嘉陵江集裝箱運輸船型分析評價研究

陳培 許錦基

摘? 要：概述嘉陵江流域航道及船舶現狀、港口建設情況、貨運情況，以及未來航道規劃，分析嘉陵江集裝箱船舶的影響因素，根據相關的集裝箱標準船型確定嘉陵江集裝箱船型的初步方案;通過技術指標和經濟指標的計算，得出適用于嘉陵江的500 t、800 t和1 000 t級集裝箱船型標準，并提出相應的建議。

關鍵詞：嘉陵江;集裝箱;標準化;船型;分析

1 嘉陵江航運現狀

1.1 嘉陵江流域概況

嘉陵江是長江上游左岸最大的支流，總流域面積約16萬km2，干流流域面積約4萬km2，全長約1 120 km。上游在廣元以上，長約380 km，中游在廣元—合川，長約645 km，下游在合川—河口，長約95 km。上游整個流域環境較差，不便航行;中游河道較為開闊，寬度在70～400 m間，地形較平緩，與渠江和涪江的中下游形成川中盆地，為航運形成有利條件;下游河道經盆東平行嶺谷區，形成峽谷河段，河道較為開闊，水面寬在150～400 m間。

1.2 航道及船舶現狀

（1）航道現狀

嘉陵江航道是關聯長江的重要水運航道，也是國家交通運輸部規劃的重要內河航道。由于上游河流曲折，河谷狹窄，灘險礁石較多，不利于航行，因此嘉陵江干流主要通航河段為中下游廣元到重慶，通航里程為728 km，縱向貫穿川東、川中和川北地區，是連接寶成鐵路和長江水運的重要干線[1]。

目前，嘉陵江航道根據航道等級分為五段，分別是：廣元到昭化、昭化到澗溪口、澗溪口到桐子壕、桐子壕到合川和合川到重慶。其中合川到重慶段目前航道維護等級為IV級，隨著草街樞紐的建成以及航道整治的實施，該段航道基本達到III級航道標準[2]，其中兩段的航道維護尺度中航深有所不同，合川至草街航深為3.0 m，草街至河口航深為2.0 m。各航段的基本概況如表1所示。

（2）船型現狀

嘉陵江的貨物運輸主要是靠拖駁船隊，長途的運輸方式是吊拖、綁拖及綁吊相結合，短途則是以小噸位機動駁為主。嘉陵江上游以普通的吊拖船隊運輸方式為主，拖輪船型為尖首常規尾型，功率以147? kW為主，駁船一般是半倉平頭駁，噸位為90～150 t;下游則是主要以機動駁單船運輸為主，機動駁功率為29～220 kW，噸位在50～200 t間，大多是縱流型，吃水在0.8 m以下。目前，嘉陵江上還沒有集裝箱船在運營。如表2所示，嘉陵江現有船型。

1.3? 港口發展情況

嘉陵江干流從上游到下游的主要港口有廣元港、南充港和合川港。

廣元港位于嘉陵江上游，是嘉陵江第一大港口。廣元港建設規劃三個港區，分別是昭化、利川、蒼溪港區，張家壩作業區和紅巖作業區是規劃重點。根據廣元港規劃，在2030年，港口通過能力將達1 471萬 t，集裝箱通過能力達65萬TEU。

南充港的貨運區有四個，分別是：嘉順港區、儀隴港區、閬中港區和南部港區。嘉順港區是南充港的中心港區，包括都京、河西、李渡三作業區，主要承擔業務是集裝箱運輸服務，化學工業園區原材料、產成品運輸和散雜貨的中轉運輸。儀隴港區是嘉陵江上的重要化工產品集散港區，有湯家壩和鐘家壩兩個作業區。根據港口建設規劃，2020年港口吞吐量達1 574萬t，2030年達1 795萬t。

合川港的主要經營業務是干散貨，本文主要分析集裝箱船型，并且合川港距離嘉陵江下游盡頭較近，此處不討論合川港。

1.4? 貨運情況

根據相關統計，嘉陵江貨運量2018年約1 750萬 t，主要貨種是化肥農藥、礦建材料和煤炭等，礦建材料占總運量的32%以上，運輸較繁忙的是廣元附近、南充附近和合川至河口河段。目前，南充及周邊地區集裝箱生成量超過2萬TEU，廣元港腹地的集裝箱生成量約3萬TEU。

根據嘉陵江貨運歷史資料統計，礦建材料和煤炭是嘉陵江貨運的主要物資。隨著嘉陵江航道等級的提高和流域附近的經濟加快發展，嘉陵江航道貨運將日益提升。

1.5? 航道規劃

嘉陵江是內河“兩橫一縱十八線高等級航道網”的重要組成之一，是長江上游航運中心“一干兩支”航道支撐體系重要一支。根據2009年《四川省內河航運發展規劃》，通過修建亭子口航電樞紐和其他梯級，渠化河道，使航道標準逐漸提升到V-III級。井口以下航道可達到III級標準，全江渠化后，廣元至昭化河段航道等級達到IV級，昭化至黃帽沱河段達III級。根據2017年重慶“十三五”規劃，加速嘉陵江航道治理。總的來說，嘉陵江全江渠化和整治后，主要通航河段廣元至重慶航道條件會大大改善，航道通過能力也會大大提升，廣元-昭化航道41 km達IV級標準，昭化-重慶航道647 km達III級標準。

2 嘉陵江集裝箱船型影響因素分析

2.1 航道

根據嘉陵江流域的規劃，嘉陵江主要通航河段為廣元至重慶。全江渠化以及航道整治后，根據航道等級分為兩段，一是廣元—利澤段545 km，航道等級為IV級，二是利澤-河口段138 km，航道等級為III級。航道尺度如表3所示。

