江苏省沿江口门船闸运行规程研究

2015-12-21孙俊锋

交通科技 2015年4期

关键词：引航道口门船闸

常　致　孙俊锋

(江苏省交通运输厅航道局　南京　210004)

江苏省沿江口门船闸运行规程研究

常致孙俊锋

(江苏省交通运输厅航道局南京210004)

摘要针对沿江口门船闸的相关概念、运行条件、管理要求、套闸运行、通闸运行和应急管理等关键问题进行了研究，重点解决了沿江口门船闸通闸的运行准备、运行控制、运行流程和运行风险防范等问题，填补了沿江口门船闸运行技术规范空白，并为地方规范性文件的修订或标准的制定，以及口门船闸标准化建设提供了技术支撑和实践基础。

关键词口门船闸通闸标准运行规程

1　江苏沿江口门船闸概况及运行中存在的问题

江苏省共有44座交通管理的船闸，其中地处长三角核心地区，水网纵横，通江达海，毗邻长江下游各重要港口，水运事业十分发达的沿江口门船闸11座，是长江下游流域水系、纵横水网与长江沟通的关隘，是联结长三角地区江河湖海水运资源的枢纽，是实施江海和江河联运、货物集散的咽喉，水运战略地位突出，对促进长江和长三角流域经济和社会发展发挥着十分重要的作用。

沿江口门船闸受长江季节性水位变化和非正规半日潮变动(2涨2落)的影响，上、下游闸首之间存在着水位差，船闸运行承受着双向水头作用和影响，船闸运行过程见图1。

图1　口门船闸上、下游水位差示意图

由图1可见，当涨潮时长江水位与内河水位持平，可以开放通闸，但水流较急，所以长江潮水对沿江口门船闸安全运行影响较大。

1.1沿江口门船闸基本现状

(1) 受地域条件限制，沿江口门船闸引航道普遍较短，船舶停泊待闸条件较差，不满足《船闸总体设计规范》关于导航段、调顺段、停泊段、制动段和口门区的尺度规定，在流量日益增多的情况下，待闸区与停泊秩序矛盾日益突出，时常发生阻塞现象。

(2) 受长三角区域经济快速发展的影响，沿江口门船闸船舶流量大，长期超负荷运行。沿江口门船闸地处长三角经济区，口门船闸又是沟通长江、运河干线及其相关水系航道网的咽喉，各口门船闸船舶通过量大，日基本流量在500～900艘次，船闸长期超设计能力和负荷运行。如谏壁船闸是大型双线船闸，设计年通过量为4 433万t，2013年船舶通过量达 13 043万t，谏壁船闸8年来每年的通过量均超过设计能力的2倍以上，处于长期超负荷运行状态。随着我省航道整治力度的加大，新建了施桥三线、焦港、张家港、新夏港等船闸，通航条件逐步改善。

(3) 受长江江苏段水域环境和自然条件限制，沿江锚地资源紧缺，且南北两岸口门船闸又大多毗邻长江重要港口，过往大小船舶通航密度较大。

(4) 受船型混杂、超限营运等问题影响，对口门船闸通航效率和闸室设施安全构成直接危害。

多年来，长江、京杭运河及长三角水网船型标准化推进程度不高，非标船舶居高不下、船型混杂，超限船舶跨航道等级行驶和过闸的问题十分突出，导致大小和不规范船型同闸室停泊，既增加了排档难度，又浪费了闸室资源、降低了套闸运行单闸室使用效率；同时超限船舶过闸易损坏船闸设施，造成运行隐患。

1.2沿江口门船闸运行存在的问题及规程研究目的

(1) 由于国家和地方尚未出台沿江口门船闸运行安全管理的行业规范，目前，沿江口门船闸运行管理缺乏统一做法，长期以来，沿江各口门船闸不断探索实践，积累了丰富的“通闸”运行管理经验，在无法规依据和规范支撑的情况下，总结自身实践经验，制定了适合本船闸“通闸”运行的程序和规章制度，但具体做法差异性较大，缺乏系统性和规范性，尤其通闸运行风险较大，且无法规依据和规范支撑。

(2) 现行国标和行标的制定忽视了沿江感潮河段潮汐资源的利用，沿江口门船闸开放“通闸”无规范支撑。《运河通航标准》[1](JTS 180-2-2011)第4.4.2条“运河中船闸开通闸条件应经过充分论证确定”和《航道工程基本术语标准》[2](JTJ T 204-1996)第15.3.3条“开通闸：当船闸上下游水位差很小时，上、下闸首闸门均打开，让船舶自由通过的运行方式”外，其他标准对“通闸”运行均无阐述或技术性规定。

