三峽

吳蓉 楊利 胡賽軍

摘 要：三峽水運新通道和葛洲壩航運擴能工程實施后，三峽樞紐有五條船舶過閘通道，葛洲壩樞紐有四條過閘通道，三峽-葛洲壩樞紐水運新通道的聯合運行方式將變得更加復雜。本文基于三峽新通道建設后飽和運行模式下，對三峽-葛洲壩樞紐水運新通道的聯合運行方式進行了研究，包括樞紐通航建筑物聯合運行的基本原則和三峽-葛洲壩樞紐水運新通道的聯合運行方式。

關鍵詞：三峽新通道;船閘;運行方式

1引言

三峽樞紐船閘是長江航運的關鍵節點，是長江經濟帶高質量發展的重要支撐[1]，自三峽船閘2003年6月通航，通航十幾年來，貨物通過量從3400多萬噸迅速發展到2019年的1.46億噸，年均增長約18%，提前達到設計通過能力。同時，隨著長江上游地區經濟社會的快速發展，三峽樞紐通過能力不足的問題已經顯現，三峽船閘通過能力不可能無限制提升，而過閘貨運需求不斷增長，根據預測2050年三峽樞紐過閘貨運需求將達到2.5億噸，三峽樞紐通過能力缺口明顯，三峽新通道建設的相關研究亟需開展。本文主要對三峽新通道建設后飽和運行模式下，三峽樞紐水運新通道的運行方式進行了研究，包括樞紐通航建筑物聯合運行的基本原則和三峽-葛洲壩樞紐水運新通道的運行方式。

2三峽-葛洲壩樞紐水運新通道的布置

三峽水運新通道和葛洲壩航運擴能工程（以下簡稱“工程”）是長江航運建設的重要工程，工程的建設可徹底解決三峽船閘供需矛盾大、船舶積壓嚴重等問題，充分發揮黃金水道的航運效益，加快構建和完善區域綜合立體交通體系。針對多種新通道方案，經綜合比選，推薦三峽水運新通道一次新建兩線船閘，葛洲壩樞紐新通道建議采用“三號船閘改建+左岸新建一線船閘”方案，推薦方案均布置于長江左岸[2]。該方案下新通道建成后，三峽樞紐將包括三峽一線（現在的三峽南線船閘）、三峽二線船閘（現有的三峽北線船閘）、三峽三線、三峽四線船閘和三峽升船機，葛洲壩樞紐將包括葛洲壩一號閘、二號閘三號閘及四號閘。本文將進一步研究該新通道方案下葛洲壩-三峽樞紐新通道聯合運行方式。

3樞紐通航建筑物聯合運行的基本原則

《三峽-葛洲壩水利樞紐通航調度規程》明確提出，三峽-葛洲壩水利樞紐通航設施實行“統一調度、聯合運行”的調度方式，船舶過壩執行“一次申報、統一計劃、分壩實施”的調度程序。船舶過壩調度原則[3]為：①安全第一、兼顧效率;②重點優先、分類控制;③先到先過、合理分流。

新通道建成后，三峽樞紐有三峽一線（原三峽南線船閘）、二線（原三峽北線船閘）、三線（新建）、四線（新建）、三峽升船機共五條船舶過閘通道，葛洲壩樞紐有四條過閘通道。現有的三峽-葛洲壩樞紐的船舶過閘吃水控制在4.3米以內，升船機控制在2.7米以內，未來的樞紐通航除了在遵循現有的樞紐設施運行原則外，將進一步根據船舶過閘尺寸、船型的不同，安排不同的船閘分流，保證兩壩樞紐通航安全、高效、均衡運轉。

