然所有枢纽在中、洪水期都有相当一段时间不能通航。据分析，在龙滩和岩滩水库联合运行调度前提下，岩滩升船机平均每年洪水期停航历时为28.1 d、大化船闸为39.7 d、百龙滩船闸为39.7 d，乐滩船闸为23.5 d、桥巩船闸为7 d（表2）。

（2）枯水期通航保证率较低。

根据《标准》，设计最低通航水位为多年历时保证率，Ⅲ级、Ⅳ级船闸采用98%～95%，Ⅴ级～Ⅶ级船闸采用95%～90%。红水河航道规划技术等级为Ⅳ级航道，通航保证率应取95%。然而，岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩枢纽通航设施的设计最小通航流量分别为974 m3/s、608 m3/s、1 130 m3/s、560 m3/s和400 m3/s。除桥巩船闸最小通航流量取天然航道设计最小流量外，其他通航设施的最小通航流量都偏大，不符合《标准》要求。

红水河枢纽通航设施下游最低通航水位的确定，是按下一级梯级坝上死水位加相应的设计最小流量进行推算的。但由于设计最小流量偏大，每年枯水期有相当长的时段水电站瞬时下泄流量达不到设计要求，如百龙滩船闸设计最小通航流量取1 130 m3/s，每年有94.2 d不能满足要求，从而使上、下级枢纽水位不衔接，导致船闸下游门槛、引航道水深不足，甚至晒太阳的情况。据分析，在龙滩和岩滩2个水库联合运行调度前提下，岩滩升船机枯水期需要船舶减载航行或停航的天数为49.3 d，百龙滩船闸为94.2 d（表2）。

表2 红水河各梯级通航流量和保证率统计表Tab.2 Statistics of navigable discharge and guarantee rate about each lock in Hongshui River

由表2可以看出，红水河已建过船设施的5座枢纽，仅桥巩船闸通航保证率达标，乐滩船闸基本达标，其余3座枢纽的过船设施的通航保证率均不达标。

2.4 大化船闸中间渠道断面系数过小

根据《标准》第3.0.5条（强制性条文）规定，限制性航道的断面系数不小于6。大化船闸上游中间渠道长291 m，横断面为矩形，底高程151.0 m，渠道宽度12 m。当上游为最高通航水位155.0 m时，渠道水深4.0 m，相应渠道过水横断面积为48 m2；当上游为最低通航水位153.0 m时，渠道水深2.0 m，相应渠道过水横断面积为 24 m2。

大化船闸中间渠道的断面系数，按通航300 t级船舶计算，最高通航水位时为4.3～5.0，最低通航水位时为2.2～2.5；按通航500 t级船舶，最高通航水位时为3.8～2.4，最低通航水位时为1.2～1.9，均不满足《标准》规定的最低要求。

3 船型与过船设施尺度的适应问题

如表1所示，红水河大化、百龙滩、乐滩、桥巩的船闸尺度均为120 m×12 m×3.0 m（长×宽×门槛水深，下同），其设计代表船型为110.0 m×10.8 m×1.6 m（长×宽×设计吃水，下同）的500 t级1顶2的船队。岩滩升船机的承船箱尺度为40 m×10.8 m×1.8 m，其设计船型为37.0 m×9.0 m×1.3 m的250 t机动驳。龙滩升船机的承船箱尺度为70 m×12.0 m×2.2 m，其设计船型为67.5 m×10.8 m×1.6 m的500 t机动驳。同一条河流，由于相邻的几座枢纽过船设施所针对的设计船型都不统一，必然会出现船型与过船设施尺度不相适应的问题。

目前，西江上游的运输船型多为机动驳，船队的营运组织方式已很少。在开展“西南水运出海中线通道（贵州段）航运扩建工程”项目设计时，考虑到由于龙滩枢纽升船机的船箱有效尺度为70 m×12 m×2.2 m，一次只能升降一艘500 t级及以下吨位的单船（机动驳）过坝，限制了船队的通航，因而只能选用500 t级以下的单船通航。从大化等几个船闸的尺度分析，若选用67.5 m×10.8 m×1.6 m的500 t级船型，则每次只能单船过闸，或最多采用1艘500 t级单船和1艘250 t级单船编组过闸，船闸的通过能力难以正常发挥。为此选用了55.0 m×10.8 m×1.6 m（JT/T447-2001）的500 t级机动驳为该项目的设计船型，每次可实现2艘500 t级船舶同时过闸，从而使船闸的通过能力得到有效发挥。

4 枢纽下泄非恒定流对下游的影响问题

通航河流上建设水电枢纽已成燎原之势，除长江三峡枢纽和一些航电枢纽以外，几乎所有的水电枢纽都存在着非恒定流下泄，严重影响下游船舶航行安全的问题。随着电力资本集团的日趋强势，解决这一问题的难度越来越大。有的枢纽有时连正常的基荷流量都难以保证，在不需要发电时甚至是零流量下泄。尽管有的大型枢纽根据航运等实际需要，在下游建设了反调节枢纽，但在实际运行中往往也只考虑发电效益，而很少考虑坝下河段的通航需要，根本起不到反调节的作用。

