长江干线南通天生港区至太仓浏河口河段12.5m深水航道维护对策

2016-12-12史卿谢伟丽刘芳

水运管理 2016年10期

史卿+谢伟丽+刘芳

【摘要】为保障长江南京以下12.5 m深水航道畅通安全，介绍长江干线南通天生港区至太仓浏河口河段长约79 km的12.5 m深水航道河道概况、近期水道演变发展、航道现状，从航标维护、航道测绘、航道维护疏浚、航道信息发布等方面提出航道维护对策及建议，从建立长期跟踪观测分析机制和推动航道维护手段多元化两个方面创新航道维护措施，以提高深水航道维护质量，并为后续长江干线南通天生港区至南京新生圩港区约227 km河段的二期工程初通至南京期间航道维护提供参考和借鉴。

【关键词】 12.5 m深水航道；维护；航标；测绘；疏浚；信息发布

0 引言

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程是“十二五”期全国内河水运投资规模最大、技术最复杂的重大工程。工程于2012年8月开工，完成了对通州沙、白茆沙等洲滩关键部位的整治及疏浚，实现了长江干线南通天生港区至太仓荡茜闸56 km河段的12.5 m深水航道的建设目标。2015年12月，工程通过了竣工验收并正式通航。目前，覆盖南通天生港区至南京新生圩港区约227km河段的二期工程已于2015年6月开工建设，于2016年7月实现了12.5 m深水航道初通至南京。

一期工程正式通航后，南通天生港区至太仓荡茜闸河段与2013年7月起正式通航的长江口12.5 m深水航道向上延伸河段无缝对接，组成了长江干线南通天生港区至太仓浏河口河段长79 km的12.5 m深水航道（以下简称12.5 m深水航道），5万吨级海船可由长江口全潮直达南通，10万吨级以上海船也可乘潮减载抵达。

12.5 m深水航道是大型海船由海进江的关键航段，沿江分布有太仓港、南通港两个亿吨大港，是对外开放的重要门户。一期工程正式通航后，航道通过能力进一步提高，为沿江经济产业带来了显著的经济效益，提升沿江地区城镇化水平，降低沿江地区企业的物流成本，促进长江中上游地区经济社会发展。[1] 据统计，2016年上半年，太仓港、南通港货物吞吐量分别为1.09亿t、1.12亿t，同比增长分别为18.16%、3.70%。做好深水航道维护，对保证船舶安全航行、沿江经济社会快速发展具有十分重要的意义。

1 水道概况

南通天生港区（下游航道里程104.4 km）至太仓浏河口（下游航道里程25.4 km）河段全长约，沿江有南通、常熟、太仓等县市，是大型海船进入长江的必经航段。该河段自上而下分为南通（下段）、通州沙、白茆沙、浏河等4个水道。

南通水道（下段）上起天生港区，下迄龙爪岩，全长12.4 km。自十一圩以下主流渐偏左岸，右岸侧为通州沙暗滩，趋向下游并向江心扩展。江中偏左有横港沙下延至南通港码头对开，横港沙左侧辟有天生港区专用航道。

通州沙水道上起龙爪岩，下迄徐六泾，全长22 km。通州沙水道进、出口河宽相对较窄，出口段最窄约4.5 km，中间较宽，最大河宽在10 km以上。江中沙洲、浅滩较多，水道中上段被通州沙分为东、西水道，目前东水道为主汊。

白茆沙水道上起徐六泾，下迄七丫口，全长33 km。自徐六泾以下主流贴南岸，在白茆沙头分为两股水流分别进入白茆沙南、北水道，目前南水道为主汊。白茆沙沙体受涨落潮期间越滩水流冲刷、北支水沙倒灌等影响，呈现形成、发展、冲蚀、再形成的周期变化。

