一種新型跨流域連通水路運輸方式

摘要：本文設想了一種新型跨流域連通水路運輸方式，以低水頭垂直升船機為船舶進出轉運裝置，采用仿電梯式自動運行機制，在轉運設施內部布設軌道，單洞單向運行船舶，全程自動化行進，并在軌道內壁布置防撞裝置，在保障低廉經濟成本的同時，減小了事故發生率，提高了駕駛體驗與乘坐體驗，保護了周邊生物多樣性，實現可持續發展。

關鍵詞：軌道行駛；跨流域；船舶轉運；空中線路

水路運輸有運量大，運價低，耗能少的優點，但航道地域位置的固定性和各大水系間的隔斷性對水路運輸的發展有極大的局限作用。水路運輸連續性差，轉運困難。因此，一種能夠連通跨流域航道的水運方式對促進船舶高效通行，水運可持續發展有極大作用。

一、研究背景

（一）研究現狀

目前，我國公路、鐵路的高度貫通已使陸路運輸四通八達，陸路交通上的往來基本不受道路連貫性的影響。盡管如此，航道地域位置的固定性和各大水系間的隔斷性對水路運輸的發展有極大的局限作用。水路運輸受自然條件的限制大，連續性差，速度慢，轉運條件更差。

（二）行業需求

一種連通被阻隔航道、使船舶無障礙行駛的新型水運方式對促進船舶高效通行，水運可持續發展有極大的積極作用。基于技術創新，協調可持續發展的設計理念，本文提出一種水運連通方式的設想以實現水路運輸的高效貫通發展。

二、設計思路

我國水運水平發達，交錯縱橫，但幾條主要航運河流，例如珠江與長江，并無交匯相通之處，因此貨物或旅客必須由水運轉至陸運繼而轉運至另一航道。基于可持續發展的理念，本文設想新型水運連通方式以實現水路運輸的高效貫通發展，同時嚴格執行國家標準和行業規范，保證工程安全性，促進水路運輸效率的提高和多種交通形式結合長遠發展。

（一）升船機運行原理

為了提高船只通行效率及安全性，本文計劃應用簡易低水頭垂直升船機，以實現跨水頭轉運。升船機的工作原理為：船只上行時，從下游引航道駛入承船廂，關閉閘門和下游端廂門，泄去這兩門之間縫隙內的水體，松開承船廂與下閘首的拉緊和密封裝置，在驅動裝置作用下，承船廂上升并停靠與上閘首對接的位置；松開承船廂與上閘首間的拉緊和密封裝置，給閘門之間空隙內灌水；開啟上閘首的工作閘門及承船廂上游端的船廂門，船只即駛進上游引航道。下行時則相反。

（二）山區隧道

在山區開挖隧道，并應用升船機以消除枯洪水期水位差的影響；船舶在轉運的整個過程均為自動化行進，沿規劃布設的單向軌道行進，船長無需駕駛即可順利通行，防撞裝置的布置和通行軌道的給定大大降低甚至消除了船只在山洞或隧道中由于光線較暗或船只失速引起事故的發生率。

（三）平原架橋

在平原地區架設高架橋，船舶以承船廂為依托進行裝乘轉運，利用電力驅動承船廂在軌道上自動化行駛，創新性的將水運轉化為陸運，從而實現區域水系和航道間的連通。規劃的軌道線路架設懸空，在保障船只高效通行的同時避免對現有區域造成交通影響。

三、相關規范標準

針對水上交通領域，航道安全是保障船只安全高效行駛的基礎，而其以水為路，枯洪水位不勻的特點，對凈空高度和施工條件提出了較高要求。航道等級劃分表航道等級ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ船舶噸級（t）30002000100050030010050以重慶為例，根據《內河通航標準》（GB501392004），重慶處為一級航道，相應吃水深度應為3.5～4.0m，為保障安全，本文取H=4m，航道寬度B=30m，凈空高度是指設計最高通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距離，其數值應滿足最大設計船舶空載高度與安全富裕高度之和，凈空高度取為H凈空=18m，由此可確定本文的承船廂尺寸為62m×16.5m×4m。

四、設計優勢

（一）安全優勢

在山區開挖船舶隧道，由于枯水期與洪水期水位差距較大，為消除安全隱患，本文采用升船機作為船舶進出隧道的行運工具，承船廂進入隧道后沿軌道自動行進，大大降低現有隧道在進出洞口時發生意外的風險，且隧道進出口及內部設置防撞裝置，避免發生安全事故，保障了船舶行駛的安全性和高效性。

（二）工程優勢

由于無需考慮枯洪水水位差與預留凈空高度，對周圍魚類的遷徙和整個地質環境的變動影響較小，一定程度上保護了生態環境，秉承了以人為本的可持續發展觀念。在平原地區架設高架橋，承船廂在軌道全程自動化行進，不改變所在區域原有的交通布局，不干擾周圍建筑，有較強的工程可行性。

（三）技術優勢

目前，在解決水位落差的問題事例中，船閘應用廣泛，適用于重型輪船，但初始投資較大，施工周期較長。而升船機是利用機械裝置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物，本文應用升船機作為船舶進出轉運通路的運行裝置。適用于小型船舶，且運行耗水較少，成本較低。

五、結語

此新型跨水域連通方式可使空間上互不連通的水域相互連通，促進水運行業的跨越式發展。在運輸線路上布設固定軌道，船舶在軌道上無障礙行駛，提升了船舶運輸的安全性和效率。采用低水頭升船機裝置，有效節省轉運時間，提高貨物運輸效率。避免了為消除枯洪水差值而開鑿較深航道的問題，有效保護了周邊環境的生物多樣性和生態環境，符合可持續發展的科學理念，全方位實現船舶運輸的自動化過程，推動水運交通邁向智能化新時代。

參考文獻：

[1]趙秀風.水隧洞洞內消能問題的研究[D]鄭州：華北水電學院，2006.

[2]SL2792002.水工隧洞設計規范[S].中國：水利水電出版社，2002.

[3]GB501392004.內河通航標準[S].

作者簡介：呂宣（1997），女，山東威海人，本科，港口航道與海岸工程