2.2 船閘

嘉陵江渠化工程在廣元至重慶段一共修建16座航電樞紐，每座航電樞紐都建有過船建筑物。亭子口樞紐的過船建筑物是升船機，亭子口以下15座樞紐的過船建筑物都是船閘，各過船建筑物的概況如表4所示。

2.3 船型方案初始尺度的確定

本文主要對嘉陵江干線的集裝箱運輸船型進行分析，依據嘉陵江航道的規劃，貨源和貨流的分析，以及港口碼頭的情況，本文論證時選取兩條主要航線：廣元—重慶（688 km）、南充-重慶（471 km），船舶噸級也分為3個，分別為：500噸級（相當于50 TEU級）、800噸級和1 000噸級（相當于60 TEU級）。

（1）主尺度選取

選擇船舶的垂線間長Lpp、型寬B、吃水T以及主機功率BHP作為設計變量。垂線間長的選取是參考現有集裝箱船型數據，還要綜合考慮航道彎曲半徑以及相關規范等約束條件[3]。嘉陵江航道分為兩個航段，彎曲半徑分別為330 m和480 m，對本文論證的船型沒有約束。確定垂線間長值時先確定其取值范圍，然后每間隔3 m取值，即標準集裝箱長度的一半。

型寬的選取也是參考現有數據，還要考慮船閘的寬度和其利用率。嘉陵江廣元-河口航段主要有2種類型的船閘，寬度分別為16 m和23 m，航行時又不得不考慮上游亭子口樞紐的升船機，寬度為11.7 m。在符合內河通航標準（B≤10 m時，富裕寬度應不小于1.0 m;B>10 m時，富裕寬度應不小于（0.5+0.05B）m）的前提下，針對500噸級船舶，限制最大型寬為10.2 m，為船舶和升船機空出1.5 m的間隙，此時升船機利用率較高;800噸級船舶相比500噸級較大，相比1 000噸級較小，那么800噸級限制最大型寬為10.6 m，升船機留出1.1 m的富裕寬度;1 000噸級船則考慮通過23 m寬的船閘，限制最大型寬為12.0 m，考慮其與9.6 m的船舶并排通過，此時船閘還有1.4 m的富裕寬度。每噸級船舶的型寬每間隔1.2 m取值，即標準集裝箱寬度的一半。

選取吃水主要依據航道限制。500噸級吃水較小，則考慮廣元—重慶航線;800噸級和1 000噸級吃水適中，則考慮南充—重慶航線。各噸級船舶的主尺度范圍見表7。

（2）主機功率選取

為了提高船舶的快速性，每艘船舶采用2臺主機，主機功率的選取參考現有集裝箱船資料，見表8。

根據以上主尺度以及主機功率的選取，便可初步確定72種可行的船型方案為后面的技術經濟分析提供依據。

3 嘉陵江集裝箱運輸船型分析評價

3.1 技術指標計算

（1）型深D

根據以往經驗：B/T的值在3.0左右，但是集裝箱船需要較大的甲板面積，所以該值會更大些，L/B的值在6左右[4]，可以此來初步檢驗船型方案的可行性。本文船型型深則根據小型船舶對干舷的要求來確定，并滿足的要求，則有以下公式：

3.3 計算示例

從72種初選集裝箱船型方案中選擇南充到重慶航線，1 000 t級，Lpp=63，B=10.8，T=3.0的船舶進行計算示例。根據以上公式計算分析，如表12所示

3.4 推薦適用船型

通過以上計算分析可知，推薦使用船型如下，500噸級船舶選擇廣安—重慶航線，所有500噸級船型方案中，垂線間長為52 m、型寬為7.8 m、吃水為2.0 m的船型方案為最優。800噸級和1 000噸級船舶需要的吃水較深，所以選擇南充—重慶航線，其中垂線間長為55 m、型寬為8.2 m、吃水為2.4 m的800噸級船型方案和垂線間長為69 m、型寬為9.6 m、吃水為2.6 m的1 000噸級船型方案最優。具體情況見表13。

3.5 相關建議

（1）建議相關部門根據嘉陵江航道特點，加快制定和頒布相應的集裝箱標準船型主尺度系列[7];

（2）出臺相關政策鼓勵和引導嘉陵江航運企業采用標準集裝箱船型船舶從事運輸;

（3）對于新建集裝箱標準船型的船舶，政府為企業提供信用擔保，加快企業貸款造船資金到位，加速航運企業進行船舶更新;

（4）政府可進行主導嘉陵江航運產業基金的建立，加快嘉陵江標準集裝箱船舶的改造，促進嘉陵江航運業的快速發展。

參考文獻

[1] 尹維清，戴昌軍，錢俊.長江流域航運發展規劃方案研究[J].人民長江，2013，44（10）：76-79.

[2] 周富科.嘉陵江渠化開發淺析[J].四川水利發電，2006，25（2）：95-98.

[3] 王麗錚，陳順懷，郝喜蘭，何書香.內河集裝箱船船型主尺度系列制定[J].交通科技，2001（1）：65-66.

[4] 吳漢才，王錦法.船舶貨運[M].北京：科學出版社，2012.

[5] 王世連，劉寅東.船舶設計原理[M].大連：大連理工大學出版社，2000.

[6] 周大偉，趙海江，許輝等.船舶主尺度論證中的多目標綜合評估[J].中國艦船研究，2011，6（6）：71-74.

[7] 張哲輝，盧成.嘉陵江集裝箱運輸船型優選[J].水運管理，2009，31（1）：23-25.