内河航道复航工程建设条件研究

徐天宇 刘灵灵 纪龙

摘 要：本文在内河航运纳入国家战略、内河复航需求日益增长的背景下展开。将内河航道复航工程建设条件分为河流现状条件、流域自然条件、流域水资源条件、碍航闸坝和梯级渠化的可改造条件以及碍航桥梁的可改造条件共五类。同时，选择我国东南部T江复航建设评价作为实例，阐述了上述五类条件的具体内容。本文旨在明确内河复航工程的建设条件，为内河复航工程的实施提供参考。

关键词：内河航道 复航 建设条件 碍航改造

1.引言

我国河流总长43万km，长江、黄河、珠江、淮河等主要河流横贯东西，重要支流沟通南北，大小湖泊900多个，江河湖海相互连接，有近三分之一河流适合发展内河运输，我国是内河航运资源非常丰富的国家之一。

为发展漕运，我国历代开凿了多条运河，在内河航运史上曾处于全球领先地位。但近现代，随着国力日渐衰微，内河航运也逐步萎缩。新中国成立后，我国内河航运一度迅速恢复和发展。然而，自上世纪60年代开始，我国对水资源的综合利用开发中呈现重水利水电、轻航运的形势，导致全国通航河流上形成了千余座碍航闸坝，内河通航里程大幅缩短。21世纪以来，水运市场日趋活跃，基础设施建设快速推进，内河水运领域呈现快速发展。2007年6月，国家发改委、交通部联合发布《全国内河航道与港口布局规划》，该《规划》为近年来我国内河水运提供了建设纲领。国务院于2011年初发布《关于加快长江等内河水运发展的意见》。《意见》的出台，标志着加快内河水运发展上升至国家战略，成为综合运输体系建设的战略重点之一。

公路、铁路、内河、海运、航空和管道运输共同构成我国综合运输体系。与其它货物运输相比，内河运输具有运能大、占地省、能耗低、环境友好、枢纽能力强和边际成本低等比较优势。具备复航条件的河流往往具有较为悠久的航运历史，航运在沿河地区的经济社会发展中都曾经占有重要的地位，是地区经济社会发展的重要支撑。内河复航对沿河地区融入国家发展战略、促进经济发展、生态文明建设、开放和区域合作、优化国土空间开发、产业布局调整和综合运输体系构建方面等具有重要意义。

内河复航工程实施必须满足一定的建设条件。复航工程首先需要满足一定的基础条件，包括河流现状条件、自然条件和水资源条件。同时，由于复航对象河流往往断航多年，形成甚至在建多个碍航闸坝、跨河桥梁，因此复航工程建设条件也包括上述跨河建筑物的可改造条件。

2.复航工程建设的基础条件

2.1河流现状条件

复航工程需分析的河流现状条件主要分为航道地理位置、河流长度及流域面积和上下游通航情况。

航道地理位置即其地处的行政区域以及地理坐标范围。河流长度及流域面积分析即阐述其干流及主要支流的发源地和流经县市名称，以及其入海或汇入其它河流等信息。同时，需阐述历史上对流域经济社会的影响。

上下游通航情况即与待复航航道相连通的上下游河段通航等级、通航里程、维护尺度等基本概况。由于与下游航道的连通性是待复航航道连接区域航道网甚至通江达海的决定因素，因此需要着重分析下游航道的通航情况。在分析下游航道现状的同时，也要考虑其规划情况。考虑到复航工程存在工程量浩大、改造之处较多、耗时较长等特点，待复航航道的建设标准宜与下游航道中远期规划衔接，才可以满足通航需求，成为下游航道向上游腹地的进一步延伸。

2.2流域自然条件

复航工程需分析的流域自然条件主要包括航道流域的气象条件、水文泥沙条件和工程地质条件。

气象条件主要是根据气象历史统计数据，分析待复航河流所在地的气候特征，包括气温、降水、风况、雾况和湿度等气象要素，进行各相关气象要素的描述并统计其特征值。

水文泥沙条件应分析待复航河段的径流、水位、流速、泥沙、冰清等水文要素的特性，并提出特征值。对航道复航有较大影响的水文要素应进行重点的分析。

地质条件分析工程区域地形地貌、地层岩性及物理力学特性并探明河段地质情况。如果待复航航段包括库区，则还需分析查明基本的地质条件，对影响航道复航的水库渗漏、库岸稳定、浸没塌陷和淤积物的主要来源等问题做出分析评价。2.3流域水资源条件