浏河水道上起七丫口，下迄浏河口，全长11.6 km。浏河水道呈东南走向，顺直微弯，涨落潮流路基本一致，主槽左、右分别为东风沙和太仓边滩，水道较为稳定。

2 近期水道的演变发展

2.1 南通水道（下段）

通州沙左缘和南通港至龙爪岩一带近岸侧呈冲刷态；天生港区至龙爪岩一带形成一连续淤积体，由横港沙横跨航槽至通州沙左缘。

深泓线较为稳定，自十一圩逐渐脱离南岸向北岸过渡，并贴北岸而下。

2016年5月南通水道航道最新演变情况（见图1）显示，12.5 m等深线贯通，最小宽度约620 m。30号～32号红浮标约3.9 km航道范围内分布有少量水深不足12.5 m的浅包。

2.2 通州沙水道

通州沙沙体相对稳定，下段左缘受水流冲刷影响。随着通州沙尾至狼山沙尾左缘守护工程的实施，滩面得到了有效保护。主流总体稳定，中下段逐渐西偏。新开沙夹槽呈冲刷态势，新开港至苏通大桥新开沙下段形成条带状淤积带，裤子港沙呈现左缘冲刷、右缘淤积态势。

深泓线中下段略有摆动，主要发生在通州沙尾至狼山沙过渡段。

2016年5月最新通州沙东水道航道演变情况（见图2）显示，12.5 m等深线贯通，最小宽度约1.07 km。新开沙尾部水深不足12.5 m边滩紧贴苏桥5号～苏桥6号黑浮标连线。

2.3 白茆沙水道

自整治工程实施以来，白茆沙南水道工程区域外潜堤南侧丁坝坝头、南堤下段外侧受水流冲刷影响，白茆沙右缘外侧淤积体面积减小，北支进口持续淤积态势。

深泓线总体较为稳定，南水道进口主流略有右摆，南水道下段变化不大；北水道分流点附近略有左摆。

2016年5月最新白茆沙水道航道演变情况（见图3）显示，12.5 m等深线贯通，最小宽度约1.12 km，航道条件优良。

2.4 浏河水道

白茆沙南、北水道落潮主流在七丫口以下汇合南压，冲刷太仓边滩。

深泓线稳定，傍右岸侧，平顺而下。

2016年4月最新浏河水道航道演变情况（见图4）显示，12.5 m等深线贯通，最小宽度约1.22 km，2号黑浮标附近航道内有一处长390 m、宽280 m、水深不足12.5 m的浅包，浅包最小水深为12.3 m。

3 航道维护概况

3.1 航道布设

南通水道（下段）航道傍左岸布设，双向通航；通州沙水道航道沿通州沙东水道至狼山沙东水道布设，双向通航；白茆沙水道航道沿白茆沙南水道布设，双向通航；浏河水道航道傍右岸布设，双向通航。[2]endprint

3.2 航道维护尺度

航道维护水深为12.5 m（理论最低潮面下），维护宽度为500 m，弯曲半径为1 500 m。

3.3 航道维护类别

12.5 m深水航道属于国家Ⅰ级航道，实施一类维护，即全年昼夜通航。

3.4 航道出浅情况

自2015年12月以来，南通、通州沙、浏河等水道局部河段呈淤积发展趋势，航道内出现水深不足12.5 m的浅情，同时通州沙、白茆沙水道局部河段也有出浅的趋势。12.5 m深水航道浅区分布见表1。

4 航道维护对策

4.1 航标维护

航标维护指通过设置各类航标，标示航道方向、界限和碍航物，通过各种措施保证航标处于良好技术状态，并发挥应有的助航效能。

4.1.1 航标配布

深水航道实施一类航标配布，即配布的航标夜间全部发光，白天能从一座标志看到次一座标志，夜间能从一盏标灯看到次一盏标灯。

航标配布原则为双侧连续设标，主要采用左、右侧侧面浮标，标示航道两侧界限；在航道分汊处设置左右通航浮标；在礁石区、进港航道设置塔形示位岸标。设标间距不大于2.6 km，重点航段加密设标。根据河势演变情况，结合船舶航行习惯，及时调整和优化航标配布。

目前，自下而上配布有长江1号～32号浮标，共有航行标志79座，包括71座侧面浮标、6座左右通航浮标和2座塔形示位岸标。在苏通长江公路大桥桥区航道上、下游两岸另设置了4座界限标（AIS虚拟航标）（见表2）。

