三峽成庫后典型支流航運條件及通航管理對策研究

胡艷進　童思陳　許光祥　鐘　亮

【摘 要】分析了三峽水庫蓄水前后典型支流通航條件的變化，結合平面二維水流數學模型計算成果，系統研究了三峽成庫后典型支流的航運條件。提出了三峽蓄水后典型支流-梅溪河的航道尺度規劃方案，給出了相應的通航管理對策和措施。

【關鍵詞】三峽蓄水；支流；航道尺度；通航管理

Study on the navigation condition of the typical tributary river and its management countermeasures after the impoundment of the Three Gorges Project

Hu Yan-Jin，Tong Si-chen，Zhong-Liang

(Chongqing Jiaotong University Chongqing 400074)

【Abstract】analysis that change of typical tributaries navigation conditions of the Three Gorges reservoir before and after water storage. Plane with flat two-dimensional mathematical model of water flow calculation results, systematicly researched the typical tributaries navigation conditions of the Three Gorges after the reservoir-formation. puts forward a channel scale programme-planning of typical tributaries-MeiXi River after storage of Three Gorges water,and proposes corresponding transportation management strategies and measures.

【Key words】Three Gorges into a library; Tributaries; Channel scale; Transportation management

1. 引言

三峽庫區支流眾多，蓄水后庫區支流航道情況改變較大。先因水位不夠而無法通航的一些支流現已增加數百公里通航里程，形成了新的“黃金水道” ［1］。這些支流沿江兩岸大都是貧困山區，航運對于這些地區的脫貧致富具有極為重要的意義。三峽蓄水雖為支流航運提供了千載難逢的機遇，但相關研究遠遠落后于實際需要。鑒于此，本文采用現場查勘、實測資料分析、平面二維水流數學模型、水力學與河流動力學、航道整治、水庫調度理論等手段相結合的方法對三峽成庫前與成庫后主要支流特性進行了綜合深入的研究。以典型支流(奉節梅溪河)為依托，研究了典型支流航道的水流條件變化、航道尺度分析、航道等級界定、航運資源及其優化；不僅可為相關航運決策部門提供規劃基礎和科學依據，還為類似庫區支流航道航運資源的開發與可持續利用提供寶貴借鑒，具有重要現實意義和工程實際應用價值。

2. 三峽成庫前典型支流航運條件分析

2.1 地理位置。

三峽庫區較大的支流主要有嘉陵江、烏江、 梅溪河、草堂河、鳊魚溪、抱龍河、神女溪、香溪河、青干河、神農溪、黃柏河等。 對嘉陵江、烏江的研究較多，本文不擬討論。根據庫區支流代表性，本文初步選擇梅溪河、朱衣河、草堂河等支流進行分析。這幾條支流均屬奉節縣境內。朱衣河、梅溪河和草堂河位于奉節長江北岸，是長江一級支流。朱衣河發源于奉節縣與云陽交界處仙女寺，在朱衣鎮口前注入長江；梅溪河發源于巫溪縣境內，在奉節老城東注入長江；草堂河由汾河、石馬河兩大支流組成，主要支流汾河發源于奉節縣巖彎鄉平石村，與石馬河在白帝鎮匯合后流經白帝城東注入長江。

2.2 航運條件。

根據三峽成庫之前的實測資料，選取主要的代表支流朱衣河、梅溪河和草堂河進行分析，分析結果表明成庫前這些支流大多為季節性通航，通航條件較差，比降大，通航保證率低，枯水期間基本不能通航，具體情況如下：

(1) 梅溪河：天然情況下梅溪河為季節性通航河流。中游多險灘急流，平均比降8.57‰，下游較平緩，平均比降2.75‰。最小航寬為8m， 航道水深0.5m， 航道最小彎曲半徑450m，最低通航保證率80%，通行載貨5～8t船舶。

(2) 朱衣河：天然情況下長江汛期河口～萬勝2.6Km河段季節性通航，平均比降16.3‰。航道寬40m，航道水深1.5m，航道最小彎曲半徑200m，最低通航保證率60%，可通行100t級船舶。

(3) 草堂河：天然情況下長江汛期河口～土地嶺3Km河段季節性通航，平均比降6.65‰。航道寬100m，航道水深1.3m， 航道最小彎曲半徑300m，最低通航保證率60%，可通行100t級船舶。

3. 三峽成庫后典型支流航運條件變化

3.1 典型支流回水區范圍。

三峽成庫前，這些代表性支流大多為季節性通航，多數河段不能通航。三峽成庫后對梅溪河影響較大。在135m、175-155-145蓄水方案下，常年回水區和變動回水區范圍均有較大程度的增加。具體分析見下表1。