(3) 随着内河水运业的加快发展，内河高等级航道网的规划和建设，内河运输方式的改变和船舶大型化的发展趋势，沿江口门船闸船舶通过量将进一步增加，行业功能需求将进一步扩大。基于沿江口门船闸长期处于超负荷运行状态，为挖掘现有资源潜力，提高通航效率，必须对沿江口门船闸现行运行方式及管理进行诊断和研究，尤其是解决“通闸”运行无法规依据和规范支撑的现状，使沿江口门船闸充分利用长江潮汐资源和涨落潮规律，适时开放“通闸”，以增加通过能力，提高口门船闸的通航效率。因而，十分需要提高沿江口门船闸运行效率和通航能力；亟待需要肯定沿江口门船闸“通闸”运行方式、通航效率和社会效益；迫切需要解决沿江口门船闸开放“通闸”的法规依据或规范支撑。

2　口门船闸通闸运行控制研究

2.1沿江口门船闸通闸运行条件设定

沿江口门船闸地处长江感潮河段，临江引航道受长江季节性水位和河口潮汐周期性涨落的影响，上、下游闸首水位落差和水流流向动态多变，在不同水位、季节或潮汐演变时段，船闸上、下游会出现零水位差或水位差较小的机会，利用上、下游平水和落差较小的时段，将上、下游闸门同时开启，让船舶直接通行，可大幅度提高船舶通过能力和船闸通航效率。但开放通闸时，由于水流较大，通闸运行时比较危险，对船闸机电设备、人员配置、应急救援、现场指挥等工作的要求也较高，开放通闸前要做好运行准备。

谏壁、九圩、口岸等船闸目前开放“通闸”条件为上下游闸首水位差基本控制在0.3 m左右。

根据谏壁二线船闸设计文件第5.1规定：“谏壁二线船闸承受双向水头作用，要求闸门能在不大于0.3 m水位差的情况下开通闸和上、下游闸门动水差0.1 m关通闸条件。船闸最大设计水头为0.5 m，上、下游闸门均为三角门。”

依据《内河通航标准》[3](GB 50139-2004)第4.3.2条和《船闸总体设计规范》[4](JTJ 305-2001)第5.3.2条的规定：“～IV级引航道、口门区纵向水流表面最大流速限值为2 m/s”，课题组将通闸关闭条件参数设定为“闸室内的水表流速宜控制在1.6 m/s以内”。

根据对谏壁船闸2013全年通闸水位、流速雷达监测记录表统计分析，通闸关闭时闸室内的水表流速基本控制在0.9～1.83 m。

为实现口门船闸通闸运行的规范化管理，依照《运河通航标准》(JTS 180-2-2011)第4.4.2条要求“船闸开通闸条件应经过充分论证确定”，着力从“闸门设计动水启闭能力、上下游闸首水位差以及船舶过闸控制能力”等方面进行研究、分析和求证，最后设定了通闸开启条件为：“上下游闸首水位差宜掌握在0.3 m以内”；关闭条件为：“闸室内的水表流速宜控制在1.6 m/s以内”。

2.2沿江口门船闸通闸运行规程

2.2.1通闸运行准备

通闸运行应指定专人负责，通闸负责人应提前到达运行现场，了解掌握机电设备、船舶待闸、航道水文等情况，与海事和相邻水利部门进行沟通，拟定通闸启闭时间、通闸运行计划和调度实施方案。根据通闸运行计划和调度实施方案，提前对引航道停泊船舶进行调度管理，确保上、下游引航道畅通，对机电、监控、广播、信号、照明、通讯等设备进行检查，确保状态完好，航政艇应进行现场秩序维护。

2.2.2通闸运行控制

2.2.2.1通闸开启控制

(1) 通闸运行计划和调度实施方案应根据船闸所在地的潮汐表和涨落潮规律确定，并参考当日风向、风力对潮汐的影响。

(2) 通闸开启时，船闸上下游水位差宜掌握在0.3 m内，并且不得超过闸门设计允许承受的动水启闭能力。等待闸室内水流平稳后，且流速小于1.6 m后方可调度船舶过闸。超过0.3 m开通闸时，要制定专项方案。

(3) 通闸开放的时间段，应以船闸所在地每日涨落潮周期及潮位变化规律确定。潮位差与内河水位差相互影响较小的船闸，可延长通闸开放时间。

2.2.2.2通闸关闭控制

(1) 关通闸时机的把握，应根据船闸所在地的潮汐表和涨落潮规律以及闸区水域上、下游实际水流速度情况确定。

(2) 通闸关闸时的流速、流压不得超过启闭机和闸门所能承受的动水启闭能力，闸室内的水表流速宜控制在1.6 m/s以内。

(3) 调船另一侧引航道不畅时或者出现其他影响通闸安全时，应该及时调整调度方案。

2.2.2.3运行过程控制

(1) 开放通闸必须制定周密的通闸运行计划和调度实施方案以及维护措施。

(2) 通闸的运行组织实行通闸负责人统一指挥，相关岗位必须服从通闸负责人的指令，异常情况或环节控制建议必须经通闸负责人同意后及时处理和实施。