水资源是指可应用于复航建设且满足一定数量与质量的水源，以适应在一定时间内的需求。复航工程需要的水资源条件，即航道复航的可供水量指不同水平年、不同保证率，并考虑需水情况下，复航航道沿线区域可供航道通航利用的水资源。复航工程设施的建设规模、区域经济发展水平和技术发展水平等因素都影响着复航航道的可供水量。

不同年份用水結构、分布、规模以及合理用水程度等因素都会影响可供水量的大小。航运用水主要包括港区用水和弃水，考虑周边地区的工农业需水要求，当保证率较高时，有效降雨减小，需水量随着保证率的提高而增加。不同的调节运用方式及不同水平年工程设施的增加，可供水量相应增加，工程调节能力大，可供水量也大。工程设施量受航运工程建设的制约，应选择与供、需水量相适应且经济的工程设施，使可供水量能满足不同水平年的用水需要。工程设施的可供水量与相应保证率下的用水量相适应时较为经济。

3.跨河建筑物的可改造条件

3.1碍航闸坝和梯级渠化

断航河流的渠化一般是基于流域经济规划和水利规划进行，主要满足灌溉、防洪、发电、生活和渔业等用水需求，往往未考虑航运需求。由于断航河流的现有闸坝未考虑航运需求，未配套建设船闸等过船设施，或者配套建设的船闸无法满足航运通过能力需求，从而形成碍航闸坝。改造时，应根据现有闸坝的平面布置、地形、地质等情况选择在合适位置建设船闸等过船设施，满足航道复航需要。在进行以通航为目的的河流渠化建设改造时，不仅需要对碍航浅滩等河段进行改造，还可能在面对较高通过能力需求的情况下，在整条河流上修建一系列通航闸坝，进行河流的连续渠化，以使得各个被渠化河段彼此衔接，工程量通常较大。因此，在进行河流渠化时，面对不同的自然条件，各个河段宜采取不同的综合治理措施。同时，宜选择具有良好地形地质条件的位置进行梯级建设，以避免出现难以解决的技术问题，最终达到减低工程量、减少投资、顺利复航的目的。

3.2碍航桥梁

与碍航闸坝问题相似，碍航桥梁也是由于选址设计时河流处于断航状态，因此仅考虑了地质、水文、道路铁路线型以及桥梁造价等因素，未考虑通航需求而形成的。碍航桥梁根据碍航形成的原因主要可以分为四类，桥梁选址不当、净高不足、净宽不足以及助航标志设施配置不足。

除助航标志设施配置不足外，其余三种情况造成的碍航桥梁均面临着较为复杂的改造甚至是拆除重建等问题。对于桥梁选址不当、净宽不足造成的碍航桥梁，只能采取拆除重建的方式进行改造。对于净高不足造成的碍航桥梁，可以首先考虑采用抬升的方式进行改造。如果存在滨河道路，还需考虑两条道路的立交形式。对于上跨航道的道路而言，滨河道路与其立交时往往采用分离式立交的形式，滨河道路需下穿跨河道路，净空不满足要求时可考虑上跨跨河道路。

改造工程的最终确定需考虑经济因素、施工时交通疏解影响因素、路网节点衔接因素等。经济因素除包含改造本身费用外，还应包含占地拆迁等费用。因此，与碍航闸坝的改造不同，针对碍航桥梁的改造往往牵扯多个部门，对周边土地利用、一定范围的路网、被跨越河流等都会产生影响。如果被改造桥梁位于城市内部或边缘，改造工程不仅对上述土地影响会显著放大，还会对城市路网的整体性、城市出入口的通畅性、城市建筑和景观的完整性等产生影响。因此，针对碍航桥梁进行改造时，需要多部门通力协作，并且需谨慎选择工程改造方案。

4.案例分析

4.1河流现状条件

T江流域地处闽、粤、赣边区，东经115°59′～117°18′，北纬2 4°2 4′～2 6°0 7′。干流长度约为2 8 5 . 2 k m，流域面积约为9022.6km2。T江是客家人的世代居住地，客家人视T江为母亲河。T江发源于福建省，流经两个地级市后进入广东省，在广东省境内与M江汇合后称为H江。