由表1可知，在三峽135m和175～155～145 m蓄水方案下，這些代表性支流回水范圍均有較大程度的增加，其中以梅溪河回水范圍增加最為明顯，135m方案下常年回水區回水范圍增加了15公里， 175～155～145m方案下常年回水區增加了20公里，變動回水區增加了24公里?；厮秶蠓鹊脑黾訉χЯ鞯暮竭\條件起到了很好的改善作用。同時這些典型支流具有相同特點，常年回水區與變動回水區并存。因此，可選擇典型的重要支流進行深入研究，從而將研究方法和成果推廣應用于類似支流。 根據支流代表性，下文將梅溪河作為主要的研究對象。

3.2 航道水流條件的變化。

三峽大壩蓄水前后，支流梅溪河流速發生了很大的變化，為了研究三峽成庫后梅溪河的水流條件，本文通過建立貼體正交曲線坐標系二維水流數學模型，對三峽蓄水典型調度過程、梅溪河特征洪水的組合情況進行了計算。研究發現三峽成庫后水位、流速和比降均有較大程度的改變。

（1）流速減小。

蓄水前，流速一般為1～3 m/s，平均比降為0.18 ‰，以灘多流急據稱， 三峽成庫后，因水位抬高，過水斷面增大，梅溪河流速很緩， 平均流速在1 m/s以內，實際上，從通航角度出發.可將梅溪河內回水按靜回水處理。

（2）比降降低。

蓄水前，中游多險灘急流，平均比降8.57‰，下游較平緩，平均比降2.75‰。三峽蓄水成庫后，常年庫區比降幾乎接近0，可按靜水處理。

（3）水位變幅減小。蓄水前因受汛期和枯水期的流量影響，加之峽谷河段的過水斷面較小，梅溪河一年之中的水位變幅很大，成庫之后水位變幅減小明顯，水位變幅近乎為0，對通航水流條件改善起到了很大的作用。

綜上所述，三峽成庫后對梅溪河水流條件得到了明顯的改善，從通航角度可近似按照靜水處理。為后續研究及通航奠定了基礎。

3.3 典型支流航道條件變化。

天然情況下，梅溪河枯水期水面狹窄、水深淺；汛期由于長江回水頂托，河口以上部分河段河寬與水深才有所增加。三峽水庫蓄水后，梅溪河的河道尺度發生了很大變化，河寬與水深均有明顯增加，彎曲半徑也增加較為明顯，具體分析見表2。

綜上所述，三峽水庫蓄水后梅溪河航道的變化主要表現為水深大幅度增加，平均增幅為2倍以上，河寬與過水面積也有大幅增長，在順直河段增幅尤為明顯可多達4倍之多，半徑平均增加1.5倍以上，航寬、航深在窄深河段增幅相對較小，但也有較大程度的提高，洲灘河段增幅相對較大。鑒于航道條件的改善,航道尺度有必要重新進行規劃。

4. 航道的等級界定

4.1 航道尺度影響因素。

由上文分析可知，三峽成庫后，航運條件發生了很大的改變，流速變緩，水面比降降低，流態進一步變好，航深平均增加2倍以上，航寬和過水面積也有較大程度增加，這些改變為梅溪河通航尺度的提高提供了必要條件。同時由于相當范圍河段處于常年回水區，對船舶的操作有利，其航道尺度和要求可以適當放寬。

4.2 航道尺度確定。

通過詳盡統計三峽成庫后梅溪河沿程河段的航道尺度可以看出，自然狀態下其航道等級不高，高標準尺度的通航河段范圍較短。礙航河段主要分布在距河口5.7Km(偏巖子)、6.2Km(龍王廟))與14Km(王家老屋)等幾處。而在相對順直的河段航道條件十分優越；其余河段主要礙航問題是彎曲半徑偏小，船舶安全航行通視距離不夠。但是，分析在最低通航水位(三峽壩前145m，吳淞基面)情況下各彎曲河段的特性可以發現，雖然彎曲半徑不足，但航寬相對較大。如菜子壩(4.2Km)、偏巖子(5.7Km)、龍王廟(6.2Km)、王家老屋(14Km)的航寬分別在160m、200m、230m和110m左右，且水流流速很緩，具有滿足較高航道尺度要求的可能。對于通視條件較差的河段，參照《內河通航標準 GB50139－2004》有關限制性航道尺度擬定的原則，并根據“內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、拖帶船隊最大單船長度的4倍”的規定，結合梅溪河規劃代表船型資料，在局部河段按限制性航道擬定梅溪河的航道尺度標準。

4.3 通航保證率的確定。

根據中科院、清華大學與三峽梯調中心近期完成了《長江上游水庫群蓄水調度模擬決策支持系統》的研究［4］。選用1971年9月11日～1983年5月15日的歷史數據，統計出當梅溪河河口水位為145m、155m、175m(吳淞基面)時，對應的通航水位歷時保證率分別為100%、65.3%和17.9%。