綜上所述，新通道建成后，三峽—葛洲壩水利樞紐通航設施聯合運行遵循統一調度、聯合運行、合理分流、安全高效、均衡運轉的原則。

4三峽-葛洲壩樞紐水運新通道聯合運行方式研究

4.1三峽新通道運行方式研究

新通道建成后，三峽樞紐有三峽一線（原三峽南線船閘）、二線（原三峽北線船閘）、三線（新建）、四線（新建）、三峽升船機共五條船舶過閘通道，其中三峽一線（原三峽南線船閘）、二線（原三峽北線船閘）、三線（新建）、四線（新建）可上行可下行，三峽既有船閘和新通道船閘作為多級船閘，一般采用單向運行方式。三峽升船機作為快速通道運用時，通過升船機的船舶從航向上看，既有上行，亦有下行。因此，三峽既有船閘和新通道船閘單向運行，三峽升船機應以迎向運行為主，三峽通道理論運行方式組合有16種。三峽升船機的運行受船舶過閘類型、尺度尤其是船舶吃水的影響較大，且升船機設計為迎向運行，可上行或下行，其運行方式可根據船舶申報及實際運行情況做靈活調整。

飽和運行模式下，從運行均衡角度考慮，三峽一至四線船閘應兩線上行、兩線下行，理論上有如下六種運行方式排列組合。三峽船閘理論運行方式組合如表1所示。

根據三峽船閘設計標準，三峽一線船閘、二線船閘船舶最大吃水4.3m，未來隨著國家“一帶一路”和長江經濟帶戰略的深入實施，川江船舶“江海直達”亦是發展必然趨勢。未來三峽新通道代表船型110～135 m×16.3 m-25 m x5.5 m作為船舶發展的主力船型，因此，新建的三峽三線、四線通道預期可通過船舶的最大吃水預期將大于既有的三峽船閘的4.3米吃水[4]。可以看出，組合A和組合B的運行方式使得引航道內船舶會遇次數最少，船舶航行風險較低。但是由于新、老船閘的過閘吃水控制不同，使得這A種船閘運行組合方式下，上行吃水超過4.3m的船舶無法通過三峽樞紐，B種船閘組合方式下，下行吃水超過4.3m的船舶無法通過三峽樞紐。因此，為滿足吃水超過4.3m的船舶雙向過壩需求，三峽三線船閘、四線船閘應一線上行，一線下行。從上下行均衡角度來看，三峽一線船閘、二線船閘相應需一線上行、一線下行。因此，運行方式組合A、B應摒棄，可供選擇的運行方式組合為C、D、E、F。

運行方式組合C，既有通道和新通道，交通流流向完全悖離船舶各自靠右航行的通常習慣，船舶從引航道進船閘和從船閘進引航道，航路交叉嚴重，安全風險較大。運行方式組合D，下游出四線船閘船舶與上行進二線船閘、三線船閘船舶航路交叉（見圖1），上游下行進四線船閘船舶與上行出二線船閘、三線船閘船舶航路交叉。運行方式組合E上下游同樣各有兩線航路交叉。因此，組合C、D、E的運行方式將使得上下游引航道的船舶交叉次數增加，船舶航行風險變大，同時船舶會遇次數的增加也會使得船舶上、下行的等讓時間相應增加，不利于船舶有序待閘，從而影響閘次的的運行效率。

運行方式組合F而言，下游僅下行出三線船閘船舶僅與上行進二線船閘船舶航路交叉（見圖1）。上游僅上行出二線船閘船舶與下行進三線船閘船舶航路交叉。上下游各有一線航路交叉。

綜上所述，飽和運行模式下，從安全和效率的角度出發，組合A、B、C、D、E的運行方式均非理想運行模式，組合F是最優選擇，研究推薦三峽通道采用此運行方式。

4.2葛洲壩通道運行方式研究

葛洲壩船閘可迎向運行，可單向運行，理論上的運行方式組合更為復雜。長江三峽通航管理局曾多次組織葛洲壩一、二號船閘不同運行方式下的通航效率觀測實驗，包括迎向運行，單向上行、單向下行，連續多閘上（下）行換連續多閘下（上）行。根據實際運行經驗，葛洲壩一號閘下行換上行閘次時間間隔需150min，上行換向下行時閘次時間間隔需100min，均高于單向運行閘次時間間隔90min。葛洲壩二號閘多年的時間運行統計數據表明，單向運行比迎向運行閘次間隔時間平均節約10分鐘左右。因此，近年來葛洲壩一、二號船閘一直沿用單向運行為主的運行方式。葛洲壩船閘迎向運行時，上下游引航道內交通流線路最多可達到八線，安全可控度低。葛洲壩船閘單向運行時，上下游引航道內交通流線路最多為四線，安全可控度相對較高。