4.1.2 航标选型

为提高航标视觉效果，增强助航效能，航道部门在12.5 m深水航道全面推行航标大型化，供航行船舶引用。除岸标外，航标（浮标）均采用标型规格为直径 mm以上的大型浮鼓，其中，对于深水航道进口、桥区航道等重点航段或位置，将1号红浮标、1号黑浮标、苏桥1号红浮标和苏桥6号左右通航浮标共4座航标升级为长江全线最大的标型规格直径 mm的浮鼓。

4.1.3 日常养护

（1）航标检查。每月2次航标检查，标标见面，时间合理间隔。检查内容包括标位、透镜、灯质和周期、太阳能板、接线盒和充电器、电瓶开路电压、遥测遥控终端状态等。

（2）航标恢复。获悉标志失常后，对于除桥区航道以外的航标，维护船艇须在40 min内开航予以恢复；对于桥区航道航标，维护船艇须在20 min内开航予以恢复。

（3）航标保养。保养内容包括清洗、油漆、除锈。根据直径 mm、直径 mm浮鼓与岸标标型的不同，保养标准有所不同，主要体现在保养频次上。

4.1.4 数字航道平台监控

12.5 m深水航道位于长江南京至浏河口段数字航道范围内。该段数字航道自2010年1月起正式运行，经过不断更新、完善，数字航道维护管理技术日趋成熟。

目前，12.5 m深水航道所有航标均安装了遥测遥控智能终端，通过数字航道航标监控平台，可实时监控航标位置及航标灯、电源系统等技术状态，一旦出现异常状况，立即启动报警机制，并通过发送相关指令，实现对航标的远程设置和控制。[3]

4.2 航道测绘

航道测绘是对航道的水深、地形、地物、流态等进行测量及绘图作业的措施，是航道维护工作的关键环节，为深水航道维护工作提供重要依据和支撑。

4.2.1 全河段测量

全河段测量是对水道所在河段水下地形进行全面观测，掌握河势变化的措施。针对12.5 m深水航道，根据不同水道河势变化情况，测量频次为每年2～4次。沙滩河段测量范围为距水沫线图上1 cm或实测至2 m等深线；陡岸河段测量范围为距岸边图上1 cm或实测至10 m等深线。2015年12月―2016年6月使用单波束测量方式进行全河段测量的数据见表3。

4.2.2 全航道考核测量

全航道考核测量是对航道及附近水域水下地形进行测量，考核航道水深的措施。针对12.5 m深水航道，测量频次为每月1次。测量范围为9号～32号浮标段航道及两侧边线外各200 m。2015年12月―2016年6月使用单波束测量方式进行全航道考核测量的数据见表3。

4.2.3 浅区检测

浅区检测是当航道出浅、实际尺度接近计划维护尺度时，所采取的测量浅区水下地形的措施。针对12.5 m深水航道，测量频次为每7～15天进行1次检测。测量范围根据全河段测量、全航道考核测量成果确定。2015年12月―2016年6月浅区检测数据见表4。

4.3 航道维护疏浚

航道维护疏浚是指通过挖泥船清除水下泥沙，保障航道维护尺度的作业方式。

目前，航道部门在12.5 m深水航道河段安排了多艘挖泥船长期驻守。当通过测绘发现航道出浅，且采取调标、改槽等常规手段难以满足计划尺度要求时，立即安排挖泥船开展疏浚作业。

4.3.1 疏浚船型

12.5 m深水航道船舶流量大，在疏浚施工期间应避免禁航作业，并尽量减少对航行船舶的影响。同时，河床底质多为淤泥土、黏性土、砂土。综合考虑土质和对通航的影响，疏浚船舶一般采用自航耙吸式挖泥船。

4.3.2 疏浚量测算

根据最新测图，划定水深不足12.5 m的疏浚区域，采用断面法、数字地面模型（DTM）法或方格网法，测算恢复计划维护水深所需的水下自然方量、回淤量等，得出疏浚量。

根据疏浚量大小，结合疏浚工期需要，选定相应生产能力的挖泥船。2015年12月―2016年6月12.5 m深水航道维护疏浚情况见表5。

4.3.3 疏浚效果检测

在疏浚作业过程中，定期对施工区域进行不小于1∶的检测。经检测，当疏浚区域水深均达到12.5 m时，结束施工；检测发现仍存在浅点时，根据检测成果优化方案继续施工。endprint