5 解决红水河航运问题的对策思路与措施设想

5.1 解决问题的对策思路

为使红水河复航工程取得良好的效果，达到预期目标，最大限度地利用有限的水运资源，促进区域经济发展，推动红水河流域脱贫致富的步伐，针对上述存在的问题，提出“先通后畅，优化调度，联合管理，水陆兼用，总体提高，依法保航”的对策思路。

（1）先通后畅。打通红水河断航多年的碍航闸坝，恢复通航，然后再按照航道规划，逐步实现航道等级标准。

（2）优化调度。优化红水河多梯级水库枯、中、洪水期的运行方式，最大限度地调节洪水期下泄流量，增大枯水期泄水流量，提高各级船闸（升船机）的通航保证率。

（3）联合管理。对红水河多梯级的通航设施实行联动式管理，提高管理效能，确保通航设施安全畅通。

（4）水陆联运。针对红水河梯级通航设施通过能力小、不满足货运量过坝要求的问题，采用滚装船运输汽车走陆路翻坝的方式，增大红水河水路货运量。

（5）总体提高。在水运货运量大幅增长、投资资金许可的条件下，对建设规模小、通过能力小的通航设施进行改造或扩建，提高红水河航运的总体水平。

（6）依法保航。依据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国航道管理条例》、《广西壮族自治区航道管理办法》和《广西壮族自治区船闸管理办法》等有关法律法规，保护红水河航运。

5.2 解决问题的措施建议

（1）加大新建枢纽通航设施的建设力度，早日实现红水河全线通航目标。

红水河虽然建有岩滩升船机以及大化、百龙滩、乐滩船闸、桥巩船闸，碍航闸坝复航工程建设已基本完成，但由于其上游龙滩升船机还未建，红水河仍然无法恢复通航。因此，交通主管部门应加强行业监管力度，督促龙滩水电枢纽加快通航设施的建设进度，以期早日实现红水河全线通航的目标，发挥复航工程的经济社会效益。

（2）优化调度各级水库的运行方式，均衡下泄流量，提高通航保证率。

提高船闸（升船机）通航保证率通常有3种方法，一是增大枯水期通航流量，提高枯水期通航保证率；二是缩短大洪流量历时，减少洪水期船舶停航天数；三是提高下一梯级的尾水位，增加下闸首门槛水深。

（3）扩建大化船闸上游中间渠道提高船闸通过能力。

由于大化船闸存在上游中间渠道过长和过水横断面积小的问题，只有扩建才能解决通过设计船型的问题。根据工程客观条件分析，中间渠道的右边为配电站，左边为电站厂房，左右两边都有一定的安全距离，具备扩建的条件。工程措施为拆除原中间渠道后改为引航道，按照《船闸总体设计规范》（JTJ305-2001）的技术要求进行扩建工程设计。引航道横断面尺度应满足500 t级设计船型航行会船要求，引航道底宽至少达到3.5倍设计船型宽度，引航道设计水深要求在上游最低通航水位情况下应达到3.0 m。

（4）采取航道整治工程措施，改善引航道出口连接段水流，提高船舶安全过闸的可靠性。

采用炸礁等航道整治工程措施，调整河床的形态，调顺水流，改善大化船闸下游引航道出口连接段的通航水流条件。

（5）改扩建岩滩过船设施，解决限制红水河货运通过能力的瓶颈。

从勘察调研掌握的情况分析，受升船井宽度的限制，岩滩升船机没有改造的条件，要提高通过船舶吨位的能力，只有将原升船井拆除重建，或者在原升船井的下游面新建升船井。升船机承船厢尺度可以参照龙滩升船机设计，承船厢平面尺度取70 m×12 m，承船厢设计水深提高，以满足珠江干线船型过坝的要求，建议取3.0 m。

（6）实施水陆联运，提高红水河航运通过量和经济效益。

根据表1，岩滩升船机和大化船闸的年货物通过能力仅180万t，即使对岩滩升船机和大化船闸上游中间渠道进行了扩建，船闸的最大通过能力也是300～400万t，远不能满足红水河水运量发展过坝的需要。根据《广西壮族自治区内河航运发展规划》（报批稿），预测2020年红水河水运货运量为1 230万t。

为解决上述问题，特别是在近期龙滩升船机没有建成之前，以及岩滩升船机、大化船闸没有扩建之前，解决红水河煤炭运输的问题，可采取滚装船汽车翻坝的方式，减轻货物过闸的压力。

（7）依法保护航运资源和航道畅通。

交通主管部门对红水河船闸（升船机）运行实施行业监督管理，规范通航管理规定，建立船闸（升船机）维修保养审批制度，要求船闸（升船机）管理部门最大限度地提高船闸（升船机）通过能力。另一方面，对龙滩升船机设计进行审查，确保升船机在总体布置，承船厢尺度、中间渠道设计尺度、通过能力等有关通航技术指标方面满足通航要求。