南水北调东线工程对通航安全的影响及对策

南水北调东线工程对通航安全的影响及对策

作者：张家华 吴传站

来源：《水运管理》2013年第07期

【摘 要】 为保障南水北调这一国家重要战略建设工程的顺利实施，实现航运和调水功能的充分发挥，从纵向水流、横向水流、水位差、泥沙、航行习惯、双向水流、超限船舶增加等7个方面分析南水北调东线工程实施对通航安全的影响，并有针对性地从政策方面、工程方面、管理方面和防污染方面提出对策建议，以最大限度地减小南水北调东线工程对船舶航行安全的影响，提高船舶航行安全性和通畅性。

【关键词】 南水北调；通航安全；京杭运河；双向水流 0 引 言

南水北调是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的一项重要战略举措，也是关系到我国经济社会可持续发展的重大基础设施工程。东线工程是南水北调总体布局中的重要组成部分，规划从江苏省扬州市三江营的长江干流引水，利用京杭大运河以及与其平行的河道输水，连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等作为调蓄水库，共设13个梯级泵站逐级提水。进入东线平湖后，分水两路，一路向北穿黄河后自流到天津；一路向东自流经新辟的胶东输水干线接引黄济青渠道，向山东半岛供水。南水北调东线工程的实施对沿线地区航运的影响是双重的，补水为通航水位提供了一定的有利条件，但调水亦在很大程度上改变了各梯级河道的水情，提高了水位，增大了流速，恶化了局部流态，对航运设施和船舶航行安全均产生重大影响。 1 南水北调东线工程对通航安全的影响

通过对南水北调东线工程的特点进行分析，以京杭运河苏北段为例，归纳对通航安全可能造成的影响，主要体现在以下7个方面。 1.1 纵向水流影响

南水北调输水对京杭运河徐扬段影响较大的区间为邻近江都站的邵伯至淮安船闸段（计113 km）和航道较为狭窄的淮泗段（计32.5 km），以及宿迁至泗阳船闸段（计59 km）。当江都站输水流量为400 m3/s时，邵伯至淮安船闸段有近65 km航道纵向流速超过1.0 m/s；淮泗段32.5 km航道由于航道断面较小，在水位标高11.0 m时，航道断面平均面积约为330 m2，而宿迁至泗阳船闸59 km航道现有断面平均面积约500 m2，纵向流速将会超过1.0 m/s。调水时所产生的纵向水流将给过往船舶的航行安全带来一定的影响。 1.2 横向水流影响

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南水北调工程各引水梯级（江都梯级除外）的取排水引河中心线与苏北运河航道中心线均呈一定的夹角，一般在30€白笥遥词购降滥谧菹蛄魉倏刂圃？.0 m/s（设计允许值），引河与运河航道交会处的横向流速最大可达到0.5 m/s，按目前最小夹角20€敖屑扑悖佑朐撕雍降澜换岽Φ暮嵯蛄魉偃源锏？.34 m/s，超过航道设计允许的横向流速0.3 m/s。这势必对过往船舶的航行安全构成一定威胁。 1.3 水位差影响

尽管规划的最高输水水位都没有超过船闸的设计最高通航水位，但由于部分船闸建设年代久远，安全标准偏低，因此在新的水情下，结构的稳定和使用的安全就会出现问题。例如，江都站至南运西闸段现状常水位在6.5 m左右，东线工程实施后，该段部分时间水位将超过8.0 m，与此相关的船闸如芒稻、江都、盐邵、运东和运西等，其上游引航道驳岸将常年被水淹没，影响船舶待闸和进出闸的安全。此外，上述船闸上游均与调水干线京杭运河相连，常年接近最高通航水位，而下游由于与调水无关，仍维持现状水位，因此上下游水位差将长期保持在设计极限值。船闸长期在极限荷载下使用，对船闸各部分结构的耐久性是不利的。目前，船闸检修均利用1―3月的枯水期，而东线工程实施后，枯水期恰好是调水期，枯水位将被高水位取代，因此，检修闸门和闸室底板需要加固更新。对于有些闸室是透水底板结构的船闸，强大的渗流水压力还会危及到闸首结构的安全。 1.4 泥沙影响

江苏省内河水流流速低，含沙量不大，因此泥沙问题并不突出。南水北调东线工程实施后，由于引江水量大大增加，导致泥沙来源增加，若以长江下游多年平均含沙量0.53 kg/m3计，东线工程每年多引92.64亿m3江水，则调水后每年将增加491泥沙进入输水河道。此外，由于调水后常水位抬高，流速增大，在船行波的作用下，河岸崩塌的可能性较现状大为增加，这进一步增加了河道泥沙的来源。这些泥沙绝大部分将留在输水河道内，使输水河道普遍发生淤积。所幸的是从整个输水河道的范围来看，这种淤积强度不算很大。相对而言，对航道影响较大的是局部淤积。随着河道输水规模的扩大，河道水流流速普遍较现状提高，相应含沙量也会进一步加大，当水流进入缓流区及回流区后，长此以往就会形成数量可观的累积性淤积，而船闸引航道及输水干线与其他航道相交的口门处正是易引起泥沙淤积的区域。 1.5 航行习惯影响