因此，從提高運行效率的角度，葛洲壩航運擴能工程實施后，葛洲壩船閘仍以采用單向運行方式為宜。而且，單向運行方式下，同一航路維持同向交通流，能顯著減少交通流線路數量，減少船舶對會和航路交叉，提高安全可控度。

葛洲壩船閘采用單向運行方式時，從運行均衡以及兩壩匹配運行角度考慮，一至四號船閘應對應三峽船閘一至四線船閘即兩線上行、兩線下行。葛洲壩船閘采用單向運行方式時，理論上運行方式組合見下表3。

葛洲壩一號船閘、二號船閘船舶最大吃水4.3m，三號船閘、四號船閘船舶最大吃水與新建的三峽三、四號閘一致。同樣，為滿足吃水超過4.3m的雙向船舶過壩需求，葛洲壩三號船閘（新）、四號船閘應一線上行，一線下行。從上下行均衡角度計，三峽一線船閘、二線船閘相應需一線上行、一線下行。因此，運行方式組合A、B應摒棄。

考慮到葛洲壩一號船閘和大江上下游航道河勢未安排改建改造，葛洲壩一號船閘下游無靠船墩，上行船舶待閘條件差，壩下筆架山水域、卷橋河水域，壩上南津關水域流速大、流態差，汛期和豐水期，三峽出庫流量超過10000m3/s時，上行船舶航行經此航段明顯困難，曾數次發生上行失速的險情。目前葛洲壩一號船閘的運行方式，非枯水期一般為單向下行，枯水期單向運行、定期換向放行大吃水船舶。葛洲壩擴能工程實施后，大吃水船舶無需通過葛洲壩一號閘換向放行，因此葛洲壩一號船閘宜采用單向下行的運行方式。運行方式組合C、F應摒棄。

就運行方式組合D和E相比較而言，組合方式E中間一線（進出三號船閘）交通流與左右兩側交通流均為異向，船舶對會風險高。運行方式D，中間一線交通流與一側為同向，在考慮航路交叉時可以航路合并，船舶對會風險相對較低，安全可控度相對較高。

因此，推薦葛洲壩樞紐通航建筑物運行方式為D組合，如下表4所示。

5結論

針對三峽水運新通道一次新建兩線船閘，葛洲樞紐新通道采用“三號船閘改建+左岸新建一線船閘”的新通道方案，本文研究得出，新通道建成后，三峽—葛洲壩水利樞紐通航設施聯合運行遵循統一調度、聯合運行、合理分流、安全高效、均衡運轉的原則。在“通航環境、通航條件處于正常情況;上下行船舶交通流平衡;過閘需求旺盛、船閘處于飽和運行情況;三峽多線多級船閘與葛洲壩多線單級船閘聯合交通組織、統一調度”的前提下，新通道建成后三峽—葛洲壩樞紐通航建筑物宜采用單向運行方式，其聯合運行基本方式為：（1）三峽一線船閘下行，二線船閘上行，三線船閘下行，四線船閘上行，升船機迎向運行;（2）葛洲壩一號船閘下行，二號船閘上行、三號船閘（新）上行，四號船閘下行。

參考文獻：

[1]袁子文，劉長儉.盡快開工建設三峽樞紐水運新通道? 推動長江經濟帶高質量發展[J].中國水運，2019（07）：17-19.

[2]高艷嬌，徐瑋，王苑，吳俊東.三峽水運新通道和葛洲壩航運擴能工程對長江三峽風景名勝區影響初探[J].環境影響評價，2020，42（02）：90-96.

[3]《三峽（正常運行期）-葛洲壩水利樞紐通航調度規程》.

[4]張緒進，吳澎，王召兵，馬希欽.三峽新通道研究進展及主要技術問題[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2016，35（S1）：33-40.