由此可擬定出梅溪河的航道尺度如表3所示。

因此，三峽成庫后梅溪河的航道等級可擬定為：

(1)從河口到老屋包(0～5Km)為Ⅱ級航道，老屋包到生基梁(5Km～18Km)為Ⅲ級航道，生基梁到下莊子(18Km～20Km)為Ⅴ級航道，通航保證率100%。

(2)生基梁到高店子(18Km～21Km)Ⅲ級航道以及高店子到彈簧溝(21Km～23Km)Ⅴ級航道為季節性通航河段，通航保證率65.3%。

(3)彈簧溝到芝麻田(23Km～30Km)Ⅴ級航道為季節性通航河段，通航保證率17.9%。

5. 三峽成庫后典型支流通航管理及對策

三峽成庫后支流航道條件得到了根本的改善， 對新航道也提出了新的挑戰，面對新問題，必須解放思想，采取新的航道維護模式，新的維護管理思想和方法，以適用航道新的變化。

5.1 重新落實航標配布。

成庫前使用的航標體規格小，設標密度大．科技含量低，成庫后如繼續使用則不能適應庫區航道的新要求。因此有必要對航標重新進行配布，同時完善航標配布后的管理工作，以確保航標配布后，應成立航標站，定期對其進行觀測和檢查，包括標位是否到位、標志結構是否完好和牢固、顏色是否鮮明正確、燈器電源是否正常有效等。日常檢查周期與定期檢查時間需根據三峽水庫壩前水位實時調度確定。建立規范的值班制度和航標質量保證體系，及時發現與解決航標存在的問題。在設立信號標的河段，制定通行信號臺的控制指揮辦法。對岸上標志、水上標志進行定期保養與維修，并及時更換電源。

5.2 加大航道保護力度。

三峽成庫后大大改善了支流航道的航運條件，但支流航運的開發需高度重視對航道的保護。

(1)要防止人為的破壞和侵害，包括對助航設施的破壞、偷竊、非法移動、亂設漁具、亂種水生植物、非法采石采砂等。

(2)注意觀測沿岸小支流的入匯、溪口的沖積、山體的崩塌等對航道的影響。

(3)避免或減輕工程建設對航道的不良影響，包括修建臨河建筑物、過河建筑物、港口碼頭等。

(4)航道條件改善后，應密切關注區內行業開發與發展的規劃，如煤炭開發、漁業發展、果品基地規劃等的最新動態，嚴格控制其對航道的不利影響。

(5)建立持續系統的船員培訓計劃和制度，規范船員的操作，提高船員素質，使每個船員都能做到按規定線路和相關標準安全行船。

(6)以本研究為基礎，制定切實可行、科學合理的上、下行航線，并嚴格遵照執行。

(7)規范打魚船、過河船的活動，控制其在特定時段、特定區間航行，并實時普及安全航行知識及有關規定，禁止無序作業。

5.3 加快有關航道技術資料收集。

各支流最高通航水位至135m水位之間的相關技術資料幾乎是空白，這給航道的維護和管理工作帶來了空前的難度。針對成庫后，航道、水流條件的改變．需要要加緊有關技術資料的收集、整理工作。

(1)盡快組織航道測量工作，以取得地形資料、相關水文資料及水流條件等基礎資料。

(2)盡快組織庫區河段實船試驗，以取得實測船只航行資料，為后續管理工作奠定基礎。

(3)加強變動回水區淤沙航道觀測。成庫后回水變動區內河床演變和泥沙淤積有所變化，必須加強觀測分析。

6. 結語

根據三峽水庫蓄水運行后典型支流的實測資料，結合數學模型計算成果分析了三峽成庫后對典型支流的影響，分析結果顯示，三峽成庫后典型支流的河道可近似按靜水處理，河寬平均增大2倍與水深均有明顯增大，水流條件有極大的改善，常年回水區可到高店子至河口21Km處，流速由以往的3m/s到近似靜水 ，并存并在此基礎上提出了三峽蓄水后典型支流-梅溪河航道尺度建議規劃方案 。建議方案充分挖掘了梅溪河的航運潛力，詳盡考慮了三峽不同特征運用水位情況下的航運條件，詳細給出了梅溪河沿程河段的航道尺度。對成庫后支流航運管理提出了參考意見可為有關部門提供參考。

參考文獻

［1］ 周仕武，文傳平等．長江三峽庫區航運資源調研報告．交通企業管理［J］．2004，(3)：23-25

［2］ 水利電力部科學技術司．三峽工程泥沙問題研究成果匯編(160-180米蓄水位方案) ［M］．1988年5月

［3］ 方志出版社，《奉節縣志》［M］，1995年

［4］ 中國科學院成都山地災害與環境研究所，清華大學水利系，三峽梯級調度通信中心．長江上游水庫群蓄水調度模擬決策支持系統［M］．2007年9月

［5］ 張 炯,陳 立等 水資源與水電工程科學國家重點實驗室,武漢大學水利系，三峽水庫蓄水后宜都水道演變及航道變化［J］．三峽梯級調度通信中心.2006年8月

［基金項目］研究得到重慶市教科委項目資助 (No.KJ080426)。

［文章編號］1006-7619（2008）06-24-343

［作者簡介］胡艷進(1983- )，男，碩士研究生。