从历年苏北运河船闸统计资料来看，船舶现行航行习惯一般是重载下行、空载上行，虽然近年来上行货运量比重有所上升，但总体仍是以下行为主，且未来以下行货运量为主的格局不会改变。从水流流向上看，苏北运河非泄洪期间基本无流速，泄洪时期会产生由北向南的水流流速，如苏北运河徐州段水文站观测资料显示，该航段历史年份的泄洪最大流量为 m3/s，泄洪水流流速不超过0.7 m/s。在调水期间，会产生由南向北的水流流速，该航段的调水流量不超过500 m3/s，调水水流流速低于泄洪水流流速。

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从水流流速上看，泄洪流速与调水流速的差别总体不太大，大部分航段均可控制在1 m/s的流速范围内，但水流流速反向导致大部分船舶变成重载上行、空载下行。由于水流流速的反向，大部分重载船舶的实际航行速度降低，一旦流速过大，将造成重载船舶航行困难，进而导致航行不畅，船舶积压，产生堵挡；同时，水流流速加大了大部分空载船舶的航行速度，一旦航速过快可能发生碰撞风险。此外，水流反向还可能改变弯曲河段的冲淤形态，不熟悉航道变化的船舶在弯曲河段易发生搁浅事故。 1.6 双向水流影响

南水北调东线工程实施后，苏北运河由传统的由北向南单向水流变成为双向水流，一系列通航安全问题随之而来：

（1）航行船舶避让问题。《中华人民共和国内河避碰规则》第10条规定：上行船应当避让下行船，但在潮流河段，逆流船应当避让顺流船；在湖泊、水库、平流区域，两船中一船为单船，而另一船为船队时，则单船应当避让船队。调水后一旦形成双向水流，再按照传统的上行船避让下行船规则，等于是在调水期间让顺流船避让逆流船，避让难度增加，碰撞概率增大。

（2）临跨过河设施安全间距问题。目前苏北运河沿线临跨过河设施均按照传统的单向水流方向设置，一旦调水后苏北运河形成双向水流，临跨过河设施间的安全间距将需要重新调整。调水期间水流反向，苏北运河沿线按照规定设置的临跨过河设施间距将不再满足安全通航和使用的要求，对船舶通航安全存在不利影响。 1.7 超限船舶增加影响

南水北调东线工程实施后，调水水流将导致苏北运河主流货物流向的航行周期延长。航道内水流流速降低了船舶实际航行速度，必然造成船舶营运成本增加、效益下降。为维持生计，船公司或个体经营者可能采取超载和超长船队运输等对策，而超限船舶的增加必将导致通航安全隐患的加大。 2 对策建议

针对南水北调东线工程实施后对船舶通航安全产生的影响，从以下4个方面提出对策建议。

2.1 政策方面

建议尽快出台京杭运河通航管理办法，具体包括京杭运河通航船舶尺度规定、定线制建议和停泊水域规定；建议增加《中华人民共和国内河避碰规则》特别规定，主要增加调水实施后的避碰规则；建议增加有关临跨过河设施安全间距的特别规定，对涉及上下游临跨过河设施安全间距的规范、规定、标准等增加双向水流情况下的特别规定。

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2.2 工程方面

应实施以下工程：横流段工程整治；碍航桥梁的改建及防撞；航道疏浚；船闸加固；航标加固。

2.3 管理方面

需建立交通部门与南水北调管理部门的信息联动机制；南水北调管理部门应实现调水梯级的联动管理机制；水上监管部门应进一步完善调水期间的助航标志，建立横流流速监测预警机制，配备一定数量的拖船设施，增加监控点，对超载大型船舶实行切实有效的管理，制定完善的应急预案，加强对过往船舶的警示。 2.4 防污染方面

要对化学品船舶实施限航措施，禁止小吨位危险化学品船、油船驶入京杭运河；对沿线正在营运的码头企业加强监控，将危害性较为严重的码头逐步迁离京杭运河乃至调水航道水域，从源头上限制危险化学品等重污染货物进入苏北运河；限制苏北运河沿线修造船、拆船企业的拆解任务，通过政策鼓励手段争取其搬迁至周边非调水高等级航道上，同时对新上项目严格审批，从源头上减少修造船、拆船企业对调水水体的污染；修造船、拆船企业应当制定相应的污染事故应急计划，并报管理机构备案。