H江在广东省流经三个地级市后进入三角洲河网，分5个出海口注入南海。H江计划进行扩能改造，改造航道总长171 k m，改造工程上游起点与T江衔接。计划改造为三级航道，可通航1000t级内河船舶，代表船型尺度：49.9m×13.8m×2.0～2.3m。

4.2流域自然条件

流域属亚热带季风气候，雨量充沛干湿季节分明，雨量相对集中。流域年平均气温为18.6～21.3℃，年日照时数达1971.3小时，多年平均风速为1 . 5 ～2 .7 m / s，最大风速18.6m /s，多年平均相对湿度为78%。流域多年平均雨量为1600～2100mm，降水趋势大体是由北向南逐渐减少。流域内降雨通常可分为四个季节：①春雨季（2～4月）占全年的23%左右；②梅雨季（5～6月），占全年的35%～39%；③台风降雨季（7～9月），占全年的28%左右；④少雨季（10～1月），占全年的12%左右。

河川径流主要靠天然降水补给，流域多年平均径流深在850～1398mm之间，径流量的年内变化趋势与降雨量的变化趋势大体相同，汛期4～9月份占81%，非汛期10～3月份占19%。流域多年平均蒸发量为1002～1380mm。流域泥沙侵蚀模数为195～252t/km2。

河流含沙量大，年平均含沙量为0.26kg/m3，年输沙量约136万吨。

流域地层发育较齐全，从前震旦系到第四系均有出露，但其分布面积相对较小，侵入岩发育，分布面积大，岩性繁多。花岗斑岩是流域内分布最广的岩石种类。

流域抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，所属的设计地震分组为第二组。

4.3流域水资源条件

流域500km2以上河流多年平均径流量总和为98.03亿m3，径流变差系数0.26～0.36，多年平均径流深为900～1050mm。流域地下水补给主要来自大气降水，其次是地表水的稳定下渗，流域500km2以上河流地下水补给量总和为29.14亿m3，径流变差系数0.17～0.20，多年平均降雨量为1650～2000mm。

4.4碍航闸坝和梯级渠化

复航航段现有梯级为三座水电站，规划新建一座水电站，处于三号水电站的下游。在三座现有梯级中，只有三号水电站建设有配套船闸，但等级较低，仅可通航300t级船舶，与航道出海需求的三级航道不匹配；二号水电站未建有通航建筑物，但存在预留空间；而一号水电站主坝最大坝高为111m，虽有存在预留建设通航建筑物的空间，但空间明显不足。因此三座水电站均属于碍航闸坝，且一号水电站需要重点改造，属于复航工程的控制性节点工程。

4.5碍航桥梁

复航航段现建有8座跨河桥梁，除最下游的一座桥梁外，其余全部不满足复航需求，為碍航桥梁。在上述7座碍航桥梁中，包括5座公路桥梁和2座铁路桥梁；1座不满足净宽要求，6座不满足净高要求，1座净高净宽均不满足要求。因此，5座桥梁可评估抬升改造，另外1座铁路桥梁和1座公路桥梁需拆除重建。复航航段远离城市路网，改造工程不存在对城市路网、建筑、景观的影响，土地利用成本预计也较低。但由于复航航段处于山区，因此改造工程本身成本较高，且两座铁路碍航桥梁改造审批门槛较高。

4.6复航建设条件评价

复航工程所在区域地层分布总体较稳定，航道水流平稳，河床淤积量小；复航航段各水利枢纽水位衔接，河道基本实现渠化，完成一定地工程改造可实现通航，复航具有建设可能性。但一号水电站坝高较高，上、下游水位落差较大，因此船舶能否通过一号水电站以及通过能力和通过船舶吨位能否满足复航需求是能否全段复航的最关键因素。

5.结论

本文总结分析了内河复航工程的建设条件，并将其分为两大类、五小类，并以实例阐述了具体建设条件。本文结论如下：复航航道的建设是一项十分浩大的整体工程，不仅航段流域需满足一定的自然条件和水资源条件，同时还要解决碍航闸坝和碍航桥梁的改造问题。因此，在复航工程的评估和实施过程中，各部门要通力协作，谨慎制定方案，最大程度上减小复航工程对城市的影响。同时明确控制性节点工程并重点解决，提高复航工程的整体建设效率。

参考文献：

[1]田文文.河南省航道可供水量分析计算研究[D].郑州大学，2009.

[2]蒋旭光.跨流域调水系统水资源管理研究[D].天津大学，2008.