4.4 航道信息发布

航道信息发布是指通过多种途径公布维护尺度、航标异动、维护疏浚、航行图等深水航道信息，供沿江港航企业和航行船舶使用的措施。

4.4.1 航道维护尺度预报

每月下旬，根据国家批复的计划维护尺度，定期公布次月深水航道维护尺度。

每周五，根据航道自然条件最新变化及维护实际，动态公布航道维护尺度周预报。周预报中的航道维护尺度一般不低于月度预报。

4.4.2 航道通告（电）

当发生航标异动（设置、调整、撤销），航道改槽、开放、封闭及维护性疏浚和水上交通事故，以及航道突发事件时，及时发布航道通告（电），公布相关信息。

4.4.3 航标专辑

每年6月（洪水期）和12月（枯水期），对深水航道所有航标的标位、灯光、标型进行全面测定，集中汇总后发布航标专辑。

4.4.4 长江下游航行图（浏河口―天生港区）

自2015年起，航道部门充分响应12.5 m深水航道海进江大型船舶航行需求，按季度编绘发行《长江下游航行图（浏河口―天生港区）》。

该航行图范围为深水航道及北支水道，全长159 km，采用高斯投影和CGCS 2000国家大地坐标系，碍航物、临（跨）河建筑物、航道整治建筑物均标注上图，并用中英双语注明航行注意事项，为国内外航行船舶提供完善的航行参考资料。

4.4.5 长江电子航道图

自2015年1月起，航道部门正式对社会推广应用覆盖长江全线 km干线航道的长江电子航道图系统。

该系统以空间地理信息数据库为核心，采用Web Service等开放式标准协议，按照面向服务架构（SOA）的理念，与全球定位系统（GPS）、船舶自动识别系统（AIS）、雷达等多系统相融合，可实时显示航标、水深、水下碍航物、临（跨）河建筑物等航道要素，提供各段航道每日实测水位和未来7天预测水位及航道预测水深。通过直观、准确地公布电子化航道信息，为船舶用户设计航线、配载提供智能服务。

5 航道维护创新措施建议

5.1 建立长期跟踪观测分析机制

目前，深水航道河势变化和航道演变发展还缺乏长期、系统的研究机制，需要建立长期跟踪观测分析机制，制定细致、全面的观测计划，定期对深水航道的水文、动力、河床边界条件及河势进行跟踪观测，采集全面、准确的数据，并建立物理、数学模型，预测航道演变发展趋势，为航道维护工作提供有效支撑。

5.2 推动航道维护手段多元化

（1）引入无人机，在低空状态下进行自主航道巡航和整治建筑物摄影测量，采集各类航道信息，提高维护工作的准确性和效率。

（2）运用无验潮水深测量技术，减少内业处理工作量，提高维护测量精度。

（3）结合长江南京以下12.5 m深水航道二期工程初通至南京情况，适时推出浏河口至新生圩港区段长江下游航行图。

6 结语

（1）通过研究制定并实施一系列科学合理、准确高效的深水航道维护对策，加强航标维护、航道测绘、维护疏浚、信息发布工作，保证了整段深水航道畅通安全，为船舶提供了优良的航道条件。

（2）通过对南通、通州沙、浏河等水道浅区实施高频次和大范围的航道测绘，及时掌握水下地形最新变化，提前预判航道演变发展趋势，进而开展航标维护、疏浚、信息发布等工作，提高了深水航道维护工作的前瞻性和预见性，有效保证了航道维护尺度。

（3）南通天生港区至太仓浏河口河段12.5 m深水航道的维护，能够为长江南京以下12.5 m深水航道二期工程初通期间航道维护和国家重点工程建设提供参考和借鉴。

（4）需要进一步探索完善深水航道维护创新措施，结合航道维护实际需求，通过建立跟踪观测分析机制和引入高新科技，提高航道维护质量和效率。